DBMS - Các Mô Hình Dữ Liệu

Xin chào các bạn đam mê cơ sở dữ liệu! Tôi rất vui mừng được bắt đầu hành trình này cùng các bạn vào thế giới kỳ diệu của Hệ Quản Trị Cơ Sở Dữ Liệu (DBMS) và Các Mô Hình Dữ Liệu. Với vai trò là giáo viên khoa học máy tính gần gũi với nhiều năm kinh nghiệm, tôi sẽ hướng dẫn các bạn các khái niệm này một cách vui vẻ và dễ hiểu. Hãy cùng nhau khám phá nhé!

Giới Thiệu Về Các Mô Hình Dữ Liệu

Trước khi chúng ta深入研究 các mô hình dữ liệu cụ thể, hãy bắt đầu với một ví dụ đơn giản. Hãy tưởng tượng bạn đang tổ chức một thư viện khổng lồ. Bạn sẽ sắp xếp sách như thế nào? Theo thể loại? Tác giả? Ngày xuất bản? Hệ thống tổ chức này tương tự như một mô hình dữ liệu trong thế giới cơ sở dữ liệu. Đó là cách để cấu trúc và biểu diễn dữ liệu để dễ dàng lưu trữ, truy xuất và manipulates.

Trong lĩnh vực DBMS, chúng ta sẽ tập trung vào hai mô hình dữ liệu chính:

1. Mô Hình Thực Thể-Quan Hệ (Entity-Relationship Model)
2. Mô Hình Quan Hệ (Relational Model)

Hãy cùng tìm hiểu chi tiết về từng mô hình này.

Mô Hình Thực Thể-Quan Hệ

Mô Hình Thực Thể-Quan Hệ Là Gì?

Mô Hình Thực Thể-Quan Hệ (ER) giống như việc tạo một bản đồ cho cơ sở dữ liệu của bạn. Đó là một mô hình dữ liệu khái niệm cao cấp mô tả cấu trúc của cơ sở dữ liệu bằng cách sử dụng các thực thể, thuộc tính và quan hệ.

Các Thành Phần Chính

1. Thực Thể (Entities): Hãy nghĩ về các thực thể như các danh từ trong cơ sở dữ liệu của bạn. Chúng đại diện cho các đối tượng hoặc khái niệm thực tế. Ví dụ, trong cơ sở dữ liệu của một trường học, các thực thể có thể bao gồm 'Student', 'Teacher' và 'Course'.

2. Thuộc Tính (Attributes): Đây là các tính chất hoặc đặc điểm của một thực thể. Đối với thực thể 'Student', các thuộc tính có thể bao gồm 'StudentID', 'Name' và 'DateOfBirth'.

3. Quan Hệ (Relationships): Chúng cho thấy cách các thực thể liên kết với nhau. Ví dụ, một 'Student' có thể 'Đăng Ký' vào một 'Course'.

ER Diagram

Một ER diagram là biểu đồ trực quan của các thành phần này. Hãy tạo một ER diagram đơn giản cho cơ sở dữ liệu trường học của chúng ta:

[Student] ---- Đăng Ký Vào ---- [Course]
|                               |
|                               |
StudentID                      CourseID
Name                           CourseName
DateOfBirth                    Credits

Biểu đồ này cho thấy rằng một Student có thể đăng ký vào một Course, và cả hai thực thể đều có các thuộc tính tương ứng.

Số Liệu (Cardinality)

Số liệu xác định các thuộc tính số học của mối quan hệ giữa hai thực thể. Các loại phổ biến bao gồm:

1. Một-đến-Một (1:1)
2. Một-đến-Nhiều (1:N)
3. Nhiều-đến-Nhiều (M:N)

Trong ví dụ của chúng ta, mối quan hệ giữa Student và Course là Nhiều-đến-Nhiều, vì một học sinh có thể đăng ký vào nhiều khóa học, và một khóa học có thể có nhiều học sinh.

Mô Hình Quan Hệ

Mô Hình Quan Hệ Là Gì?

Bây giờ, hãy chuyển từ bản đồ (ER model) sang việc xây dựng thực tế. Mô Hình Quan Hệ giống như việc xây dựng kệ sách trong thư viện của chúng ta. Nó tổ chức dữ liệu thành các bảng (quan hệ) với các hàng (tuple) và cột (thuộc tính).

Các Thành Phần Chính

1. Bảng (Relations): Đây là trung tâm của mô hình quan hệ. Mỗi bảng đại diện cho một thực thể hoặc quan hệ từ mô hình ER.

2. Cột (Attributes): Các cột tương ứng với các thuộc tính trong mô hình ER.

3. Hàng (Tuples): Mỗi hàng trong một bảng đại diện cho một thực thể cụ thể.

4. Khóa Chính (Primary Key): Một идентификатор duy nhất cho mỗi hàng trong bảng.

5. Khóa Ngoại (Foreign Key): Một trường trong một bảng xác định duy nhất một hàng của bảng khác.

Ví Dụ: Bảng Student

Hãy tạo bảng Student dựa trên mô hình ER của chúng ta:

StudentID	Name	DateOfBirth
1	John Doe	1998-05-15
2	Jane Smith	1999-02-20
3	Bob Johnson	1997-11-30

SQL: Tạo và Truy Vấn Bảng

Bây giờ, hãy xem cách chúng ta có thể tạo và truy vấn bảng này bằng SQL (Structured Query Language):

-- Tạo bảng Student
CREATE TABLE Student (
StudentID INT PRIMARY KEY,
Name VARCHAR(50),
DateOfBirth DATE
);

-- Chèn dữ liệu vào bảng Student
INSERT INTO Student (StudentID, Name, DateOfBirth)
VALUES (1, 'John Doe', '1998-05-15'),
(2, 'Jane Smith', '1999-02-20'),
(3, 'Bob Johnson', '1997-11-30');

-- Truy vấn bảng Student
SELECT * FROM Student;

Hãy phân tích đoạn mã này:

1. Lệnh CREATE TABLE xác định cấu trúc của bảng Student.
2. Lệnh INSERT INTO thêm dữ liệu vào bảng.
3. Lệnh SELECT lấy tất cả dữ liệu từ bảng Student.

Quan Hệ Trong Mô Hình Quan Hệ

Nhớ lại mối quan hệ Nhiều-đến-Nhiều giữa Student và Course? Trong mô hình quan hệ, chúng ta xử lý điều này bằng cách tạo một bảng trung gian:

CREATE TABLE Enrollment (
StudentID INT,
CourseID INT,
EnrollmentDate DATE,
PRIMARY KEY (StudentID, CourseID),
FOREIGN KEY (StudentID) REFERENCES Student(StudentID),
FOREIGN KEY (CourseID) REFERENCES Course(CourseID)
);

Bảng Enrollment kết nối bảng Student và Course, cho phép chúng ta biểu diễn mối quan hệ Nhiều-đến-Nhiều.

Kết Luận

Và thế là bạn đã có tất cả! Chúng ta đã cùng nhau hành trình qua mô hình Thực Thể-Quan Hệ, tạo ra một bản đồ khái niệm cho cơ sở dữ liệu của chúng ta, và sau đó mang nó đến cuộc sống với mô hình Quan Hệ. Nhớ rằng, giống như việc tổ chức một thư viện, việc cấu trúc một cơ sở dữ liệu là về việc làm cho thông tin dễ dàng lưu trữ, tìm kiếm và sử dụng.

Khi chúng ta kết thúc, tôi nhớ lại một học sinh từng nói với tôi, "Trước đây tôi nghĩ rằng cơ sở dữ liệu là những bảng tính nhàm chán,但现在我觉得它们是神奇的知识宝库!" Tôi hy vọng rằng hướng dẫn này đã tạo ra niềm vui tương tự trong bạn về thế giới của các mô hình dữ liệu và DBMS.

Tiếp tục thực hành, giữ vững sự tò mò, và chúc bạn vui vẻ trong việc làm việc với cơ sở dữ liệu!

Credits: Image by storyset