Bài 7. Các loại kiến trúc của hệ cơ sở dữ liệu
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
CÁC LOẠI KIẾN THỨC CỦA HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU
Ảnh
MỤC TIÊU
Mục tiêu
Ảnh
Hình vẽ
Phân biệt được CSDL tập trung và CSDL phân tán. Biết được một số kiến trúc thường gặp của hai loại hệ CSDL tập trung và hệ CSDL phân tán.
KHỞI ĐỘNG
Khởi động
Ảnh
Hình vẽ
Theo em, CSDL của trường em được đặt trong một máy tính hay trong tất cả các máy tính có sử dụng CSDL đó? CSDL của một ngân hàng được đặt trong một máy tính hay nhiều máy tính?
Gợi ý
Ảnh
Cơ sở dữ liệu của một trường hoặc một ngân hàng có thể được đặt trong một máy tính hoặc nhiều máy tính, phụ thuộc vào kích thước và tính chất của cơ sở dữ liệu. Nếu cơ sở dữ liệu là nhỏ và chỉ cần được truy cập bởi một số người dùng, việc đặt cơ sở dữ liệu trong một máy tính có thể là phương pháp phù hợp. Ngược lại nếu có cơ sở dữ liệu lớn và được truy cập bởi nhiều người dùng khác nhau thì nên sử dụng nhiều máy tính để đặt cơ sở dữ liệu.
1. Cơ sở dữ liệu tập trung và cơ sở dữ liệu phân tán
Hình 1
Ảnh
a) Cơ sở dữ liệu tập trung
Ảnh
Hình vẽ
Một CSDL tập trung được lưu trữ trên một máy tính (Hình 1). Việc quản lí, cập nhật được thực hiện tại chính vị trí này. Người dùng có thể truy cập và khai thác thông tin bằng chính máy tính chứa CSDL hay thông qua kết nối mạng. Ưu điểm của hệ CSDL tập trung: truy cập và điều phối dữ liệu dễ dàng hơn, phù hợp cho các cơ quan, doanh nghiệp, tổ chức. Ví dụ: Hệ thống quản lí học sinh của trường và hệ thống bán vé tàu hoả của Tổng công ty Đường sắt Việt Nam. Hạn chế của hệ CSDL tập trung: khi gặp sự cố, các chương trình ứng dụng không thể chạy được.
b) Cơ sở dữ liệu phân tán
Ảnh
Hình vẽ
Theo em, các hệ thống thư điện tử trên Inlernet có thể sử dụng hệ CSDL tập trung không? Vì sao?
Ảnh
Định nghĩa
Ảnh
Hình vẽ
Cơ sở dữ liệu phân tán: tập hợp dữ liệu được phân tán trên các máy tính khác nhau của một mạng máy tính. Mỗi nơi (site) của mạng máy tính có khả năng xử lí độc lập và thực hiện các ứng dụng cục bộ. Mỗi nơi cũng tham gia thực hiện ít nhất một ứng dụng toàn cục, yêu cầu truy xuất dữ liệu tại nhiều nơi bằng cách dùng hệ thống truyền thông con.
Ảnh
Hình 2
Ảnh
Tìm hiểu
Ảnh
Hình vẽ
CSDL phân tán là tập hợp dữ liệu được lưu trữ trên nhiều máy tính khác nhau trong một mạng máy tính. Mỗi máy tính có CSDL cục bộ và thực hiện ít nhất một ứng dụng cục bộ. Mỗi máy tính phải tham gia ít nhất một ứng dụng toàn cục sử dụng CSDL của ít nhất hai trạm khác.
Ví dụ 1
Ảnh
Ví dụ 1: Ngân hàng có nhiều chi nhánh, mỗi chi nhánh quản lí tài khoản tại thành phố đó. Dữ liệu của các chi nhánh kết hợp tạo thành một hệ CSDL phân tán cho phép khách hàng thực hiện giao dịch tại bất kỳ chi nhánh nào.
Ví dụ 2
Ảnh
Ví dụ 2: Google là hệ thống tìm kiếm có hệ CSDL phân tán. Các yêu cầu được thực hiện bởi hàng trăm máy tính thu thập và trả về các kết quả có liên quan.
Ưu điểm
Ảnh
So với hệ CSDL tập trung, hệ CSDL phân tán có một số ưu điểm chính: Hệ CSDL phân tán phù hợp cho các tổ chức, doanh nghiệp lớn hoạt động trải rộng về địa lý, dịch vụ phủ rộng trên toàn cầu (vd: hệ thống dịch vụ web, thương mại điện tử,...) Tính sẵn sàng và tin cậy cao hơn so với hệ CSDL tập trung vì dữ liệu được phân tán và có bản sao tại nhiều trạm khác nhau. Có thể mở rộng mạng máy tính bằng cách thêm trạm mới mà không ảnh hưởng đến hoạt động của các trạm sẵn có.
Hạn chế
Ảnh
Hệ CSDL phân tán có những hạn chế sau: Chi phí cao hơn vì hệ thống phức tạp hơn, cần ẩn đi sự phân tán dữ liệu. Khó đảm bảo tính nhất quán và tính an ninh, cũng như khó cung cấp cái nhìn thống nhất cho người dùng do dữ liệu ở nhiều địa điểm.
2. Các loại kiến trúc của các hệ cơ sở dữ liệu
Tìm hiểu
Ảnh
Mỗi hệ CSDL gồm 3 lớp: CSDL, hệ quản trị CSDL và ứng dụng CSDL. Kiến trúc hệ CSDL có thể phân chia thành các thành phần chức năng để hiểu và chỉnh sửa một cách độc lập.
a) Kiến trúc phổ biến của hệ CSDL tập trung
Ảnh
Hình vẽ
Hệ CSDL tập trung theo kiến trúc khách-chủ (Client-Server). Hệ quản trị CSDL bao gồm thành phần yêu cầu tài nguyên và cung cấp tài nguyên. Thành phần cung cấp tài nguyên được đặt trên máy chủ. Thành phần yêu cầu tài nguyên có thể được cài đặt trên nhiều máy khác trên mạng, được gọi là máy khách. Kiến trúc 1 tầng (1-Tier Architecture): CSDL và ứng dụng khai thác được lưu trữ trên cùng một máy tính, không phù hợp cho các ứng dụng phức tạp. Kiến trúc 2 tầng (2-Tier Architecture): CSDL được lưu trữ trên máy chủ, ứng dụng trình bày dữ liệu cài đặt trên máy khách kết nối với mạng, nhưng hiệu suất hoạt động kém khi có nhiều máy khách cùng khai thác CSDL.
Hình 3
Ảnh
Ảnh
Kiến trúc 3 tầng
Ảnh
- Kiến trúc 3 tầng (3-Tier Architecture) gồm: + Tầng 1: thành phần trình bày dữ liệu. + Tầng 2: tầng ứng dụng trung gian giữa tầng 1 và tầng 3. + Tầng 3: máy chủ chứa CSDL. - Tầng trung gian xử lí vấn đề nghiệp vụ trước khi trao đổi dữ liệu giữa tầng 1 và tầng 3. - Kiến trúc này thường được sử dụng trong các ứng dụng web lớn.
b) Các kiến trúc phổ biến của hệ CSDL phân tán
Ảnh
- Hệ CSDL phân tán có 2 mô hình kiến trúc: ngang hàng và khách-chủ. - Kiến trúc ngang hàng: mỗi máy tính hoạt động như máy khách và máy chủ, có khả năng chia sẻ tài nguyên dữ liệu và điều phối hoạt động với các máy khác trên mạng. - Kiến trúc khách-chủ cho hệ CSDL phân tán có nhiều máy chủ CSDL.
Hình 4
Ảnh
Tóm tắt bài học
Tóm tắt bài học
Ảnh
Hình vẽ
Điểm khác biệt quan trọng giữa CSDL tập trung và CSDL phân tán là: CSDL tập trung có toàn bộ dữ liệu được lưu trữ trên một máy tính, trong khi đó CSDL phân tán có dữ liệu phân tán trên các máy tính khác nhau của một mạng máy tính và mỗi máy tính khai thác CSDL đều tham gia ít nhất một ứng dụng toàn cục. Kiến trúc khách – chủ là kiến trúc phổ biến của các hệ CSDL tập trung, tuỳ theo ứng dụng mà có kiến trúc theo mô hình 1 tầng, 2 tầng hay nhiều tầng hơn. Có vài loại mô hình kiến trúc phổ biến của các hệ CSDL phân tán: khách – chủ (cho CSDL phân tán), ngang hàng,..
Luyện tập
Bài tập
Bài tập trắc nghiệm
Trong các câu sau đây những câu nào đúng?
a)CSDL luôn chỉ được lưu trữ và khai thác tại một máy tính.
b) Trong hệ CSDI tập trung việc quản lí và cập nhật dữ liệu dễ dàng hơn so với hệ CSDL phân tán.
c) Trong tất cả các hệ CSDL hễ có sự cố không truy cập được một máy chủ CSDL thì toàn bộ hệ thống CSDI đó ngừng hoạt động.
d) Một hệ CSDL phân tán đắt hơn so với một hệ CSDL, tập trung vì nó phức tạp hơn nhiều.
Vận dụng
Bài tập
Ảnh
Câu hỏi. Dựa vào quy mô và đặc điểm tổ chức của mình mà các doanh nghiệp lựa chọn xây dựng cho mình loại hệ CSDL (tập trung hay phân tán) và mô hình kiến trúc phù hợp. Em hãy giải thích và lấy vài ví dụ để mình hoạ.
Mục 2
Ảnh