Hệ quản trị cơ sở dữ liệu là gì? Vai trò quan trọng của DBMS

Đối với những doanh nghiệp lớn và các tập đoàn đa quốc gia việc quản lý dữ liệu là vấn đề được đặt lên hàng đầu. Công ty càng lớn mạnh thì thông tin cần lưu trữ ngày càng nhiều vì thế rất cần đến sự hỗ trợ của hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS). Hãy cùng BKHOST tìm hiểu chi tiết về DBMS trong bài viết dưới đây.

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu – DBMS là gì?

DBMS (DataBase Management System – hệ quản trị cơ sở dữ liệu) là một phần mềm hệ thống được dùng để tạo và quản lý cơ sở dữ liệu. Nó cho phép người dùng cuối được tạo, đọc, cập nhật, bảo vệ và xóa dữ liệu mà không cần đến các chương trình khung. Hiểu đơn giản thì DBMS đóng vai trò như một giao diện để người dùng tương tác với cơ sở dữ liệu.

DBMS làm gì?

DBMS có nhiệm vụ quản lý dữ liệu, cho phép người dùng truy cập, khóa, sửa đổi dữ liệu và xác định cấu trúc logic của cơ sở dữ liệu. Ba yếu tố then chốt này đã cung cấp các thủ tục quản trị dữ liệu thống nhất đảm bảo mọi dữ liệu được bảo mật và toàn vẹn. Bên cạnh đó DBMS còn còn có chức năng thay đổi quyền quản lý, giám sát, điều chỉnh hiệu suất, bảo mật, sao lưu và phục hồi dữ liệu.

Đặc biệt một trong những chức năng hữu ích mà DBMS mang đến cho người dùng là cho phép nhiều người truy cập vào cơ sở dữ liệu ở các vị trí khác nhau bằng một phương thức được kiểm soát. Ngoài ra DBMS còn giới hạn những vùng dữ liệu mà người dùng có thể xem đồng thời nó cũng giới hạn cách mà họ tương tác với dữ liệu (thêm, xóa, chỉnh sửa…).

Các thành phần của DBMS là gì?

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu là sự hợp nhất của nhiều thành phần khác nhau. Những thành phần này tích hợp nhằm cung cấp một môi trường nhất quán, quản lý việc tạo, truy cập và sửa đổi dữ liệu trong cơ sở dữ liệu. Dưới đây là những bộ phận không thể thiếu của phần mềm DBMS:

• Storage engine (Công cụ lưu trữ): Đây là một phần tử quan trọng của DBMS có nhiệm vụ lưu trữ dữ liệu. DBMS phải giao tiếp với các file ở cấp hệ điều hành (OS) và sử dụng các thành phần bổ sung để lưu trữ dữ liệu.
• Metadata catalog (Danh mục siêu dữ liệu): Thành phần này còn được gọi là system catalog (danh mục hệ thống) hoặc database dictionary (từ điển cơ sở dữ liệu). Sau khi các database object (cơ sở dữ liệu đối tượng) được tạo DBMS sẽ tự động đăng ký thông tin của chúng trong Metadata catalog. Và Metadata catalog trở thành một kho lưu trữ database object để cung cấp cho DBMS hoạt động.
• Database access language (Ngôn ngữ truy cập cơ sở dữ liệu): DBMS cũng phải cung cấp một số API để truy cập, sửa đổi, bảo mật dữ liệu và thậm chí là tạo các database object. API thường gặp nhất là Database access language và SQL chính là ngôn ngữ lập trình tiêu chuẩn mà DBMS sử dụng.
• Optimization engine (Công cụ tối ưu hóa): Hệ quản trị cơ sở dữ liệu có thể cung cấp một công cụ tối ưu hóa dùng để phân tích cú pháp các yêu cầu của database access language và biến chúng thành các lệnh để truy cập, sửa đổi dữ liệu.
• Query processor (Bộ xử lý truy vấn): Sau khi một truy vấn được tạo thì DBMS có nhiệm vụ cung cấp một phương tiện để xử lý và trả kết quả. Phương tiện đó chính là Query processor.
• Lock manager (Trình quản lý khóa): Đây là một bộ phận quan trọng trong DBMS có chức năng quản lý việc truy cập đồng thời vào cùng một dữ liệu. Lock manager sẽ không cho phép nhiều người chỉnh sửa một dữ liệu trong cùng một thời điểm.
• Log manager (Trình quản lý nhật ký): DBMS sẽ ghi lại tất cả những thay đổi được thực hiện với cơ sở dữ liệu mà nó quản lý. DBMS sử dụng Log manager trong quá trình tắt và khởi động để bản ghi nhật ký chính xác, đầy đủ và đảm bảo tính toàn vẹn cho dữ liệu.
• Data utility (Các tiện ích dữ liệu): DBMS cung cấp rất nhiều tiện ích để quản lý và kiểm soát mọi hoạt động của cơ sở dữ liệu. Một số ví dụ về data utility như sắp xếp dữ liệu, chạy chương trình, sao lưu, sao chép, phục hồi…

Ví dụ về công nghệ DBMS

RDBMS

Trong nhiều trường hợp RDBMS còn được gọi là SQL RDBMS, nó có thể thích ứng với hầu hết các use case. Dữ liệu sẽ được RDBMS trình bày dưới dạng các hàng trong bảng với một lược đồ cố định và các mối quan hệ được xác định bởi những giá trị ở cột chính. Những sản phẩm RDBMS Tier-1 khá đắt đỏ tuy nhiên bạn có thể chọn mã nguồn mở chất lượng cao nhưng chi phí thấp như PostgreSQL.

NoSQL DBMS

NoSQL DBMS rất thích hợp cho các cấu trúc dữ liệu linh hoạt, dễ phát triển theo thời gian. Để truy cập và quản lý dữ liệu NoSQL DBMS sử dụng khá nhiều mô hình dữ liệu. Hệ thống cơ sở dữ liệu NoSQL DBMS gồm 4 loại: document database, graph database, key-value store và wide-column store. Do sử dụng các loại mô hình dữ liệu khác nhau nên giữa mỗi loại NoSQL có sự khác biệt đáng kể.

NewSQL DBMS

NewSQL là một DBMS thế hệ mới tập trung chú trọng vào việc nâng cao hiệu suất có thể mở rộng tương tự như NoSQL. So với các cơ sở dữ liệu khác thì NewSQL còn cung cấp hỗ trợ ACID (tính đơn nhất, nhất quán, độc lập và độ chịu rủi ro) cho các giao dịch.

IMDBMS

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu in-memory chủ yếu dựa vào bộ nhớ chính để lưu trữ, quản lý và thực hiện các thao tác dữ liệu. Điểm mạnh của IMDBMS là cung cấp thời gian phản hồi nhanh hơn và hiệu suất tốt hơn. Tuy nhiên hạn chế lớn nhất của nó là tiêu tốn quá nhiều tài nguyên.

CDBMS

Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu dạng cột CDBMS lưu trữ dữ liệu trong các bảng và tập trung chủ yếu vào các cột. Cách thức quản lý và lưu trữ như vậy giúp người dùng truy cập dữ liệu nhanh chóng, hiệu quả. CDBMS phù hợp với các kho dữ liệu có số lượng lớn các mục data item tương tự.

Multimodel DBMS

Multimodel DBMS hỗ trợ nhiều mô hình cơ sở dữ liệu để người dùng lựa chọn. Tùy vào nhu cầu để người dùng chọn mô hình thích hợp nhất cho ứng dụng của họ mà không cần phải chuyển sang một DBMS khác.

Cloud DBMS

Cloud DBMS là hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu được xây dựng bên trong và truy cập thông qua đám mây. DBMS có thể là NoSQL hoặc một loại khác bất kỳ. Hiện tại Microsoft Azure, Google Cloud và AWS là những nền tảng chính cho phép triển khai cơ sở dữ liệu đám mây.

Lợi ích của việc sử dụng DBMS

Một trong những ưu điểm lớn nhất của DBMS là cung cấp kho dữ liệu “khủng” và bảo vệ toàn vẹn những dữ liệu đó. Bên cạnh đó DBMS còn mang lại những lợi ích sau:

• Hỗ trợ người dùng lưu trữ và truy xuất dữ liệu nhanh chóng, hiệu quả bằng các phương thức khác nhau.
• Sử dụng lock manager để quản lý việc truy cập đồng thời.
• Sao lưu tự động dữ liệu và phục hồi nhanh sau sự cố.
• DBMS hỗ trợ và cân bằng nhu cầu để các ứng dụng được sử dụng cùng một dữ liệu.
• DBMS cho phép người dùng truy cập và chia sẻ dữ liệu.
• Cập nhật nhật ký hoạt động trên cơ sở dữ liệu mà DBMS quản lý để đảm bảo tính toàn vẹn cho dữ liệu.

Hạn chế của DBMS

DBMS là một phần mềm có kích thước lớn và được tạo thành từ nhiều bộ phận. Mặc dù sở hữu nhiều ưu điểm nhưng DBMS cũng không tránh khỏi những hạn chế chưa thể khắc phục chẳng hạn như:

• Chi phí phần cứng, phần mềm và nhân sự cần thiết để chạy một DBMS khá đắt đỏ, đó chính là nhược điểm lớn nhất của DBMS.
• Doanh nghiệp cần bỏ ra một khoản tiền lớn để thuê nhân viên DBA và nhà lập trình để quản lý và cài đặt DBMS vào cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin. Ngoài ra doanh nghiệp cũng phải tổ chức các hội thảo để đào tạo nhân sự sử dụng thành thạo DBMS.
• DBMS tương tác với nhiều thành phần CNTT khác như hệ điều hành, ngôn ngữ lập trình, phần mềm mạng, hệ thống xử lý giao dịch…Với tính chất phức tạp như vậy đòi hỏi khi dùng DBMS phải có kiến thức chuyên sâu. Trường hợp không biết cách thao tác, sử dụng sẽ làm giảm hiệu suất thậm chí ngừng hoạt động cả hệ thống.

Các trường hợp sử dụng DBMS

Những doanh nghiệp nào muốn lưu trữ dữ liệu và dùng dữ liệu đó vào mục đích kinh doanh đều là đối tượng phù hợp để triển khai DBMS. Tất cả các tổ chức từ nhỏ đến lớn đều được hưởng lợi từ việc sử dụng DBMS. Có thể kể đến một vài trường hợp sử dụng công nghệ DBMS như:

• Những ứng dụng dùng để lưu trữ thông tin khách hàng, tài khoản, theo dõi các giao dịch rút tiền, chuyển khoản, gửi tiền…Đơn cử như máy ATM.
• Bất kỳ loại hình kinh doanh nào cũng cần tới sự hỗ trợ của DBMS để lưu trữ thông tin sản phẩm, thông tin khách hàng, ghi chép việc bán hàng, cập nhật lịch sử bán hàng…
• DBMS được các hãng hàng không thương mại sử dụng để lên lịch kế hoạch chuyến bay hay quản lý đặt chỗ chuyến bay của khách hàng.
• Để theo dõi hàng tồn kho các công ty sản xuất đã ứng dụng DBMS. Ngoài ra DBMS còn giúp các doanh nghiệp xây dựng hệ thống quản lý nguồn nhân lực từ địa chỉ đến số điện thoại, tiền lương, phiếu lương…

Tương lai của DBMS

Đầu năm 2019, công nghệ DBMS mã nguồn mở thu hút nhiều doanh nghiệp sử dụng. Theo thống kê thời điểm này cơ sở dữ liệu mã nguồn mở chiếm tới 10% tổng chi tiêu cho phần mềm cơ sở dữ liệu.

Những tổ chức CNTT chính thống trên thế giới đã áp dụng loại công nghệ này cho một số hoạt động của họ. Xu hướng này đã mở ra hai xu hướng phụ khác đó là các “ông lớn” trong lĩnh vực công nghệ mua lại các công ty cơ sở dữ liệu mã nguồn mở và những dịch vụ cloud database tăng dần thị phần.

Cloud database được dự đoán trở thành “nền tảng mặc định cho quản lý dữ liệu”. Gartner nhận định đến năm 2022 doanh thu từ hệ thống quản lý cloud sẽ chiếm 50% tổng doanh thu thị trường DBMS.

Ngoài tăng trưởng về người dùng thì những nhà cung cấp DBMS đang ráo riết ra mắt hàng loạt ứng dụng cơ sở dữ liệu đám mây. Những động thái đó sẽ mở ra một tương lai rất sáng sủa cho công nghệ DBMS.

Lịch sử của hệ quản trị cơ sở dữ liệu

DBMS đầu tiên ra đời vào năm 1960 khi mà máy tính bắt đầu được sử dụng khá rộng rãi ở các nước tiên tiến. Ngay sau đó công ty IBM đã phát triển Hệ thống quản lý thông tin IMS (hệ này sử dụng mô hình dữ liệu phân cấp).

Vào năm 1970, nhà khoa học Edgar Codd đã đề xuất một số khái niệm về hệ cơ sở dữ liệu quan hệ (RDBMS). Đây chính là một bước ngoặt tạo sự chuyển biến lớn cho công nghệ DBMS. Qua quá trình phát triển hiện tại RDBMS đã thống trị DBMS. Bên cạnh đó hệ thống cơ sở dữ liệu NewSQL và NoSQL vẫn khá phổ biến.

Tổng kết về DBMS

DBMS chính là một công cụ hữu ích hỗ trợ các đơn vị quản lý kho dữ liệu “khổng lồ”. Đi cùng với sự phát triển như vũ bão của công nghệ, DBMS ngày càng đa dạng và giá cả của mỗi loại cũng khác nhau. Vì vậy bạn cần tìm hiểu những thông tin về DBMS để lựa chọn cho doanh nghiệp phần mềm thích hợp nhất.

Nếu còn có câu hỏi nào liên quan đến DBMS hoặc muốn tìm hiểu thêm những công cụ quản lý dữ liệu , hãy để lại ở bên bình luận bên dưới, BKHOST sẽ trả lời bạn trong thời gian sớm nhất.

P/s: Bạn cũng có thể truy cập vào Blog của BKHOST để đọc thêm các bài viết chia sẻ kiến thức về lập trình, quản trị mạng, website, domain, hosting, vps, server, email,… Chúc bạn thành công.

• • • • chức năng của hệ quản trị cơ sở dữ liệu
    • • các hệ quản trị cơ sở dữ liệu phổ biến
      • hệ quản trị cơ sở dữ liệu là phần mềm
      • thế nào là hệ quản trị cơ sở dữ liệu
      • khái niệm hệ quản trị cơ sở dữ liệu
      • ví dụ về hệ quản trị cơ sở dữ liệu
      • hệ quản trị cơ sở dữ liệu là gì
      • hệ quản trị cơ sở dữ liệu gồm
      • hệ quản trị csdl là
      • hệ qtcsdl là
      • dbms là gì