Slide bài giảng Khoa học máy tính 11 cánh diều Chủ đề F Bài 7: Các loại kiến trúc của hệ cơ sở dữ liệu

Tóm lược nội dung

BÀI 7. CÁC LOẠI KIẾN TRÚC CỦA HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV đặt câu hỏi: Theo em, cơ sở dữ liệu của trường em được lưu trữ trong một máy tính hay trên tất cả các máy tính đang sử dụng cơ sở dữ liệu đó? Còn cơ sở dữ liệu của một ngân hàng thì được lưu trữ trong một máy tính hay nhiều máy tính?

NỘI DUNG BÀI HỌC GỒM

• CSDL tập trung và CSDL phân tán
• Các loại kiến trúc của các hệ CSDL 
• Luyện tập
• Vận dụng

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: CSDL tập trung và CSDL phân tán

a) CSDL tập trung

GV yêu cầu học sinh trao đổi: 

Một cơ sở dữ liệu tập trung được lưu trữ trên bao nhiêu máy tính?

Hãy nêu ưu điểm của hệ thống cơ sở dữ liệu tập trung.

Khi khai thác cơ sở dữ liệu tập trung, người dùng có thể truy cập trực tiếp từ máy tính lưu trữ dữ liệu hoặc qua mạng. Nếu máy tính lưu trữ dữ liệu không hoạt động, liệu các ứng dụng cần truy cập dữ liệu từ cơ sở dữ liệu đó có tiếp tục hoạt động không?

Nội dung gợi ý:

- Một CSDL tập trung được lưu trữ trên một máy tính

- Vì tất cả dữ liệu được lưu trữ tại một máy tính duy nhất nên việc truy cập và điều phối dữ liệu dễ dàng hơn

- Trong quá trình khai thác, nếu CSDL tập trung gặp sự cố thì các chương trình ứng dụng CSDL không thể chạy được 

b) CSDL phân tán

• Hãy giải thích khái niệm về một cơ sở dữ liệu phân tán.
• So sánh các ưu điểm và nhược điểm của hệ thống cơ sở dữ liệu tập trung và cơ sở dữ liệu phân tán.

Nội dung gợi ý:

- CSDL 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. 

- So với hệ CSDL tập trung, hệ CSDL phân tán có:

Ưu điểm:

+ Sự phân tán dữ liệu về mặt vật lí phù hợp với các tổ chức, doanh nghiệp lớn hoạt động trải rộng về mặt địa lí, phù hợp với các dịch vụ phủ rộng trên toàn cầu

+ Tính sẵn sàng và tính tin cậy của dữ liệu cao hơn. 

+ Mở rộng các tổ chức một cách linh hoạt. 

Nhược điểm:

+ Chi phí cao hơn do hệ thống phức tạp hơn, hệ thống phải làm ẩn đi sự phân tán dữ liệu đối với người dùng

+ Khó khăn hơn trong đảm bảo tính nhất quán dữ liệu và tính an ninh, đồng thời rất khó cung cấp một cái nhìn thống nhất cho người dùng. 

Hoạt động 2: Các loại kiến trúc của các hệ CSDL 

HS thảo luận trả lời câu hỏi:

Các hệ cơ sở dữ liệu tập trung có kiến trúc như thế nào?

Kiến trúc tầng 1 là gì? Tất cả cơ sở dữ liệu trong kiến trúc này được lưu trữ ra sao?

Nêu những đặc điểm của kiến trúc tầng 2.

Nêu những đặc điểm của kiến trúc tầng 3.

Nội dung gợi ý:

Mỗi hệ CSDL bao gồm 3 lớp:

- Lớp CSDL

- Lớp hệ quản trị CSDL

- Lớp các ứng dụng CSDL

Các kiến trúc phổ biến của hệ CSDL tập trung 

 Các hệ CSDL tập trung theo kiến trúc khách – chủ:

- Kiến trúc 1 tầng: kiến trúc đơn giản nhất, toàn bộ CSDL được lưu trữ tại một máy tính và chỉ được khai thác tại máy tính này

- Kiến trúc 2 tầng: kiến trúc có CSDL được lưu trữ ở một máy chủ trên mạng (được xem là tầng 2), thành phần trình bày dữ liệu cho người khai thác được cài đặt trên máy khách kết nối được với mạng (được xem là tầng 1) 

- Kiến trúc 3 tầng: kiến trúc mở rộng của kiến trúc 2 tầng. Tầng 1 vẫn là thành phần trình bày dữ liệu. Tầng 3 là máy chủ chứa CSDL  

Các kiến trúc phổ biến của hệ CSDL phân tán

 Hệ CSDL phân tán có một số mô hình kiến trúc phổ biến như: 

- Kiến trúc ngang hàng cho hệ CSDL phân tán có mỗi máy tính hoạt động như một máy khách và máy chủ để truyền tải các dịch vụ CSDL. Các máy tính ngang hàng với nhau trong khả năng chia sẻ nguồn tài nguyên dữ liệu của nó với các máy tính khác và ngang hàng trong khả năng điều phối các hoạt động

- Kiến trúc khách – chủ cho hệ CSDL cũng là kiến trúc khách – chủ như đã biết, nhưng khác với ở hệ CSDL tập trung, hệ CSDL phân tán có nhiều máy chủ CSDL.

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: “Một người dùng máy tính cá nhân để quản lí thu, chi của gia đình” thì chọn kiến trúc nào của hệ CSDL cho phù hợp?

A. Tập trung

B. Phân tán

C. Vừa tập trung vừa phân tán

D. Kiểu kiến trúc nhiều tầng

Câu 2: Em hãy cho biết ý kiến nào là đúng. Trong giờ ôn tập về hệ CSDL, các bạn trong lớp thảo luận rất hăng hái. Đề cập đến vai trò của máy khách trong hệ CSDL khách-chủ, có rất nhiều bạn phát biểu:

A. Có nhiệm vụ kiểm tra quyền được truy cập vào CSDL

B. Có quyền xin được cấp phát tài nguyên

C. Không được phép quản lí các giao diện khi thực hiện các chương trình ứng dụng khai thác CSDL

D. Không được phép cài đặt thêm bất kì một CSDL cá nhân nào

Câu 3: CSDL đặt tại một máy, các thành phần của hệ QTCSDL tương tác với nhau tạo nên hệ thống gồm thành phần yêu cầu tài nguyên và thành phần cấp tài nguyên, có trong kiến trúc hệ CSDL nào?

A. Hệ CSDL phân tán

B. Hệ CSDL khách - chủ

C. Hệ CSDL trung tâm

D. Hệ CSDL cá nhân

Câu 4: Hệ thống đăng kí và bán vé máy bay sử dụng kiến trúc hệ CSDL nào?

A. Hệ CSDL phân tán

B. Hệ CSDL khách - chủ

C. Hệ CSDL trung tâm

D. Hệ CSDL cá nhân

Câu 5: Hãy chọn phát biểu đúng khi nói về hệ CSDL tập trung:

A. Trong hệ CSDL khách-chủ, máy khách được bổ sung dễ dàng

B. Hệ CSDL khách-chủ có hiệu năng hoạt động thấp hơn hệ CSDL trung tâm

C. Hệ CSDL cá nhân có tính an toàn cao hơn hệ CSDL trung tâm

D. Hệ CSDL cá nhân có thể cho nhiều người truy cập cùng lúc

Đáp án gợi ý:

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

GV yêu cầu HS hoàn thành Vận dụng SGK trang 80: 

Dựa vào quy mô và đặc điểm tổ chức của mình, các doanh nghiệp lựa chọn loại hệ cơ sở dữ liệu nào (tập trung hay phân tán) và mô hình kiến trúc phù hợp. Em hãy giải thích và đưa ra một vài ví dụ để minh họa.