Hệ quản trị cơ sở dữ liệu là gì? Cấu trúc của hệ quản trị cơ sở dữ liệu

1. Khái niệm hệ quản trị cơ sở dữ liệu là gì?

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (Database Management System - DBMS) là hệ thống phần mềm giúp quản lý, lưu trữ, truy xuất và chỉnh sửa các dữ liệu hệ thống, tổ chức và hiệu quả.

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu mang đến một giao diện giữa người sử dụng và cơ sở dữ liệu, giúp người quản trị và người sử dụng hệ thống dễ dàng thao tác với dữ liệu mà không cần quan tâm đến các chi tiết về dữ liệu được lưu trữ và tổ chức trong hệ thống.

2. Các chức năng quan trọng của hệ quản trị cơ sở dữ liệu

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu có các chức năng chính như sau:

- Quản lý Data Dictionary: Với tính năng duy trì Data Dictionary (từ điển dữ liệu), hệ quản trị cơ sở dữ liệu có chức năng lưu trữ dữ liệu mô tả về định nghĩa, cấu trúc và mối quan hệ giữa các thành phần của cơ sở dữ liệu.

- Quản lý Data Storage: Hệ quản trị cơ sở dữ liệu sẽ quản lý việc lưu trữ dữ liệu trên các thiết bị lưu trữ vật lý như ổ đĩa, ổ cứng. Từ đó xác định được cách dữ liệu được tổ chức, lưu trữ và truy cập để tối ưu hóa hiệu suất.

- Quản lý về bảo mật: An toàn bảo mật là tính năng cần có của hệ quản trị cơ sở dữ liệu, mang đến các cơ chế bảo mật để kiểm soát quyền truy cập và sửa đổi dữ liệu. Bao gồm các bước xác thực người dùng, quản lý quyền truy cập và theo dõi các hoạt động không phù hợp với quy định.

- Kiểm soát truy cập nhiều người dùng: Hệ quản trị cơ sở dữ liệu sẽ quản lý được nhiều người dùng cùng một lúc, đảm bảo tính đồng thời và nguyên tắc xử lý từ nhiều nguồn khác nhau.

- Quản lý nguyên bản dữ liệu: Hệ quản trị cơ sở dữ liệu sẽ đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu bằng cách thực hiện các ràng buộc và quy tắc ngăn chặn dữ liệu không hợp lệ không được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu.

- Chuyển đổi và trình bày các dữ liệu: Hệ quản trị cơ sở dữ liệu cung cấp các công cụ chuyển đổi và trình bày dữ liệu theo các cách thuận tiện nhất cho người sử dụng để trích xuất và trình bày dữ liệu.

- Database Access Languages và Giao diện lập trình ứng dụng: Để giúp người dùng có thể truy cập và tương tác với cơ sở dữ liệu, hệ quản trị cơ sở dữ liệu sẽ cung cấp các ngôn ngữ truy vấn như SQ . Đồng thời hỗ trợ các giao diện lập trình ứng dụng giúp tích hợp dữ liệu vào các ứng dụng khác.

- Transaction Management: Hệ quản trị cơ sở dữ liệu có thể quản lý các giao dịch để đảm bảo tính nhất quán và độ tin cậy của dữ liệu theo nguyên tắc ACID ( Atomicity, Consistency, Isolation, Durability).

3. Những đặc điểm nhận biết của hệ quản trị cơ sở dữ liệu

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu có những đặc điểm nổi bật như sau:

- Cung cấp các cơ chế để bảo vệ dữ liệu, có tính bảo mật cao, giúp tránh việc bị mất cắp thông tin qua tài khoản và mật khẩu.

- Có thể sử dụng để lưu trữ nhiều loại dữ liệu khác nhau.

- Chia sẻ và xử lý dữ liệu đa người dùng.

- Ứng dụng các kỹ thuật nhằm truy xuất dữ liệu, cập nhật thông tin nhanh chóng và hiệu quả.

- Cho phép mở rộng đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng có quy mô lớn.

- Tập trung dữ liệu vào chung một nơi, giúp người dùng dễ dàng truy cập cơ sở dữ liệu từ bất kỳ vị trí nào.

- Hỗ trợ triển khai linh hoạt trên các nền tảng đa dạng.

- DBMS tuân thủ theo tính chất ACID: Atomicity (tính nguyên tử),

- Consistency (tính nhất quán), Isolation (tính độc lập), Durability (tính bền vững).

4. Cấu trúc hệ quản trị cơ sở dữ liệu

Một hệ quản trị cơ sở dữ liệu có cấu trúc như sau:

Thao tác với DBMS

- Truy vấn: Bao gồm những hỏi đáp, yêu cầu dữ liệu trong hệ quản lý cơ sở dữ liệu.

- Các thay đổi cơ sở dữ liệu: Đây là những thay đổi của người quản trị cơ sở dữ liệu, gồm thay đổi cấu trúc hồ sơ hoặc tạo mới cơ sở dữ liệu.

- Các cập nhật dữ liệu: Gồm các thao tác sửa, xóa dữ liệu trong cơ sở dữ liệu.

Bộ xử lý câu hỏi

Bộ xử lý câu hỏi là nơi sẽ tiếp nhận các thao tác với hệ quản trị cơ sở dữ liệu, sau đó tiến hành phát lệnh đến bộ quản lý lưu trữ tiếp tục thực hiện thao tác đó.

Bộ quản lý lưu trữ

Bộ quản lý lưu trữ sau khi tiếp nhận thông tin từ Bộ xử lý câu hỏi thì sẽ lấy các thông tin dữ liệu được yêu cầu, tiến hành xử lý các thao tác thay đổi với cơ sở dữ liệu.

Bộ quản lý giao dịch

Bộ quản trị giao dịch gồm cả bộ xử lý câu hỏi và bộ quản lý lưu trữ. Bộ quản trị giao dịch tổng hợp các nguồn thông tin, đảm bảo các thao tác được thực hiện đúng mà không làm mất dữ liệu, kể cả khi hệ thống lỗi xảy ra.

Dữ liệu và siêu dữ liệu

Dữ liệu và siêu dữ liệu nằm ở vị trí cuối cùng của một hệ quản trị cơ sở dữ liệu , và đây là thành phần chính của một hệ quản trị cơ sở dữ liệu.

5. Những hệ quản trị cơ sở dữ liệu sử dụng phổ biến hiện nay

Trên thị trường hiện tại có nhiều cơ sở dữ liệu khác nhau, mỗi loại phục vụ một mục đích và yêu cầu cụ thể, dưới đây là các cơ sở dữ liệu phổ biến:

• MySQL

MySQL là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu mã nguồn mở rất phổ biến hiện nay, hỗ trợ nhiều loại dữ liệu và có khả năng mở rộng. MySQL thường được sử dụng cho các ứng dụng web và các dự án từ nhỏ đến trung bình.

• Microsoft SQL Server

Đây là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu của Microsoft, thường được sử dụng trong môi trường doanh nghiệp. Microsoft SQL Server cung cấp nhiều tính năng mạnh mẽ, tích hợp chặt chẽ với các sản phẩm Microsoft khác, bảo mật cao và khả năng xử lý lưu lượng dữ liệu lớn.

• Oracle Database

Oracle Database được xem là một trong những hệ quản trị cơ sở dữ liệu mạnh mẽ nhất, được sử dụng rộng rãi trong các môi trường doanh nghiệp và các dự án lớn. Oracle Database có khả năng xử lý và quản lý dữ liệu lớn, cung cấp các tính năng như phân quyền, khả năng mở rộng, phân tích và bảo mật cao.

• PostgreSQL

Đây là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu mã nguồn mở mạnh mẽ, có khả năng mở rộng, thường được sử dụng cho các dự án đòi hỏi tính linh hoạt và tùy chỉnh cao. Với cộng đồng hỗ trợ tích cực đóng góp cho phép hỗ trợ nhiều loại dữ liệu, đòi hỏi nhiều chức năng phức tạp.

• MongoDB

MongoDB khác biệt so với các hệ dữ liệu cơ sở khác vì đây là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu không SQL, mà dựa trên mô hình JSON-similar có tên gọi là BSON. Phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi nhiều về khả năng mở rộng và linh hoạt trong cấu trúc dữ liệu.

• SQLite

Đây là một hệ quản trị dữ liệu cơ sở nhẹ và không yêu cầu phải cài đặt riêng biệt, thường được sử dụng trong các ứng dụng di động cũng như trong các dự án nhỏ với tài nguyên hạn chế.

Kết luận