Giáo án và PPT Khoa học máy tính 11 cánh diều Bài 7: Các loại kiến trúc của hệ cơ sở dữ liệu

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

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV đặt câu hỏi: Theo em, CSDL của trường em được đặt trong một máy tính hay trong tất cả các máy tính có sử dụng CSDL đó? CSDL của một ngân hàng được đặt trong một máy tính hay nhiều máy tính? 

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 CSDL tập trung được lưu trữ trên mấy máy tính? 

+ Nêu ưu điểm của hệ CSDL tập trung

+ Khai thác CSDL tập trung, người dùng có thể truy cập trên máy tính lưu trữ dữ liệu hoặc thông qua mạng. Nếu máy tính lưu trữ dữ liệu có sự cố không hoạt động thì các ứng dụng cần dữ liệu từ CSDL đó có hoạt động được không?

Sản phẩm dự kiến:

- 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 cho biết thế nào là một CSDL phân tán?

+ So sánh ưu và nhược điểm của hệ CSDL tập trung và phân tán

Sản phẩm dự kiến:

- 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 CSDL tập trung theo kiểu kiến trúc như thế nào?

+ Kiến trúc tầng 1 là gì? Toàn bộ CSDL ở kiến trúc nào được lưu trữ như thế nào?

+ Nêu đặc điểm của kiến trúc tầng 2?

+ Nêu đặc điểm của kiến trúc tầng 3? 

Sản phẩm dự kiến:

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. Vừa tập trung vừa phân tán

B. Kiểu kiến trúc nhiều tầng

C. Tập trung

D. Phân tán

Câu 2. Phát biểu nào dưới đây sai khi nói về ưu điểm của CSDL phân tán so với CSDL tập trung? 

A. Mở rộng các tổ chức một cách linh hoạt

B. Chi phí thấp hơn 

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

D. Sự phân tán dữ liệu về mặt vật lí phù hợp với các dịch vụ phủ rộng toàn cầu

Câu 3. Ưu điểm của CSDL tập trung so với phân tán là

A. Tính sẵn sàng và tin cậy cao

B. Mở rộng các tổ chức một cách linh hoạt

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

D. Đảm bảo tính nhất quán dữ liệu và tính an ninh

Câu 4. Mỗi hệ CSDL gồm mấy lớp?

A. 3 lớp

B. 2 lớp

C. 4 lớp

D. 1 lớp

Câu 5. Trong kiến trúc 3 tầng của hệ CSDL tập trung, tầng 1 là

A. máy chủ chứa CSDL

B. tầng ứng dụng

C. thành phần trình bày dữ liệu

D. tầng nhập dữ liệu

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 mà các doanh nghiệp lựa chọn xây dựng cho mình loại hệ CSDL (tập trung hay phân tán) và mô hình kiến trúc phù hợp. Em hãy giải thích và lấy vài ví dụ để minh họa