Giải Tin học 12: Bài 12. Các loại kiến trúc của hệ cơ sở dữ liệu

Bài 12: Các kiểu kiến ​​trúc của hệ cơ sở dữ liệu

1. Hệ thống cơ sở dữ liệu tập trung

Đặc điểm cơ bản phân biệt kiến ​​trúc của một hệ thống cơ sở dữ liệu là cách cơ sở dữ liệu được lưu trữ.

– Với hệ thống cơ sở dữ liệu tập trung, tất cả dữ liệu được lưu trữ trong một máy hoặc một máy. Người dùng từ xa có thể truy cập cơ sở dữ liệu thông qua phương tiện dữ liệu.

– Việc phân loại phụ thuộc vào cách tổ chức khai thác, cụ thể là:

+ Ai sẽ truy cập vào cơ sở dữ liệu?

+ Việc truy cập được thực hiện ở đâu?

+ Các phân hệ của hệ quản trị cơ sở dữ liệu được lưu trữ ở đâu?

– Căn cứ vào các tiêu chí trên, người ta chia hệ cơ sở dữ liệu tập trung thành 3 loại:

+ Hệ thống cơ sở dữ liệu cá nhân;

+ Hệ thống cơ sở dữ liệu trung tâm;

+ Hệ thống cơ sở dữ liệu máy khách – máy chủ.

một. Hệ thống cơ sở dữ liệu cá nhân

– Định nghĩa: Hệ cơ sở dữ liệu cá nhân là hệ cơ sở dữ liệu có một người dùng duy nhất. Thông thường, người này thiết kế, tạo và duy trì cơ sở dữ liệu, đồng thời cũng là người khai thác thông tin, tạo và hiển thị báo cáo.

– Đặc điểm:

+ Dữ liệu được tập trung tại một máy;

+ Chỉ một người hoặc một nhóm người truy cập theo nguyên tắc lần lượt (không đồng thời, xung đột);

+ Toàn bộ hệ quản trị cơ sở dữ liệu được lưu trữ ngay tại hệ thống chứa cơ sở dữ liệu;

+ Việc truy cập cơ sở dữ liệu được thực hiện ngay trong hệ thống chứa cơ sở dữ liệu.

– Ưu điểm và nhược điểm:

+ Ưu điểm: Việc xây dựng và sử dụng hệ thống cơ sở dữ liệu cá nhân khá đơn giản và dễ dàng.

+ Nhược điểm: Độ an toàn thường không cao.

Hình 1. Hệ thống cơ sở dữ liệu cá nhân

b. Hệ thống cơ sở dữ liệu trung tâm

– Định nghĩa: Hệ cơ sở dữ liệu trung tâm là hệ cơ sở dữ liệu được cài đặt trên máy tính trung tâm.

– Đặc điểm:

+ Dữ liệu được lưu trữ trên máy tính trung tâm.

+ Nhiều người dùng từ xa có thể truy cập cơ sở dữ liệu.

– Tùy thuộc vào tổ chức: máy tính trung tâm có thể là một máy hoặc một giàn và có nhiều người sử dụng. Việc truy cập thông qua thiết bị đầu cuối và phương tiện truyền thông.

Hình 2. Hệ thống cơ sở dữ liệu trung tâm

c. Hệ thống cơ sở dữ liệu máy khách-máy chủ

– Trong kiến ​​trúc client-server, các thành phần của hệ quản trị cơ sở dữ liệu: đơn vị cung cấp tài nguyên nằm trên máy chủ, bộ yêu cầu cấp phát tài nguyên nằm trong máy khách. Hai thành phần này không phải được cài đặt trên cùng một máy tính.

– Phần mềm máy khách:

+ Nhận kết quả và tổ chức định dạng phù hợp.

+ Vào yêu cầu máy chủ và chờ trả lời;

+ Tổ chức giao diện, nhận yêu cầu truy cập thông tin;

– Phần mềm máy chủ:

+ Nhận yêu cầu truy vấn thông tin;

+ Xử lý

+ Gửi kết quả cho khách hàng.

– Việc xử lý các yêu cầu truy cập thông tin được thực hiện theo nguyên tắc truy cập từ xa (RPC – Remote Procedure Call).

Loại kiến ​​trúc này có những ưu điểm sau:

+ Truy cập rộng rãi vào cơ sở dữ liệu;

+ Cải thiện hiệu suất của CPU: các CPU máy chủ và máy khách khác nhau có thể chạy song song, mỗi CPU thực hiện một nhiệm vụ;

+ Giảm chi phí phần cứng do chỉ cần máy chủ có cấu hình mạnh để lưu trữ và quản lý dữ liệu;

+ Chi phí truyền thông giảm do một phần các thao tác được giải quyết trên máy khách, chỉ cần: yêu cầu truy cập cơ sở dữ liệu được gửi đến máy chủ và dữ liệu kết quả được gửi đến máy khách;

+ Cải thiện tính nhất quán của dữ liệu vì các ràng buộc được xác định và kiểm tra trên máy chủ.

Kiến trúc này thích hợp để xây dựng các hệ thống mở.

Hình 3. Hệ thống cơ sở dữ liệu Máy khách-Máy chủ

2. Hệ thống cơ sở dữ liệu phân tán

một. Khái niệm cơ sở dữ liệu phân tán

Cơ sở dữ liệu phân tán là tập hợp dữ liệu liên quan (về mặt logic) được chia sẻ và phân phối vật lý qua mạng máy tính.

Hình 4. Cơ sở dữ liệu phân tán

– Hệ quản trị cơ sở dữ liệu phân tán là hệ thống phần mềm cho phép quản lý cơ sở dữ liệu phân tán và làm cho người sử dụng không nhận thức được việc phân phối lưu trữ dữ liệu.

Người dùng truy cập cơ sở dữ liệu phân tán thông qua các chương trình ứng dụng. Các chương trình ứng dụng được chia thành hai loại:

+ Chương trình không yêu cầu dữ liệu từ nơi khác;

Chương trình yêu cầu dữ liệu từ nơi khác.

Hình 5. Hệ thống cơ sở dữ liệu phân tán

– Hệ thống cơ sở dữ liệu phân tán có thể được chia thành hai loại chính: thuần nhất và hỗn hợp.

+ Hệ thống cơ sở dữ liệu phân tán đồng nhất: tất cả các nút trên mạng đều sử dụng chung một hệ quản trị cơ sở dữ liệu.

+ Hệ cơ sở dữ liệu phân tán hỗn hợp: các nút trên mạng có thể sử dụng các hệ quản trị cơ sở dữ liệu khác nhau.

b. Một số ưu nhược điểm của hệ cơ sở dữ liệu phân tán

Dữ liệu và ứng dụng phân tán có một số lợi thế so với hệ thống cơ sở dữ liệu tập trung:

Cấu trúc dữ liệu phân tán phù hợp với tính chất phân tán của nhiều người dùng.

+ Dữ liệu được chia sẻ trên mạng nhưng vẫn cho phép quản trị dữ liệu cục bộ (dữ liệu đặt tại từng trạm)

+ Dữ liệu có tính khả dụng cao.

Dữ liệu có độ tin cậy cao vì khi một nút bị lỗi, nó có thể được khôi phục ở đây vì bản sao của nó có thể được lưu trữ ở một nút khác.

+ Hiệu suất hệ thống được cải thiện.

Cho phép mở rộng tổ chức một cách linh hoạt. Các nút mới có thể được thêm vào mạng máy tính mà không ảnh hưởng đến hoạt động của các nút hiện có.

So với hệ thống cơ sở dữ liệu tập trung, hệ thống cơ sở dữ liệu phân tán có một số hạn chế như sau:

+ Hệ thống phức tạp hơn vì phải ẩn việc phân phối dữ liệu từ người dùng.

+ Giá thành cao hơn.

+ Đảm bảo an ninh khó hơn.

+ Đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu khó hơn.

Việc thiết kế cơ sở dữ liệu phân tán phức tạp hơn.

Đăng bởi: Trường ĐH KD & CN Hà Nội

Chuyên mục: Tin học lớp 12, Tin học 12