Hỏi đáp công nghệ

RDBMS là gì? Các tính năng cơ bản và cách hoạt động của RDBMS

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn

Table of Contents

RDBMS cung cấp nền tảng cho nhiều ứng dụng và dịch vụ trong doanh nghiệp. Về mặt công nghệ, RDBMS được coi là khá cổ xưa. Tuy nhiên, nền tảng lý thuyết vững chắc của công nghệ cơ sở dữ liệu quan hệ đã giúp nó chiếm một vị trí quan trọng trong một ngành công nghiệp đầy biến động.

Trong bài viết này, bạn sẽ được hiểu chi tiết hơn về RDBMS là gì, các tính năng cơ bản của RDBMS, cách RDBMS hoạt động, ưu điểm cũng như lịch sử sự hình thành của RDBMS. Cùng bắt đầu nhé!

RDBMS là gì?

RDBMS là gì?
RDBMS là gì?

RDBMS (Relational Database Management System), hay còn gọi là hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ, là một tập hợp các chương trình và khả năng cho phép các nhóm CNTT và những người khác được tạo, cập nhật, quản trị và tương tác với cơ sở dữ liệu quan hệ. Các RDBMS lưu trữ dữ liệu dưới dạng bảng, với hầu hết các hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ thương mại sử dụng ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc (SQL) để truy cập cơ sở dữ liệu. Tuy nhiên, vì SQL được phát minh sau sự phát triển ban đầu của mô hình quan hệ, nên nó không cần thiết cho việc sử dụng RDBMS.

RDBMS là hệ thống cơ sở dữ liệu phổ biến nhất trong các tổ chức trên thế giới. Nó cung cấp một phương pháp đáng tin cậy để lưu trữ và truy xuất một lượng lớn dữ liệu đồng thời cung cấp sự kết hợp giữa hiệu suất hệ thống và tính dễ thực hiện.

RDBMS so với DBMS

Nói chung, cơ sở dữ liệu lưu trữ các tập dữ liệu có thể được truy vấn để sử dụng trong các ứng dụng khác. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS) hỗ trợ việc phát triển, quản trị và sử dụng các nền tảng cơ sở dữ liệu.

RDBMS là một loại hệ quản lý cơ sở dữ liệu giúp lưu trữ dữ liệu trong cấu trúc bảng dựa trên hàng kết nối các phần tử dữ liệu liên quan. RDBMS bao gồm các chức năng duy trì tính bảo mật, độ chính xác, tính toàn vẹn và tính nhất quán của dữ liệu. Điều này khác với lưu trữ file được sử dụng trong DBMS.

Những khác biệt khác giữa hệ quản trị cơ sở dữ liệu và hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ bao gồm:

  • Số lượng người dùng được phép. Trong khi một DBMS chỉ có thể chấp nhận một người dùng tại một thời điểm, thì một RDBMS có thể hoạt động với nhiều người dùng.
  • Yêu cầu phần cứng và phần mềm. Một DBMS cần ít phần mềm và phần cứng hơn một RDBMS.
  • Số lượng dữ liệu. Các RDBMS có thể xử lý bất kỳ lượng dữ liệu nào, từ nhỏ đến lớn, trong khi DBMS chỉ có thể quản lý các lượng nhỏ.
  • Cấu trúc cơ sở dữ liệu. Trong DBMS, dữ liệu được giữ ở dạng phân cấp, trong khi RDBMS sử dụng một bảng trong đó các header (tiêu đề) được sử dụng làm tên cột và các hàng chứa các giá trị tương ứng.
  • Thực thi ACID. Các DBMS không sử dụng mô hình nguyên tử, nhất quán, cô lập và bền vững (ACID) để lưu trữ dữ liệu. Mặt khác, các RDBMS đặt cấu trúc dữ liệu của họ dựa trên mô hình ACID để đảm bảo tính nhất quán.
  • Cơ sở dữ liệu phân tán. Mặc dù RDBMS cung cấp hỗ trợ hoàn chỉnh cho cơ sở dữ liệu phân tán, nhưng DBMS sẽ không cung cấp hỗ trợ.
  • Các loại chương trình được quản lý. Trong khi RDBMS giúp quản lý các mối quan hệ giữa các bảng dữ liệu được kết hợp của nó, DBMS tập trung vào việc duy trì cơ sở dữ liệu có trong mạng máy tính và đĩa cứng hệ thống .
  • Hỗ trợ chuẩn hóa cơ sở dữ liệu. Một RDBMS có thể được chuẩn hóa, nhưng một DBMS thì không.

Xem thêm >> NGINX là gì? Ưu nhược điểm của nó so với Web server khác

Các tính năng của hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ

Các chức năng RDBMS cơ bản nhất liên quan đến các hoạt động tạo, đọc, cập nhật và xóa – được gọi chung là CRUD (create, read, update và delete). Chúng tạo thành nền tảng của một hệ thống được tổ chức tốt nhằm thúc đẩy việc xử lý dữ liệu một cách nhất quán.

RDBMS thường cung cấp từ điển dữ liệu (Data Dictionary) và bộ sưu tập siêu dữ liệu (metadata) hữu ích trong việc xử lý dữ liệu. Các mối quan hệ và cấu trúc dữ liệu được xác định rõ ràng này hỗ trợ theo chương trình. Quản lý lưu trữ dữ liệu là một khả năng phổ biến của RDBMS và điều này đã được xác định bởi các data object (đối tượng dữ liệu) có phạm vi từ đối tượng lớn nhị phân (BLOB) – hay string đến các thủ tục lưu trữ (stored procedure). Các data object như thế này mở rộng phạm vi hoạt động của cơ sở dữ liệu quan hệ cơ bản và có thể được xử lý theo nhiều cách khác nhau trong các RDBMS khác nhau.

Phương tiện truy cập dữ liệu phổ biến nhất cho RDBMS là SQL. Các thành phần ngôn ngữ chính của nó bao gồm ngôn ngữ thao tác dữ liệu (DML) và các câu lệnh ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu (DDL). Các tiện ích mở rộng có sẵn cho các nỗ lực phát triển sẽ kết hợp việc sử dụng SQL với các ngôn ngữ lập trình phổ biến, chẳng hạn như ngôn ngữ lập trình Cobol, Java và .NET.

Các RDBMS sử dụng các thuật toán phức tạp hỗ trợ nhiều người dùng truy cập đồng thời vào cơ sở dữ liệu trong khi vẫn duy trì tính toàn vẹn của dữ liệu. Quản lý bảo mật, thực thi quyền truy cập dựa trên chính sách, là một dịch vụ overlay  khác mà RDBMS cung cấp cho cơ sở dữ liệu cơ bản vì nó được sử dụng trong cài đặt doanh nghiệp.

RDBMS là gì?
RDBMS là gì? Các tính năng của hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ

RDBMS hỗ trợ công việc của quản trị viên cơ sở dữ liệu (DBA), những người phải quản lý và giám sát hoạt động của cơ sở dữ liệu. Tiện ích này giúp tự động hóa việc tải dữ liệu và sao lưu cơ sở dữ liệu. RDBMS quản lý các file log (nhật ký) theo dõi hiệu suất hệ thống dựa trên các thông số hoạt động đã chọn. Điều này cho phép đo lường việc sử dụng cơ sở dữ liệu, dung lượng và hiệu suất, đặc biệt là hiệu suất truy vấn. Các RDBMS cung cấp các giao diện đồ họa giúp các DBA trực quan hóa hoạt động của cơ sở dữ liệu.

Mặc dù không chỉ giới hạn ở RDBMS, nhưng tuân thủ ACID là một thuộc tính của công nghệ quan hệ đã được chứng minh là quan trọng trong tính toán doanh nghiệp. Những khả năng này có các RDBMS đặc biệt phù hợp để xử lý các giao dịch kinh doanh.

Khi các RDBMS đã đủ lớn, chúng đã đạt được mức độ tối ưu hóa truy vấn ngày càng cao hơn và chúng cũng trở thành phần quan trọng của các ứng dụng báo cáo, phân tích và lưu trữ dữ liệu cho các doanh nghiệp. RDBMS là bản chất vận hành của nhiều ứng dụng doanh nghiệp và là trung tâm của hầu hết các hệ thống quản lý dữ liệu tổng thể .

Cách thức hoạt động của RDBMS

Như đã đề cập trước đây, một RDBMS sẽ lưu trữ dữ liệu dưới dạng một bảng. Mỗi hệ thống sẽ có số lượng bảng khác nhau với mỗi bảng sở hữu khóa chính (primary key) duy nhất của riêng nó. Khóa chính sau đó được sử dụng để xác định từng bảng.

Trong bảng là các hàng và cột. Các hàng được gọi là bản ghi hoặc thực thể ngang; chúng chứa thông tin cho từng mục nhập. Các cột được gọi là các thực thể dọc và có thông tin về trường cụ thể.

Trước khi tạo các bảng này, RDBMS phải kiểm tra các ràng buộc sau:

  • Khóa chính – điều này xác định từng hàng trong bảng. Một bảng chỉ có thể chứa một khóa chính. Khóa phải là duy nhất và không có giá trị rỗng.
  • Khóa ngoại (Foreign key) – cái này được sử dụng để liên kết hai bảng. Khóa ngoại được giữ trong một bảng và tham chiếu đến khóa chính được liên kết với bảng khác.
  • Not null – điều này đảm bảo rằng mọi cột không có giá trị null, chẳng hạn như một ô trống.
  • Check – điều này xác nhận rằng mỗi mục nhập trong một cột hoặc hàng thỏa mãn một điều kiện chính xác và mỗi cột đều chứa dữ liệu duy nhất.
  • Tính toàn vẹn của dữ liệu (Data integrity) – tính toàn vẹn của dữ liệu phải được xác nhận trước khi dữ liệu được tạo.

Đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu bao gồm một số thử nghiệm cụ thể, bao gồm tính toàn vẹn của thực thể (entity), miền (domain), tham chiếu và do người dùng xác định (user-defined). Tính toàn vẹn của thực thể xác nhận rằng các hàng không bị trùng lặp trong bảng. Tính toàn vẹn miền đảm bảo rằng dữ liệu được nhập vào bảng dựa trên các điều kiện cụ thể, chẳng hạn như định dạng file hoặc phạm vi giá trị. Tính toàn vẹn tham chiếu đảm bảo rằng không thể xóa bất kỳ hàng nào được liên kết lại với một bảng khác. Cuối cùng, tính toàn vẹn do người dùng xác định xác nhận rằng bảng sẽ thỏa mãn tất cả các điều kiện do người dùng xác định.

Xem thêm >> CI/CD là gì? Vai trò và lợi ích của nó CI CD với doanh nghiệp

Ưu nhược điểm của hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ

Việc sử dụng RDBMS có thể có lợi cho hầu hết các tổ chức; cái nhìn có hệ thống về dữ liệu thô giúp các công ty hiểu và thực thi thông tin tốt hơn đồng thời nâng cao quá trình ra quyết định. Việc sử dụng các bảng để lưu trữ dữ liệu cũng cải thiện tính bảo mật của thông tin được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu. Người dùng có thể tùy chỉnh quyền truy cập và đặt các rào cản để giới hạn nội dung được cung cấp. Tính năng này làm cho RDBMS đặc biệt hữu ích đối với các công ty trong đó người quản lý quyết định dữ liệu nào được cung cấp cho nhân viên, khách hàng hay một nhóm đối tượng bất kì.

Hơn nữa, RDBMS giúp dễ dàng thêm dữ liệu mới vào hệ thống hoặc thay đổi các bảng hiện có trong khi vẫn đảm bảo tính nhất quán với nội dung có sẵn trước đó.

Các ưu điểm khác của RDBMS bao gồm:

  • Tính linh hoạt – cập nhật dữ liệu hiệu quả hơn vì các thay đổi chỉ cần thực hiện ở một nơi.
  • Bảo trì – người quản trị cơ sở dữ liệu có thể dễ dàng bảo trì, kiểm soát và cập nhật dữ liệu trong cơ sở dữ liệu. Việc sao lưu cũng trở nên dễ dàng hơn vì các công cụ tự động hóa có trong RDBMS sẽ tự động hóa các tác vụ này.
  • Cấu trúc dữ liệu – định dạng bảng được sử dụng trong các RDBMS rất dễ hiểu và cung cấp một cách có tổ chức và có cấu trúc qua đó các mục nhập được khớp bằng cách kích hoạt các truy vấn.

Tuy nhiên, các hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ không phải không có nhược điểm của chúng. Ví dụ, để triển khai một RDBMS, phải mua phần mềm đặc biệt. Điều này dẫn đến một chi phí bổ sung để thực hiện. Sau khi có được phần mềm, quá trình thiết lập có thể rất tẻ nhạt vì nó đòi hỏi hàng triệu dòng nội dung phải được chuyển vào các bảng RDBMS. Quá trình này có thể yêu cầu sự trợ giúp thêm của một lập trình viên hoặc một nhóm chuyên gia nhập dữ liệu. Đặc biệt phải chú ý đến dữ liệu trong quá trình nhập để đảm bảo thông tin nhạy cảm không bị rơi vào tay kẻ xấu.

Một số hạn chế khác của RDBMS bao gồm giới hạn ký tự được đặt trên các trường nhất định trong bảng và nó không thể hiểu đầy đủ các dạng dữ liệu mới – chẳng hạn như số phức, thiết kế và hình ảnh.

Hơn nữa, trong khi các cơ sở dữ liệu biệt lập có thể được tạo bằng cách sử dụng RDBMS, quá trình này yêu cầu các khối thông tin lớn phải được tách biệt với nhau. Việc kết nối những lượng lớn dữ liệu này để tạo thành cơ sở dữ liệu biệt lập có thể rất phức tạp.

Ứng dụng của RDBMS

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ thường được sử dụng trong các ngành như sản xuất, nhân sự và ngân hàng. Hệ thống này cũng hữu ích cho các hãng hàng không cần lưu trữ thông tin tài liệu về dịch vụ vé và hành khách cũng như các trường đại học duy trì cơ sở dữ liệu sinh viên.

Một số ví dụ về các hệ thống cụ thể sử dụng RDBMS bao gồm IBM, Oracle, MySQL, Microsoft SQLServer và PostgreSQL.

Lịch sử ra đời của RDBMS

Nhiều hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ cạnh tranh đã nảy sinh khi tin tức được lan truyền vào đầu những năm 1970 về mô hình dữ liệu quan hệ. Phương pháp này và các phương pháp liên quan ban đầu được nhà nghiên cứu EF Codd của IBM đưa ra giả thuyết, người đã đề xuất một lược đồ cơ sở dữ liệu (database schema), haylogical organization, không liên quan trực tiếp với physical organization, như phổ biến vào thời điểm đó.

Công việc của Codd dựa trên khái niệm chuẩn hóa dữ liệu, giúp tiết kiệm dung lượng file trên ổ đĩa lưu trữ vào thời điểm mà những loại máy móc như vậy có thể đắt đỏ đối với các doanh nghiệp.

Hệ thống file và hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu là tiền thân của cái có thể được gọi là kỷ nguyên RDBMS. Các hệ thống như vậy chủ yếu chạy trên các máy tính lớn. Mặc dù các RDBMS cũng chạy trên các máy tính lớn – như DB2 của IBM là một ví dụ điển hình – nhưng phần lớn sự phát triển vượt bậc của chúng trong doanh nghiệp nằm trong các triển khai máy tính tầm trung UNIX. RDBMS là một mấu chốt trong kiến ​​trúc phân tán của Điện toán máy khách – máy chủ (client-server computing), kết nối các nhóm máy tính cá nhân độc lập với máy chủ file và cơ sở dữ liệu.

Nhiều RDBMS đã phát sinh cùng với nhu cầu sử dụng client-server computing. Trong đó, các đối thủ cạnh tranh gồm có Oracle, Ingres, Informix, Sybase, Unify, Progress và những đối thủ khác. Theo thời gian, có ba RDBMS đã chiếm ưu thế trong việc triển khai thương mại. Oracle, DB2 của IBM và SQL Server của Microsoft, dựa trên một thiết kế ban đầu được cấp phép từ Sybase, đã nhận được sự ưu ái đáng kể trong suốt kỷ nguyên client-server computing, bất chấp những thách thức lặp đi lặp lại của các công nghệ cạnh tranh.

Khi thế kỷ 20 kết thúc, các phiên bản mã nguồn mở, chi phí thấp hơn của RDBMS bắt đầu được sử dụng, đặc biệt là trong các ứng dụng web.

Cuối cùng, khi điện toán phân tán (distributed computing) nắm giữ nhiều hơn và khi kiến ​​trúc đám mây được sử dụng phổ biến hơn, các RDBMS đã gặp phải sự cạnh tranh dưới dạng các hệ thống NoSQL. Các hệ thống như vậy thường được thiết kế đặc biệt cho lượng phân phối lớn và khả năng mở rộng cao trên đám mây, đôi khi bỏ qua tính nhất quán đầy đủ theo kiểu SQL để được gọi là tính nhất quán cuối cùng của dữ liệu.

Tuy nhiên, ngay cả trong các hệ thống đám mây đa dạng và phức tạp nhất, nhu cầu về một số tính nhất quán dữ liệu được đảm bảo đòi hỏi các RDBMS phải xuất hiện theo một cách nào đó, qua hình dạng hoặc hình thức. Hơn nữa, các phiên bản của RDBMS đã được cấu trúc lại đáng kể cho việc nhân rộng và song song hóa đám mây.

Vậy là bài viết đã khái quát những thông tin cần thiết cho câu hỏi RDBMS là gì cùng những chi tiết về cách hoạt động cũng như ưu nhược điểm của RDBMS. Hãy chia sẻ cho bạn bè nếu bạn thấy bài viết hữu ích nhé!

Các bài viết liên quan

Leave a Comment

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Bài viết liên quan