Luận Văn Mô hình cơ sở dữ liệu phân tán và ứng dụng

LỜI MỞ ĐẦU


Bước sang thế kỷ 21, nhân loại đã chuyển từ xã hội công nghiệp sang xã hội thông tin. Với mạng Internet tốc độ cao ngày càng được mở rộng trên toàn thế giới, với việc ứng dụng Công nghệ thông tin ngày càng sâu hơn trong nhiều lĩnh vực, nhu cầu và khả năng kết nối, chia sẻ thông tin của con người đang trở nên lớn hơn bao giờ hết. Để không bị tụt hậu lại phía sau, mọi quốc gia, mọi tổ chức kinh tế xã hội đều nhận thức được vai trò quan trọng không thể thiếu của công nghệ thông tin trong việc nâng cao hiệu quả hoạt động, thúc đẩy sự phát triển của quốc gia, tổ chức mình. Tuy nhiên vấn đề khó khăn đặt ra ở đây là khối lượng công việc cần thực hiện ngày càng lớn, lượng dữ liệu cần lưu trữ và các thao tác xử lý chúng ngày càng tăng trong khi do các đặc điểm về qui mô, tổ chức và nghiệp vụ, các kho dữ liệu lại được phân bố trải rộng ở nhiều nơi khác nhau, sử dụng những công nghệ khác nhau, khả năng liên kết là rất hạn chế. Trong những trường hợp như vậy, các tổ chức phải tiến hành xây dựng các ứng dụng trên hệ cơ sở dữ liệu phân tán. Công nghệ phân tán đã được nghiên cứu khá lâu và ngày càng trở nên ổn định, hoàn thiện hơn. Nó cung cấp khả năng kết nối, chia sẻ dữ liệu gần như không có giới hạn, nâng cao hiệu quả hoạt động và khả năng mở rộng của hệ thống, tăng tính tin cậy và tính sẵn sàng cho người sử dụng.

Ở Việt Nam, việc ứng dụng Công nghệ thông tin nói chung và cơ sở dữ liệu phân tán nói riêng vẫn còn hạn chế, lý do chủ yếu có thể là do hạ tầng mạng, công nghệ của Việt Nam còn chưa thực sự phát triển. Tuy nhiên trong những năm trở lại đây tình hình đã được cải thiện rất tích cực. Trong khối các cơ quan Nhà nước, Chính phủ cũng thể hiện quyết tâm rất cao về việc tin học hóa công tác quản lý, cải cách thủ tục hành chính, tăng cường trao đổi và chia sẻ thông tin, giúp nâng cao hiệu quả điều hành, tiết kiệm chi phí, từng bước tiến đến mục tiêu Chính phủ điện tử.
Nằm trong khuôn khổ của chương trình hỗ trợ kĩ thuật của Ủy ban Châu Âu cho Việt Nam, dự án xây dựng cơ sở dữ liệu quốc gia về Kinh tế-Xã hội đã và đang được triển khai tại Bộ Kế hoạch và Đầu tư nhằm lưu trữ các thông tin, dữ liệu, các báo cáo về tình hình phát triển kinh tế xã hội quốc gia qua các năm, phục vụ cho quá trình điều hành của Chính phủ cũng như công tác dự báo, lập kế hoạch định hướng phát triển đất nước.
Qua một thời gian tìm hiểu, em quyết định chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp của mình là:
“Mô hình Cơ sở dữ liệu phân tán và ứng dụng vào hệ cơ sở dữ liệu quốc gia về Kinh tế-Xã hội”
Đồ án tập trung tìm hiểu về lý thuyết, một số kĩ thuật liên quan đến cơ sở dữ liệu phân tán và ứng dụng những lý thuyết và kỹ thuật đó vào quá trình kết nối, trao đổi dữ liệu trong hệ cơ sở dữ liệu quốc gia về Kinh tế-Xã hội.


Đồ án gồm 5 chương như sau:
Chương I: Tổng quan về hệ cơ sở dữ liệu quốc gia về Kinh tế-Xã hội
Chương này trình bày chung về hệ thống cần xây dựng, các mục tiêu, yêu cầu của hệ thống, và đưa ra mô hình tổng thể cho hệ thống
Chương II: Lý thuyết cơ sở dữ liệu phân tán
Chương này trình bày những lý thuyết về hệ cơ sở dữ liệu phân tán, bao gồm khái niệm, đặc trưng, ưu, nhược điểm, các kiến trúc cơ bản, cũng như các vấn đề liên quan khi thiết kế hệ cơ sở dữ liệu phân tán
Chương III: Phân tích hệ cơ sở dữ liệu quốc gia về Kinh tế-Xã hội
Chương này trình bày về các mô hình chức năng của hệ cơ sở dữ liệu quốc gia về Kinh tế-Xã hội
Chương IV: Thiết kế hệ cơ sở dữ liệu quốc gia về Kinh tế-Xã hội
Chương này trình bày về thiết kế chi tiết các bảng trong cơ sở dữ liệu quốc gia về Kinh tế-Xã hội
Chương V: Xây dựng ứng dụng
Chương này trình bày về giải pháp tự động cập nhật và đồng bộ dữ liệu cho hệ thống, viết chương trình ứng dụng thử nghiệm để minh họa cho giải pháp này.

Phần cuối là đánh giá về các kết quả đã đạt được và hướng phát triển tiếp theo của đề tài


Mục lục


Danh mục các hình vẽ 11
Danh mục các bảng 12
Danh mục các từ viết tắt 13


Chương 1: Tổng quan về hệ CSDL quốc gia về KTXH 14

I. Tính cần thiết phải xây dựng hệ CSDL quốc gia về KT-XH 14
II. Mục tiêu của hệ thống 15
III. Một số khái niệm 15
III.1. Báo cáo kế hoạch 16
III.2. Báo cáo sơ bộ tình hình thực hiện 16
III.3. Báo cáo tình hình thực hiện 16
III.4. Các chỉ tiêu kinh tế xã hội 16
III.5. Báo cáo chuyên đề 17
IV. Quan hệ với hệ thống báo cáo định kỳ 17
IV.1. Hệ thống báo cáo định kỳ 17
IV.2. Hệ thống CSDL quốc gia về Kinh tế - Xã hội 18
V. Quan hệ với các hệ CSDL chuyên ngành 18
VI. Các đơn vị vận hành hệ thống 20
VII. Mô hình hệ thống 20
VII.1. Nguồn dữ liệu đầu vào 20
VII.2. Phương thức lưu trữ 21
VII.3. Phương thức khai thác 21
VII.4. Mô hình tổng thể 23


Chương 2: Lý thuyết CSDL phân tán 24

I. Khái niệm 24
I.1. Định nghĩa CSDL phân tán 24
I.2. So sánh CSDL phân tán và CSDL tập trung 25
I.3. Phân loại các hệ CSDL phân tán 26
II. Đặc trưng cơ bản của hệ thống phân tán 28
II.1. Chia sẻ tài nguyên 28
II.2. Xử lý đồng thời 28
II.3. Tính trong suốt 28
II.3.1. Trong suốt phân tán: 28
II.3.2. Trong suốt giao dịch: 29
II.3.3. Trong suốt sự cố 29
II.3.4. Trong suốt thao tác 29
II.3.5. Trong suốt tính không thuần nhất 29
II.4. Khả năng mở rộng qui mô 29
II.5. Tính mở 30
III. Ưu và nhược điểm của CSDL phân tán 30
III.1. Ưu điểm: 30
III.2. Nhược điểm 30
IV. Các kiến trúc cơ bản của hệ CSDL phân tán 31
IV.1. Kiến trúc client/server 31
IV.2. Kiến trúc ngang hàng peer – to – peer 31
IV.3. Kiến trúc đa hệ quản trị CSDL 32
V. Thiết kế CSDL phân tán 34
V.1. Khung thiết kế CSDL phân tán 34
V.1.1. Đối tượng thiết kế của CSDL phân tán 35
V.1.2. Hướng thiết kế Top-Down và Bottom-Up 36
V.2. Thiết kế phân đoạn CSDL 38
V.2.1. Phân đoạn ngang 39
V.2.2. Phân đoạn dọc 42
V.2.3. Phân đoạn hỗn hợp 43
V.3. Thiết kế sắp chỗ 44


Chương 3: Phân tích hệ CSDL quốc gia về KTXH 47

I. Mô hình chức năng mức đỉnh 47
II. Mô hình chức năng quản lý danh mục 49
II.1. Mô hình chức năng quản lý các danh mục 52
II.2. Mô hình chức năng quản lý các BMSL 53
III. Mô hình chức năng quản lý số liệu 53
III.1. Mô hình chức năng cập nhật số liệu 54
III.2. Mô hình chức năng duyệt số liệu 55
IV. Mô hình chức năng trao đổi dữ liệu 56
V. Mô hình chức năng tổng hợp báo cáo 57
VI. Mô hình chức năng cập nhật văn bản báo cáo 57
VI.1. Mô hình chức năng cập nhật văn bản báo cáo chính thức 58
VI.2. Mô hình chức năng duyệt báo cáo 59
VII. Mô hình chức năng khai thác thông tin 60
VIII. Mô hình chức năng quản trị hệ thống 61
VIII.1. Mô hình chức năng bảo mật 62
VIII.2. Mô hình chức năng quản trị 63


Chương 4: Thiết kế hệ CSDL quốc gia về KTXH 64

I. Danh sách các thực thể dữ liệu 64
I.1. Một số quy ước viết tắt trong CSDL 64
I.2. Thông tin danh mục 64
I.3. Dữ liệu 65
I.4. Quản trị và bảo mật 65
II. Mô tả chi tiết các bảng 66
II.1. Một số quy ước 66
II.2. Thông tin danh mục 66
II.3. Dữ liệu 75
II.4. Quản trị và bảo mật 91


Chương 5. Xây dựng ứng dụng 99

I. Giải pháp cung cấp dữ liệu tự động cho hệ CSDL QG về KT-XH 99
II. Các thành phần chính trong Replication 101
III. Các cơ chế Replication trong SQL Server 2005 102
IV. Các bước thực hiện Replication 103
IV.1. Phía xuất bản dữ liệu 103
IV.2. Phía nhận bản sao dữ liệu 103
V. Chương trình minh họa 104
V.1. Tạo Publication 104
V.2. Tạo Subscription 106
V.3. Kết quá 106
VI. Một số vấn đề cần lưu ý về an toàn và bảo mật 107
VI.1. Bảo mật máy chủ CSDL 107
VI.2. Bảo mật trong cơ chế Replication 108
Đánh giá kết quả và hướng phát triển của đề tài 109
Tài liệu tham khảo 110