Các khái niệm về hệ quản trị csdl

1. 
   Giới thiệu:
   

SQL Server 2005 bao gồm nhiều chức năng mới và các công cụ tạo cho nó trở thành một CSDL nổi bật và một nền phân tích dữ liệu. Ngoài ra, nó cũng tập trung vào các lĩnh vực như xử lý giao dịch trực tuyến (OLTP), kho dữ liệu, và các ứng dụng thương mại điện tử.

2. 
   SQL Server 2005:
   

1. 
   Các chức năng SQL Server 2005
   

• 
  Các chức năng cơ bản
  

• 
  Dễ dàng cài đặt
  

• 
  Tích hợp với Internet
  

• 
  Tính trải rộng và tính sẵn sàng
  

• 
  Hỗ trợ cho mô hình Client/Server
  

• 
  Tương thích Hệ điều hành
  

• 
  Kho dữ liệu
  

• 
  Thực thi theo ANSI/ISO SQL-92
  

• 
  Hỗ trợ nhân bản dữ liệu
  

• 
  Tìm kiếm Full-Text
  

• 
  Sách hướng dẫn trực tuyến
  

• 
  Chức năng mới trong SQL Server 2005
  

• 
  Các dịch vụ thông báo
  

Việc thêm vào các dịch vụ thông báo cho SQL Server 2005 đã tạo nên sự thuận lợi cho hầu hết các dịch vụ thông báo như có thể thông báo cho số lượng lớn người nhận đang sử dụng vùng diện rộng của các thiết bị. Sự kết hợp các dịch vụ thông báo với SQL Server 2005 có thể làm cho các ứng dụng trải rộng hơn mà không làm thay đổi hiệu năng của nó.

• 
  Dịch vụ báo cáo
  

• 
  Môi giới dịch vụ
  

• 
  Sự cải tiến máy CSDL
  

2. 
   SQL Server 2005 Editions
   

• 
  SQL Server 2005 Enterprise Edition
  

• 
  SQL Server 2005 Standard Edition
  

• 
  SQL Server 2005 Workgroup Editon
  

• 
  SQL Server 2005 Developer Edition
  

• 
  SQL Server 2005 Express Edition
  

3. 
   Sự thuận lợi của SQL Server 2005
   

• 
  Quản trị dữ liệu xí nghiệp mở rộng
  
• 
  Tính hiệu quả cho người phát triển
  
• 
  Tăng tính thông minh trong giao dịch
  
• 
  Tính năng cạnh tranh cao
  

3. 
   Các thành phần SQL Server 2005
   

• 
  Máy CSDL Quan hệ
  

Máy CSDL quan hệ khả năng trải rộng cao như tự động điều chỉnh. Vì thế, nó yêu cầu các tài nguyên động khi nhiều người dùng kết nối vào CSDL và sau đó giải phóng tài nguyên ngay sau khi người dùng đăng xuất.

• 
  Dịch vụ phân tích
  

• 
  Dịch vụ chuyển đổi dữ liệu
  

• 
  Dịch vụ thông báo
  

• 
  Hỗ trợ HTTP thuần
  

• 
  Sự tích hợp .NET CLR
  

• 
  Các dịch vụ báo cáo
  

• 
  Người môi giới dịch vụ
  

• 
  SQL Server Agent
  

• 
  Bản sao
  

• 
  Tìm kiếm toàn văn bản
  

4. 
   Kiến trúc ứng dụng xí nghiệp
   

Một ứng dụng phân tán là một phần tiến trình của nó được phân tán trên nhiều máy tính trên mạng. Xí nghiệp hoặc kiến trúc phân tán được dựa vào sự phát triển của mô hình ba tầng, ở đó ứng dụng đầu cuối được đặt tên là giao diện người sử dụng là nằm ở một mạng, và các quy luật kinh doanh và CSDL, là nằm ở một mạng khác.

SQL Server đóng vai trò chính trong kiến trúc ứng dụng phân tán. Việc thiết kế SQL Server cho một giải pháp xí nghiệp dựa vào kiểu của kiến trúc và xử lý logic được phân tán qua các ứng dụng.

Bản chất của thương mại là các phiên giao dịch giữa khách hàng và tổ chức. Trong suốt phiên giao dịch, một lượng rất lớn dữ liệu sinh ra.

Kiến trúc ứng dụng xí nghiệp chứa nhiều tầng logic khác nhau. Các tầng này mô tả sự trình bày dữ liệu, ứng dụng logic, và các dịch vụ dữ liệu. Điều này được miêu tả trong hình 3.2



Hình 3.2: Kiến trúc ứng dụng xí nghiệp

• 
  Tầng trình bày dữ liệu
  

• 
  Tầng logic ứng dụng
  

• 
  Tầng dịch vụ dữ liệu
  

1. 
   Các mô hình được phân tầng
   

Cùng với sự thay đổi về nhu cầu của khách hàng và sự phát triển của công nghệ trong công nghiệp phần mềm, những năm đầu của thập kỷ 90 ta đã thấy sự thay đổi trong cách mà các ứng dụng xí nghiệp được phát triển. Các nhà cung cấp ứng dụng xí nghiệp truyền thống đã thay đổi từ hai tầng, mô hình ứng dụng client-server sang mô hình ứng dụng ba tầng. Sự phát triển nhanh chóng của mô hình mới này đã thúc đẩy sự giới thiệu về các dịch vụ trung gian khác nhau như là dịch vụ giám sát phiên giao dịch, dịch vụ hướng thông điệp, và đối tượng yêu cầu dịch vụ. Trong mô hình ba tầng, các business logic (nghiệp vụ) được đặt trong tầng trung gian. Các ứng dụng xí nghiệp được triển khai trên mạng intranet hoặc internet. Vì thế, nó tạo ra xu thế yêu cầu các máy trạm nhỏ và nhẹ tạo điều kiện dễ dàng cho việc triển khai.

• 
  Sử dụng mô hình hai tầng
  

Như vậy, trong kiến trúc client-server, xử lý được chia sẻ giữa các client (máy trạm) và các server (máy chủ) và chúng vượt qua được khoảng cách về mặt địa lý.

Để sử dụng mô hình này, giao diện và logic ứng dụng có thể được đặt trên client và các dịch vụ dữ liệu được đặt trên server. Tuy nhiên, logic ứng dụng viết trong các thủ tục lưu trữ có thể được đặt trên server. Một giải pháp hoà trộn cũng có thể được sử dụng ở đó ứng dụng logic được chia ra giữa client và server.

Các mô hình hai tầng ít khi được sử dụng khi được so sánh với các mô hình ứng dụng nhiều tầng, bởi vì sự phát triển ngày càng phổ biến của các ứng dụng internet. Cũng bởi vì, chúng không có khả năng trải rộng như ứng dụng đa tầng.

• 
  Sử dụng mô hình ba tầng
  

Mô hình ứng dụng chia ứng dụng thành ba nhóm dịch vụ. Dịch vụ này có thể trích dữ liệu từ một file hoặc CSDL, hiệu chỉnh dữ liệu, xác thực dữ liệu hoặc hiển thị nó ở phía người dùng đầu cuối.

Một dịch vụ là một mã nguồn mà cài đặt một số chức năng trong chương trình. Ba nhóm dịch vụ được cung cấp bởi mô hình đó là:

• 
  Dịch vụ người dùng
  

• 
  Dịch vụ kinh doanh
  

Thông thường, các nghiệp vụ kinh doanh thường có sự thay đổi nhiều hơn là tác vụ thực cần được thực thi bởi chương trình. Vì thế, chúng tốt nhất được thực thi như là các thành phần, ở đó toàn bộ chương trình không cần phải thay đổi, chỉ thành phần nào cần thiết thì mới được thay đổi

• 
  Dịch vụ dữ liệu
  

Mô hình đa tầng, cũng còn được biết như là mô hình n-tầng hoặc mô hình ba tầng, nó cho phép phân tán logic xuyên qua các ứng dụng. Các nghiệp vụ kinh doanh có thể được cách ly khỏi client hoặc CSDL. Khi mô hình này được đưa vào Internet, dịch vụ trình diễn được chia ra giữa trình duyệt ở phía client và Web Server. Web Server định dạng các trang web mà trình duyệt hiển thị.

Mô hình đa tầng có tính trải rộng cao cho phép số lượng client lớn và rất nhiều ứng dụng, việc xử lý có thể được chia sẻ trên nhiều máy tính. Mô hình đa tầng có hệ thống và dễ dàng quản lý bởi vì bất kỳ sự thay đổi nào được tạo ra từ một nghiệp vụ kinh doanh có thể được cô lập mà không ảnh hưởng đến các tầng khác.

5. 
   CSDL Hệ thống
   

6. 
   Các file CSDL và các nhóm file
   

Về cơ bản có ba kiểu file trong CSDL SQL Server 2005. Mỗi kiểu file được mô tả như bên dưới

• 
  Các file dữ liệu sơ cấp
  

• 
  Các file dữ liệu thứ yếu
  

• 
  Các file nhật ký
  

Không bắt buộc phải sử dụng phần mở rộng tên file là .mdf, .ndf và .ldf, nhưng các phần mở rộng này giúp nhận dạng các loại file và sử dụng của chúng.

1. 
   Các nhóm file CSDL
   

• 
  Sơ cấp (Primary)
  

• 
  Người dùng định nghĩa
  

Các file nhật ký không bao giờ là một thành phần của nhóm file. Không gian nhật ký được quản lý một cách riêng biệt từ không gian dữ liệu. Không có file nào có thể là thành viên của nhiều hơn một nhóm file. Các bảng, chỉ mục và đối tượng dữ liệu mới có thể được liên kết với một nhóm file được chỉ định. Một nhóm file trong mối CSDL được định rõ như là một nhóm file mặc định. Chỉ một nhóm file tại một thời điểm có thể là nhóm file mặc định. Nếu không có nhóm file mặc định được chỉ rõ, thì nhóm file chính là nhóm file mặc định.

Các file trong SQL Server 2005 có thể có các tên file logic và vật lý. Chúng được miêu tả như sau:

• 
  logic_file_name
  

• 
  os_file-name
  

7. 
   Kiến trúc CSDL
   

Dữ liệu trong CSDL được sắp xếp có phương pháp thành một số lượng các thành phần logic mà hiện hữu với những người sử dụng. Mặt khác, CSDL bản thân nó được cài đặt một cách vật lý vào hai hoặc nhiều file trên đĩa cứng.

1. 
   Các thành phần CSDL logic
   

• 
  Các đối tượng CSDL
  

Đối tượng	Sự mô tả
Bảng(Table)	Một đối tượng trong một CSDL để lưu trữ dữ liệu như một tập hợp của các hàng và các cột.
Kiểu dữ liệu (Data Type)	Một thuộc tính để chỉ ra kiểu của dữ liệu mà có thể được lưu trữ trong một cột, tham số, hoặc biến. SQL Server 2005 hỗ trợ cả dữ liệu được hệ thống-cung cấp cũng như là kiểu dữ liệu người dùng định nghĩa.
Khung nhìn (View)	Một đối tượng CSDL có thể được tham chiếu theo cách tương tự như một bảng trong các câu lệnh SQL. Các khung nhìn được tạo ra bởi việc sử dụng câu lệnh SELECT và có thể so sánh với một đối tượng chứa đựng tập kết quả của cùng câu lệnh SELECT.
Thủ tục lưu trữ (Stored procedure)	Một thủ tục lưu trữ là một tập hợp của các câu lệnh đã viết và đã được biên dịch được lưu dưới một tên và được xử lý như là một đơn vị trong CSDL. Nếu có cùng truy vấn được tìm thấy được sử dụng lại nhiều lần, ta nên đặt nó thành một thủ tục được lưu trữ. SQL Server cung cấp các thủ tục lưu trữ cho việc quản lý SQL Server và cho việc hiển thị thông tin về các CSDL và những người dùng. SQL Server đã cung cấp các thủ tục lưu trữ được biết đến như là các thủ tục lưu trữ hệ thống.
Hàm (Function)	Tương tự như các ngôn ngữ lập trình, SQL Server 2005 cũng hỗ trợ cách sử dụng hàm. Hàm là một đoạn mã nguồn mà hoạt động như một đơn vị logic. Mỗi hàm có một tên và được định nghĩa để chấp nhận các tham số đầu vào và trả về một trạng thái hoặc tuỳ chọn các tham số đầu ra.
Chỉ mục (index)	Một đối tượng CSDL cung cấp sự truy cập nhanh đến dữ liệu của một bảng dựa vào giá trị khoá của nó.
Ràng buộc (Constraint)	Ràng buộc là một thuộc tính mà có thể được gán vào một cột hoặc gán vào các cột trong một bảng để tăng tính toàn vẹn dữ liệu. Các ràng buộc được thêm vào để ngăn chặn các dữ liệu không phù hợp nhập vào cho một bảng. Lấy ví dụ, một ràng buộc UNIQUE hoặc PRIMARY KEY hạn chế nhập dữ liệu trùng vào một bảng; một ràng buộc CHECK tác dụng lên toàn vẹn miền giá trị bởi sự giới hạn các giá trị mà được chấp nhận bởi một cột, NOT NULL ngăn chặn các giá trị rỗng.
Bẫy lỗi (Trigger)	Các Trigger là các thủ tục được lưu trữ đặc biệt mà được thực hiện để phúc đáp cho bất kỳ sự thay đổi đã thực hiện cho một bảng.

• 
  Đăng nhập(Login), Người dùng(User), Vai trò(Role), và Nhóm(Group)
  

Kỹ thuật bảo mật	Sự mô tả
Đăng nhập (Login)	Một người dùng phải được gán với một nhận dạng đăng nhập để kết nối vào SQL Server 2005. SQL Server nhận dạng hai kỹ thuật chứng thực đăng nhập: Chứng thực dựa trên Windows và chứng thực dựa trên SQL Server. Cả hai kỹ thuật có các kiểu tài khoản đăng nhập khác nhau.
Người dùng (User)	Các tài khoản người dùng nhận dạng một người dùng trong phạm vi một CSDL. Sau khi một người dùng đã được chứng thực bởi Windows hoặc SQL Server và đã được cho phép đăng nhập vào SQL Server, thì người dùng phải có tài khoản trong một CSDL. Tất cả sự cho phép và quyền sở hữu của các đối tượng trong CSDL được điều khiển bởi tài khoản người dùng. Ví dụ tài khoản người dùng JOHN trong CSDL bán-hàng là khác với tài khoản người dùng JOHN trong CSDL kho-hàng mặc dù cả hai tài khoản có cùng ID.
Vai trò (Role)	Các vài trò được sử dụng để nhúng các người dùng vào một vai hoặc một nhóm, một vai hoặc nhóm tương ứng với tập hợp các quyền được cung cấp. Các quyền được cung cấp tự động khi những người dùng trở thành thành viên của vai trò .
Nhóm (Group)	Các nhóm SQL Server cung cấp một cách thuận lợi để tổ chức một lượng lớn server vào các nhóm có thể quản lý được. Một nhóm server có thể được đặt tên và được mô tả để cho phép người sử dụng dễ dàng tìm kiếm các server.

• 
  Thứ tự sắp xếp
  

2. 
   Kiến trúc vật lý của CSDL
   

• 
  Trang và Phạm vi (Pages and Extents)
  

Mỗi trang bắt đầu với phần đầu trang chứa các thông tin về loại trang, không gian trống trong trang và định danh(identifier-ID) của người sở hữu trang. Dữ liệu trong mỗi hàng được chứa tuần tự trên các trang và chứa dữ liệu thực. Cấu trúc của trang được mô tả như hình 3.6.

Phạm vi là đơn vị gốc trong các không gian được cấp phát đến các bảng. Tất cả các trang được lưu trữ và quản lý hiệu quả trong các phạm vi. Một phạm vi là một tập hợp của 8 trang liên tiếp nhau và có kích thước 64KB.

• 
  Nhóm tập tin (Filegroup) và các tập tin CSDL (Database Files)
  

• 
  Sự cấp phát vùng trống và tái sử dụng
  

• 
  Kiến trúc bảng và chỉ mục (Table and Index Architecture )
  

Các bảng SQL Server 2005 sử dụng một trong hai phương thức sau để tổ chức các trang dữ liệu của chúng:

• 
  Bảng Clustered
  

• 
  Heaps
  

• 
  Kiến trúc nhật kí giao dịch
  

• 
  Phục hồi các giao dịch riêng lẻ.
  
• 
  Phục hồi tất cả các giao dịch chưa hoàn tất khi SQL Server đã được bắt đầu.
  
• 
  Hoàn trả lại trạng thái CSDL ban đầu nếu lỗi xảy ra.
  

3. 
   Kiến trúc bộ máy CSDL quan hệ
   

Bộ máy CSDL quan hệ có 2 phần chính: phần quan hệ và phần lưu trữ. Một điểm thay đổi kiến trúc quan trọng nhất của SQL Server 2005 là đã tách biệt hoàn toàn phần quan hệ và phần lưu trữ trong máy chủ. Hình 3.7 chỉ ra các thành phần chính của bộ máy CSDL.

• 
  Cấu trúc xử lý truy vấn
  

• 
  Xử lý từng câu lệnh SQL đơn.
  
• 
  Xử lý lô.
  
• 
  Thực thi các thủ tục lưu trữ và bẫy lỗi.
  
• 
  Thực thi kế hoạch lưu trữ tạm và tái sử dụng
  
• 
  Xử lý truy vấn song song.
  

• 
  Cấu trúc bộ nhớ
  

Một trong những mục đích chính khi thiết kế phần mềm CSDL là giảm đến mức tối đa dung luợng I/O (vào/ ra), bởi vì việc đọc và ghi đĩa nằm trong số các thao tác đòi hỏi tài nguyên nhiều nhất. SQL Server tạo ra một vùng đệm trong bộ nhớ để lưu trữ các trang đọc từ CSDL. Nhiều đoạn mã trong SQL Server được dành để giảm bớt số lần đọc và ghi vật lý giữa đĩa và vùng đệm. SQL Server cố gắng giành một khoảng trống giữa hai đối tượng.

• 
  Cấu trúc luồng và thao tác
  

Khi một hệ điều hành thực thi một thể hiện của một ứng dụng, nó tạo một phương thức để quản lý thể hiện đó. Mỗi một phương thức có một luồng thực thi. Ứng dụng có thể dành luồng này bằng cách bắt đầu các xử lý riêng biệt cho mỗi thao tác. Tuy nhiên, bắt đầu một phương thức đòi hỏi tài nguyên hệ điều hành. Thay vì vậy, một ứng dụng bắt đầu các luồng riêng rẽ.

Các luồng cho phép các ứng dụng phức tạp để tăng hiệu quả sử dụng CPU ngay cả khi làm việc trên máy tính với CPU đơn.

• 
  Cấu trúc Input/Output (vào ra)
  

SQL Server 2005 cấp phát một khối lượng lớn cho vùng nhớ ảo của nó để làm vùng nhớ đệm và sử dụng làm giảm việc vào/ra vật lý.

Việc vào/ra từ một thể hiện của SQL Server 2005 được chia làm 2 loại vào/ra logic và vào/ra vật lý. Việc đọc logic xuất hiện mỗi lần máy CSDL yêu cầu một trang từ vùng nhớ đệm. Việc đọc vật lý được thi hành khi dữ liệu yêu cầu không tìm thấy trong vùng nhớ đệm. Vùng nhớ đệm sử dụng đơn giản các trang mà chúng thực sự xuất hiện trong bộ nhớ máy tính. Việc ghi logic xuất hiện khi dữ liệu bị thay đổi trong trang trong bộ nhớ. Việc ghi vật lý xuất hiện khi một trang được ghi lên đĩa.

• 
  Cấu trúc truy vấn phân tán
  

Truy vấn phân tán có thể truy xuất dữ liệu từ nhiều nguồn dữ liệu hỗn hợp được lưu trữ trên các máy tính cục bộ hoặc từ xa. SQL Server 2005 hỗ trợ truy vấn phân tán sử dụng OLE DATABASE Provider.