Hệ quản trị cơ sở dữ liệu là gì? Chức năng DBMS

Ít ai quan tâm đến khái niệm về hệ quản trị quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS). Và đa số mọi người vẫn bị nhẫm lẫn với cơ sở dữ liệu (CSDL). Bài viết này giúp bạn tìm hiểu rõ hơn về DBMS là gì? Các hệ quản trị cơ sở dữ liệu phổ biến hiện nay.

Mục Lục

Khái niệm hệ quản trị cơ sở dữ liệu là gì?

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS) là một gói phần mềm được thiết kế để xác định, thao tác, truy xuất và quản lý dữ liệu bên trong cơ sở dữ liệu. DBMS thường thao tác với dữ liệu của chính nó. Định dạng dữ liệu như: Tên field, cấu trúc bản record và cấu trúc file.

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu là gì?

DBMS cũng xác định các quy tắc để xác thực và thao tác với các dữ liệu này. Các cơ sở dữ liệu đầu tiên chỉ xử lý từng phần dữ liệu được định dạng đặc biệt. Các hệ thống phát triển hơn ngày nay có thể xử lý các loại dữ liệu ít định dạng hơn, liên kết chúng với nhau theo những cách phức tạp hơn.

>> Xem thêm: Dữ liệu là gì? Tầm quan trọng của data đối với doanh nghiệp

Ví dụ về hệ quản trị cơ sở dữ liệu

Hãy xem một số ví dụ đơn giản về cơ sở dữ liệu trường đại học. Cơ sở dữ liệu này đang duy trì thông tin liên quan đến sinh viên, khoá học và điểm trong trường đại học. Cơ sở dữ liệu được chia thành 5 file:

STUDENT: lưu dữ dữ liệu từng học sinh.
COURSE: Chứa dữ liệu về mỗi khóa học.
SECTION: Lưu trữ thông tin về các phần trong một khóa học cụ thể.
GRADE: Lưu trữ điểm mà học sinh đạt được trong các học phần.
TUTOR: Chứa thông tin và các giáo sư.

Để xác định một hệ quản trị cơ sở dữ liệu, chúng ta cần xác định cấu trúc các bản record của mỗi file. Bằng cách xác định các loại phần tử dữ liệu khác nhau sẽ được lưu trữ trong mỗi bản record.

Có thể sử dụng một sơ đồ mã hóa để biểu diễn giá trị của một mục dữ liệu. Về cơ bản, cơ sở dữ liệu của bạn sẽ có 5 bảng với foreign key được xác định giữa các bản khác nhau.

VPS NVMe Single Post

Chương trình ra mắt dịch vụ VPS NVME tốc độ cao

Chức năng của hệ quản trị cơ sở dữ liệu

Để nhận thấy rõ hơn về vai trò và tầm quan trọng của DBMS, Vietnix sẽ cùng bạn tìm hiểu từng chức năng của hệ quản trị cơ sở dữ liệu.

Quản lý Data Dictionary

Data Dictionary là nơi hệ DBMS lưu trữ các định nghĩa của các phần tử dữ liệu và các mối quan hệ của chúng (metadata). DBMS sử dụng chức năng này để tra cứu các cấu trúc và mối quan hệ giữa các thành phần dữ liệu được yêu cầu khi các chương trình truy cập dữ liệu trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu.

Quản lý Data Dictionary

Về cơ bản, chúng sẽ đi qua DBMS, hàm này loại bỏ sự phụ thuộc về cấu trúc và dữ liệu. Cung cấp cho người dùng tính trừu tượng hóa dữ liệu. Data Dictionary thường bị ẩn khỏi user và được sử dụng bởi các admin của DBMS.

Quản lý Data Storage

Có chức năng cụ thể này dược sử dụng để lưu trữ dữ liệu và các biểu mẫu dữ liệu khác có liên quan. Định dạng báo cáo, quy tắc về data validation, procedural code và cấu trúc xử lý các định dạng video và hình ảnh.

Quản lý Data Storage

Người dùng không cần biết dữ liệu được lưu trữ hoặc thao tác thế nào. Cùng liên quan đến cấu trúc này là một thuật ngữ được gọi là Performance Tuning. Nó sẽ liên quan với hiệu suất của cơ sở dữ liệu, tốc độ lưu trữ và truy cập.

Chuyển đổi và trình bày các dữ liệu

Chức năng này, sẽ chuyển đổi bất kỳ dữ liệu nào được nhập vào các cấu trúc dữ liệu bắt buộc. Bằng cách sử dụng chức năng trình bày và biến đổi dữ liệu. DBMS có thể xác định sự khác biệt giữa các định dạng dữ liệu logic và physical.

Quản lý về bảo mật

Quản lý bảo mật là một trong những chức năng quan trọng nhất của DBMS. Quản lý sự bảo mật đặt ra các quy tắc xác định người dùng có được phép truy cập cơ sở dữ liệu hay không.

Quản lý về bảo mật

Người dùng được cấp username và password. Hoặc đôi khi thông qua xác thực sinh trắc học ( vân tay hoặc võng mạc), nhưng những loại này thì sẽ tốn kém hơn. Chức năng này cũng có một số hạn chế đối với dữ liệu cụ thể mà bất kỳ người dùng nào đều có thể xem hoặc quản lý.

Kiểm soát truy cập nhiều người dùng

Tính toàn vẹn và nhất quán của dữ liệu là cơ sở của chức năng này. Kiểm soát truy cập nhiều người dùng là một công cụ rất hữu ích trong DBMS. Nó cho phép nhiều người dùng truy cập cơ sở dữ liệu đồng thời. Điều này không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của cơ sở dữ liệu.

Quản lý tính toàn vẹn của dữ liệu

Ngôn ngữ truy vấn là một nonprocedural language. Một ví dụ về điều này là SQL. SQL là ngôn ngữ truy vấn phổ biến được đa số các nhà cung cấp DBMS hỗ trợ. Việc sử dụng ngôn ngữ này giúp người dùng dễ dàng xác định việc họ cần làm. Hơn nữa, không cần phải đau đầu giải thích cách thực hiện cụ thể.

Database Access Languages và giao diện lập trình ứng dụng

Điều này đề cập đến cách một DBMS chấp nhận các yêu cầu khác nhau của người dùng cuối thông qua các môi trường mạng khác nhau.

Ví dụ: DBMS có thể cung cấp quyền truy cập cơ sở dữ liệu bằng Internet thông qua các trình duyệt web (Mozilla Firefox, Internet Explorer, Netscape,…).

Transaction Management

DBMS sẽ cung cấp một phương thức, nó sẽ đảm bảo các cập nhật trong một transaction được thực hiện hoặc không. Tất cả các transaction phải tuân theo cái được gọi là thuộc tính ACID.

Top 9 các hệ quản trị cơ sở dữ liệu phổ biến hiện nay

1. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Oracle

Không ngạc nhiên, khi Oracle đứng đầu danh sách các hệ quản trị cơ sở dữ liệu hiện nay. Phiên bản đầu tiên được tạo ra vào cuối những năm 70.

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Oracle

Phiên bản mới nhất của Oracle, được thiết kế cho cloud và có thể lưu trữ trên một server hoặc nhiều server. Nó cho phép quản lý cơ sở dữ liệu chứa hàng tỷ bản record. Một số tính năng của phiên bản Oracle mới nhất bao gồm framework và sử dụng cả cấu trúc logic và physical.

Điều này nghĩa là quản trị dữ liệu physical không ảnh hưởng đến việc truy cập vào cấu trúc logic. Ngoài ra, bảo mật trong bản phát hành này là sự tuyệt vời vì mỗi giao dịch được cách ly với các giao dịch khác.

Ưu điểm:

Sẽ có những cải tiến và tính năng mới. Vì Oracle có xu hướng thiết lập thanh bar cho công cụ quản lý cơ sở dữ liệu khác.
Các công cụ quản lý cơ sở dữ liệu của Oracle cũng cực kỳ mạnh mẽ. Bạn có thể tìm thấy một công cụ có thể làm được điều mà bạn muốn.

Nhược điểm:

Chi phí của Oracle khá cao, đặc biệt là đối với các tổ chức nhỏ.
Hệ thống sẽ yêu cầu khá nhiều tài nguyên sau khi cài đặt. Vì vậy, cần phải nâng cấp phần cứng.

Oracle sẽ là một lựa chọn lý tưởng cho các tổ chức lớn. Cần xử lý các cơ sở dữ liệu khổng lồ và cần nhiều tính năng.

2. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL

MySQL là một trong những cơ sở dữ liệu phổ biến nhất cho các ứng dụng web (là phần mềm miễn phí). Nó thường xuyên được cập nhật các tính năng và cải tiến bảo mật.

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL

Ngoài ra, còn có các phiên bản trả phí, được thiết kế cho mục đích thương mại. Với phiên bản miễn phí sẽ tập trung nhiều vào tốc độ và độ tin cậy thay vì có nhiều tính năng. Điều này có thể hiệu quả hoặc không hiệu quả tùy thuộc vào cách mà bạn sử dụng nó.

Công cụ hệ quản trị cơ sở dữ liệu này cho phép chọn nhiều công cụ lưu trữ. Điều này giúp bạn thay đổi chức năng của công cụ và xử lý dữ liệu từ các loại bảng khác nhau. Nó cũng có giao diện dễ sử dụng và các lệnh hàng loạt. Hệ thống cực kỳ tin cậy và không có xu hướng hao hụt tài nguyên và cho phép bạn xử lý một số dữ liệu lớn.

Ưu điểm:

Có sẵn bản miễn phí.
Cung cấp nhiều chức năng.
Nhiều loại giao diện cho người dùng.
Nó có thể hoạt động trên các cơ sở dữ liệu khác như DB2 và Oracle.

Nhược điểm:

Bạn cần dành nhiều thời gian để làm việc với MySQL (trong khi đó các hệ thống khác sẽ làm tự động).
Không có hỗ trợ tích hợp cho XML hoặc OLAP.
Hỗ trợ sẽ có sẵn trong bản miễn phí nhưng bạn cần phải trả tiền cho nó.

MySQL là một hệ quản trị trị cơ sở dữ liệu lý tưởng cho một tổ chức cần công cụ quản lý cơ sở dữ liệu mạnh mẽ nhưng tiết kiệm.

3. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server hoạt động dựa trên các server cloud cũng như server cục bộ. Nó có thể được thiết lập để hoạt động trên cả hai cùng một lúc.

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server

Phiên bản mới nhất của Microsoft Server cũng cho phép Dynamic Data Masking. Đảm bảo rằng chỉ những cá nhân được ủy quyền mới thấy các dữ liệu mật.

Ưu điểm:

Nó rất nhanh và có sự ổn định.
Cung cấp khả năng điều chỉnh và theo dõi hiệu suất. Làm giảm việc sử dụng các tài nguyên.
Có thể truy cập hình ảnh trực quan trên thiết bị di động.
Hoạt động tốt với các sản phẩm khác của Microsoft.

Nhược điểm:

Ngay cả khi điều chỉnh hiệu suất, Microsoft SQL Server có thể tiêu tốn tài nguyên.
Nhiều cá nhân gặp sự cố khi sử dụng dịch vụ tích hợp SQL Server để nhập file.

SQL Server lý tưởng cho các tổ chức lớn sử dụng một số sản phẩm của Microsoft.

4. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL

PostgreSQL là một trong những cơ sở dữ liệu phố biến, miễn phí. Nó thường được sử dụng cho cơ sở dữ liệu web. PostgreSQL cho phép người dùng quản lý cả dữ liệu có cấu trúc và không có cấu trúc.

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL

Nó cũng có thể được sử dụng trên hầu hết các nền tảng chính, bao gồm cả nền tảng dựa trên Linux. Việc nhập thông tin từ các loại cơ sở dữ liệu khác bằng công cụ này khá đơn giản.

Công cụ quản lý này có thể được lưu trữ trong một số môi trường. Bao gồm cả môi trường ảo, physical và cloud. Phiên bản mới nhất, PostgreSQL 9.5 cung cấp khối lượng dữ liệu lớn và tăng số lượng người dùng đồng thời. Bảo mật đã có sự cải thiện nhờ hỗ trợ cho cả DBMS_SESSION và cấu hình password profile.

Ưu điểm:

Công cụ quản lý cơ sở dữ liệu này có khả năng mở rộng và có thể xử lý hàng terabyte dữ liệu.
Hỗ trợ JSON.
Có nhiều chức năng được xác định trước.
Một số giao diện là có sẵn.

Nhược điểm:

Tài liệu có thể không rõ ràng.
Cấu hình có thể gây sự nhầm lẫn.
Tốc độ có thể bị ảnh hưởng trong các hoạt động lớn hoặc các truy vấn đ.

PostgreSQL hợp lý cho các tổ chức có ngân sách hạn chế, muốn có khả năng chọn giao diện và sử dụng JSON.

5. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu MongoDB

MongoDB được thiết kế cho các ứng dụng sử dụng cả dữ liệu có cấu trúc và không có cấu trúc. Công cụ cơ sở dữ liệu rất linh hoạt. Nó hoạt động bằng cách kết nối cơ sở dữ liệu với các ứng dụng thông qua trình điều khiển MongoDB.

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu MongoDB

Vì MongoDB không được thiết kế để xử lý các mô hình quan hệ về dữ liệu. Các vấn đề về hiệu suất có thể xảy ra nếu bạn cố gắng sử dụng nó theo cách này.

Tuy nhiên, công cụ cơ sở dữ liệu được thiết kế để xử lý dữ liệu biến đổi không có quan hệ về dữ liệu. Nó thường có thể hoạt động tốt khi các công cụ cơ sở dữ liệu gặp khó khăn.

MongoDB 3.2 là phiên bản mới nhất. Các tài liệu hiện cũng có thể được xác nhận trong quá trình cập nhật và chèn. Đồng thời các chức năng tìm kiếm văn bản đã được cải thiện. Khả năng index một phần mới cũng có thể cho phép cải thiện hiệu suất bằng cách thu nhỏ kích thước của các index.

Ưu điểm:

Nó có sự nhanh chóng và dễ dàng để sử dụng.
Công cụ hỗ trợ JSON và các tài liệu NoSQL khác.
Dữ liệu của bất kỳ cấu trúc nào cũng có thể lưu trữ và truy cập nhanh chóng, dễ dàng.
Lược đồ có thể được viết mà không cần đếm ngược thời gian.

Nhược điểm:

SQL không được sử dụng như một ngôn ngữ truy vấn.
Các công cụ dịch các truy vấn SQL sang MongoDB có sẵn. Nhưng cần bổ sung thêm một bước để sử dụng nó.
Thiết lập sẽ tốn thời gian, cài đặt mặc định sẽ không có sự an toàn.

6. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu DB2

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu này do IBM tạo ra, DB2 là một công cụ cơ sở dữ liệu có khả năng NoSQL và có thể đọc các file JSON và XML. Không có gì ngạc nhiên khi nó được thiết kế để sử dụng trên iSeries server của IBM. Nhưng phiên bản máy trạm hoạt động trên Windows, Linux và Unix.

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu DB2

Phiên bản hiện tại của DB2 là LUW là 11.1, nó sẽ cung cấp nhiều sự cải tiến. Đặc biệt, sẽ có sự cải tiến về thiết kế để làm cho công cụ cơ sở dữ liệu hoạt động nhanh hơn thông qua công nghệ bỏ qua dữ liệu.

Bỏ qua dữ liệu được thiết kế để cải thiện tốc độ của hệ thống có nhiều dữ liệu hơn mức cho phép của bộ nhớ. Phiên bản mới nhất cũng cung cấp các chức năng khôi phục. Khả năng tương thích và phân tích sẽ được cải thiện.

Ưu điểm:

Blu Acceleration có thể tận dụng tối đa tài nguyên có sẵn cho các cơ sở dữ liệu khổng lồ.
Nó có thể lưu trữ từ cloud, một physical server hoặc có thể là cả hai.
Có thể chạy nhiều công việc cùng lúc bằng Task Scheduler.
Error code và exit code có thể xác định công việc nào được chạy qua Task Scheduler.

Nhược điểm:

Chi phí khá cao cho cá nhân hoặc tổ chức nhỏ.
Cần có công cụ của bên thứ ba hoặc phần mềm bổ sung làm cho các cluster hoặc nhiều nút phụ hoạt động.
Hỗ trợ cơ bản chỉ có sẵn trong ba năm. Sau đó thì cần phải chi trả cho nó.

7. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Redis

Đây là sự kết hợp công nghệ cơ sở dữ liệu và sự đổi mới của cộng đồng nguồn mở với Redis Enterprise. Có được tính khả dụng cao dưới dạng Active-Active và Active-Passive, hiệu suất cao với khả năng tìm kiếm tích hợp hàng đầu. Mở rộng cơ sở dữ liệu Redis sang SSD Flash để tiết kiệm chi phí cơ sở hạ tầng. Sử dụng phần cứng ở mức tối đa với Redis Enterprise.

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Redis

Ưu điểm:

Hiệu suất cao và khả năng mở rộng tuyến tính đến 1000 nút.
Mức độ an toàn ổn định.

Nhược điểm:

Yêu cầu ít nhất 3 master và 2 slave để thiết lập cấu trúc.
Vì dữ liệu được phân đoạn dựa trên hash-slot được chỉ định cho mỗi Master. Nếu Master đang giữ một số slot bị hỏng, dữ liệu được ghi vào slot đó sẽ mất.
Client kết nối với Redis cluster nên biết cấu trúc liên kết cluster. Điều này sẽ gây ra chi phí cấu hình trên máy của họ.
Failover sẽ không xảy ra nếu không có ít nhất một slave.
Việc thăng cấp cho slave với tư cách là Master ít nhất 30-50 giây. Vì vậy, dữ liệu được ghi vào cluster trong khoảng thời gian đó sẽ bị mất.

8. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Access

Microsoft Access cho phép các cá nhân và doanh nghiệp nắm bắt, quản lý dữ liệu và tạo báo cáo nhanh chóng, hiệu quả.

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Access

Ưu điểm:

Nó rất dễ cài đặt và sử dụng.
Khá nhiều ứng dụng trên Window đều có khả năng tích hợp với nó. Điều này bao gồm SQL, Sybase và Oracle. Nó cũng dễ bảo trì hơn và cung cấp các ứng dụng cơ sở dữ liệu lớn hơn các hệ thống khác.
Có thể đặt nó trên một trang web để người dùng truy cập từ xa.
Chi phí hợp lý.
Tất cả các dữ liệu đã thu thập có thể nhập và Microsoft Access trong khoảng thời gian cài đặt.

Nhược điểm:

Đối với dữ liệu lớn, Microsoft Access sẽ có một số hạn chế, đơn giản vì file của nó bị giới hạn về kích thước.
Đối với file có kích thước tối đa cho phép, định dạng file sẽ làm chậm hiệu suất chương trình.
Dữ liệu đa phương tiện có xu hướng chiếm nhiều dung lượng. Nghĩa là một vài file có thể làm chậm hiệu suất của cơ sở dữ liệu.

9. Hệ cơ sở dữ liệu SQLite

SQLite rất phổ biến và được sử dụng thành công với định dạng file trên disk . Nó phù hợp cho các ứng dụng máy tính để bàn như Control System, Financial Analysis Tool, Media Cataloging và Editing Suite, CAD package, Record Keeping Programs,…

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQLite

Ưu điểm:

SQLite là một cơ sở dữ liệu có dung lượng nhẹ. Do đó rất dễ sử dụng nó như một phần mềm cho tivi, điện thoại, máy ảnh, thiết bị điện tử gia đình…
Các thao tác đọc và ghi rất nhanh đối với cơ sở dữ liệu SQLite. Nó nhanh hơn gần 35% so với File system.
SQLite rất dễ tìm hiểu, bạn không cần phải cài đặt hay cấu hình nó. Chỉ cần tải xuống thư viện SQLite trong máy tính và nó sẽ sẵn sàng để tạo cơ sở dữ liệu.

Nhược điểm:

SQLite được sử dụng để xử lý các yêu cầu HTTP có lưu lượng truy cập thấp đến trung bình.
Kích thước cơ sở dữ liệu giới hạn ở 2GB trong hầu hết các trường hợp.
Nội dung của SQLite có nhiều khả năng phục hồi nếu bị mất. Dữ liệu sẽ tồn tại lâu hơn mã.
Nó làm giảm chi phí ứng dụng vì nội dung có thể được truy cập và cập nhật. Thực hiện điều này bằng cách sử dụng các SQL Query ngắn gọn thay vì là dài dòng và dễ xảy ra lỗi.

Bảng xếp hạng top các hệ quản trị cơ sở dữ liệu

Dưới đây là bảng xếp hạng về top các hệ quản trị cơ sở dữ liệu phổ biến nhất hiện nay (nguồn: https://db-engines.com/en/ranking)

Bảng thống kế xếp hạng top các hệ quản trị cơ sở dữ liệu phổ biến hiện nay

Lưu ý:

Vị trí bảng xếp hạng có thể thay đổi theo từng năm.
Elasticsearch là một dạng công cụ tìm kiếm (Search Engine)

Kết luận

Bài viết Vietnix đề cập khá chi tiết để giúp bạn hiểu rõ hơn về hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS). Ngoài ra, một số chức năng và top các hệ quản trị cơ sở dữ liệu phổ biến hiện nay. Mong rằng các hệ quản trị trên đây sẽ giúp bạn tìm ra được công cụ phù hợp với mình và công ty.