Cơ sở dữ liệu là gì? Tìm hiểu chi tiết về Database

Cơ sở dữ liệu (Database) là gì?

Cơ sở dữ liệu (database) là một tập hợp dữ liệu có tổ chức và có thể truy cập một cách hiệu quả. Trong cơ sở dữ liệu, thông tin được tổ chức thành các bảng, bản ghi và trường để lưu trữ, quản lý và truy cập dữ liệu. Cơ sở dữ liệu chủ yếu được sử dụng để lưu trữ thông tin trong môi trường máy tính và giúp cho việc quản lý dữ liệu trở nên dễ dàng hơn.

Mục đích chính của cơ sở dữ liệu là vận hành một lượng lớn thông tin bằng cách lưu trữ, truy xuất và quản lý dữ liệu. Vậy tại sao cần Database?

Ta đã biết: Dữ liệu là tập hợp các thông tin không có cấu trúc hoặc có cấu trúc một cách ngẫu nhiên. Đây có thể là các con số, văn bản, hình ảnh, âm thanh hoặc bất kỳ thông tin nào có thể được ghi lại và lưu trữ.

Dữ liệu thường không có tổ chức cụ thể, và để tạo nên ý nghĩa, dữ liệu cần phải được sắp xếp, biến đổi và xử lý. Ví dụ, các con số 1, 2, 3, 4 không có ý nghĩa cụ thể cho đến khi chúng được tổ chức thành một dãy số thứ tự.

Các tổ chức có rất nhiều dữ liệu. Do đó họ cần 1 biện pháp để quản lý dữ liệu của mình. Đó chính là lúc Database xuất hiện. Bạn có thể sắp xếp dữ liệu thành bảng, hàng, cột hay lập chỉ mục cho dữ liệu để tìm thông tin dễ dàng.

Bạn có thể sắp xếp dữ liệu thành bảng, hàng, cột và lập chỉ mục cho dữ liệu đó để tìm thông tin liên quan dễ dàng hơn. Trình xử lý cơ sở dữ liệu sử dụng một bộ chương trình phần mềm cung cấp quyền truy cập cho tất cả người dùng.

Hiện nay có rất nhiều trang web động trên World Wide Web được xử lý thông qua Database. Ví dụ như: các trang web xếp hạng phòng trống trên khách sạn.

Lợi ích khi sử dụng Database

Bước sang thế kỷ 21, Data đã trở thành một trong những yếu tố quan trọng giúp doanh nghiệp hoạt động và phát triển. Thậm chí có thể ví “có data là có tiền”. Thông tin với một công ty rất quan trọng nhưng việc sử dụng, quản lý và cập nhật nó mới là thứ khiến doanh nghiệp cần.

Khi doanh nghiệp sử dụng cơ sở dữ liệu sẽ nhận được lợi ích sau:

• Tổ chức dữ liệu một cách có cấu trúc, cho phép bạn định nghĩa cấu trúc dữ liệu, tạo bảng và quan hệ giữa chúng. Điều này làm cho dữ liệu dễ quản lý hơn và dễ hiểu hơn.
• Cho phép truy vấn dữ liệu một cách hiệu quả bằng cách sử dụng ngôn ngữ truy vấn như SQL. Điều này giúp bạn tìm kiếm, lựa chọn và phân tích dữ liệu dễ dàng hơn.
• Cung cấp cơ chế bảo mật để kiểm soát quyền truy cập vào dữ liệu. Bạn có thể xác định người dùng và vai trò của họ, giới hạn quyền truy cập và đảm bảo bảo mật dữ liệu.
• Dữ liệu trong cơ sở dữ liệu thường được bảo quản lâu dài và an toàn hơn so với các phương pháp lưu trữ dữ liệu truyền thống. Cơ sở dữ liệu cung cấp các cơ chế sao lưu và phục hồi dữ liệu để đối phó với sự cố và mất dữ liệu.
• Cho phép nhiều người dùng truy cập và làm việc với dữ liệu cùng một lúc mà không gây xung đột. Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu (DBMS) quản lý các tình huống xung đột một cách an toàn.
• Cho phép bạn tạo mối quan hệ giữa dữ liệu trong các bảng khác nhau. Điều này giúp bạn truy vấn dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau và tạo ra thông tin kết hợp.
• Giúp thực hiện tính toán phức tạp trên dữ liệu, tự động hoặc lọc dữ liệu, và thực hiện các thao tác xử lý dữ liệu một cách hiệu quả.
• Mở rộng hệ thống dễ dàng bằng cách thêm mới bảng, chỉnh sửa cấu trúc hoặc tối ưu hóa hiệu suất mà không cần thay đổi ứng dụng quá nhiều.
• Đảm bảo tính nhất quán dữ liệu thông qua việc sử dụng giao dịch (transactions) để thực hiện các thay đổi dữ liệu.
• Có thể xử lý lượng dữ liệu lớn và phức tạp mà không gặp vấn đề về hiệu suất.

Database gồm những thành phần nào?

Một cơ sở dữ liệu gồm có 5 thành phần sau:

• Hệ quản lý cơ sở dữ liệu (DBMS – Database Management System): DBMS là phần mềm chịu trách nhiệm quản lý và tương tác với cơ sở dữ liệu. Nó cung cấp giao diện để tạo, truy vấn, cập nhật và bảo quản dữ liệu. DBMS đảm bảo tính nhất quán và bảo mật dữ liệu, cung cấp cơ chế sao lưu và phục hồi, và quản lý quyền truy cập.
• Phần cứng (Hardware): Phần cứng là hệ thống máy tính và thiết bị vật lý được sử dụng để lưu trữ và xử lý dữ liệu trong cơ sở dữ liệu.
• Phần mềm (Software): Phần mềm gồm cả DBMS và ứng dụng sử dụng dữ liệu từ cơ sở dữ liệu. Ứng dụng này có thể được viết bằng nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau và sử dụng DBMS để truy cập dữ liệu.
• Dữ liệu (Data): Dữ liệu là thông tin thực tế mà bạn muốn lưu trữ và quản lý trong cơ sở dữ liệu. Nó có thể là văn bản, con số, hình ảnh, âm thanh, hoặc bất kỳ loại dữ liệu nào có thể được biểu thị trong máy tính.
• Quy trình (Procedures): Quy trình là các tập hợp lệnh hoặc hành động được thực hiện để xử lý dữ liệu trong cơ sở dữ liệu. Chúng bao gồm các quy tắc, tiến trình và luồng công việc để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể, như cập nhật, xóa, hoặc truy vấn dữ liệu.
• Ngôn ngữ truy cập cơ sở dữ liệu SQL (Structured Query Language): SQL là ngôn ngữ sử dụng để tạo, truy vấn và cập nhật dữ liệu trong cơ sở dữ liệu. Nó cho phép người dùng tương tác với cơ sở dữ liệu bằng cách sử dụng các câu lệnh như SELECT, INSERT, UPDATE và DELETE.

Các thành phần này cùng hoạt động cùng nhau để tạo ra và quản lý một cơ sở dữ liệu hiệu quả. Hệ thống cơ sở dữ liệu cung cấp một cách tổ chức dữ liệu, quy trình để xử lý dữ liệu, phần mềm để tương tác với dữ liệu và phần cứng để lưu trữ và xử lý dữ liệu. SQL là ngôn ngữ truy cập cơ sở dữ liệu chung cho hầu hết các hệ quản lý cơ sở dữ liệu.

Cơ sở dữ liệu khác gì với bảng tính (Excel)

Cơ sở dữ liệu và bảng tính (spreadsheet, ví dụ như Microsoft Excel) có một số điểm giống nhau, nhưng cũng có nhiều sự khác biệt quan trọng. Dưới đây là một số điểm khác biệt chính giữa chúng:

Cấu trúc dữ liệu:

• Cơ sở dữ liệu: Dữ liệu trong cơ sở dữ liệu được tổ chức thành các bảng (tables) với các hàng (rows) và cột (columns) có cấu trúc cố định. Mỗi cột có kiểu dữ liệu riêng và được định rõ trước. Các quan hệ giữa các bảng được thiết lập bằng khóa chính và ngoại (primary key và foreign key).
• Bảng tính (Excel): Bảng tính là một lưới ô, trong đó bạn có thể nhập dữ liệu vào các ô. Dữ liệu trong bảng tính không yêu cầu cấu trúc cố định cho mỗi ô và không có quan hệ tự nhiên giữa các ô.

Khả năng lưu trữ dữ liệu:

• Cơ sở dữ liệu: Cơ sở dữ liệu thường được sử dụng để lưu trữ lượng lớn dữ liệu và hỗ trợ nhiều bảng và quan hệ phức tạp giữa chúng.
• Bảng tính (Excel): Bảng tính thích hợp cho việc làm việc với một lượng dữ liệu tương đối nhỏ và không hiệu quả cho việc lưu trữ dữ liệu lớn và phức tạp.

Quyền truy cập và đồng thời làm việc:

• Cơ sở dữ liệu: Cơ sở dữ liệu cung cấp khả năng quản lý quyền truy cập, bảo mật và kiểm soát đồng thời làm việc của nhiều người dùng trên dữ liệu.
• Bảng tính (Excel): Bảng tính không cung cấp quản lý quyền truy cập tốt và thường dễ xảy ra xung đột khi nhiều người cố gắng chỉnh sửa cùng một tệp.

Truy vấn và xử lý dữ liệu:

• Cơ sở dữ liệu: Cơ sở dữ liệu cung cấp ngôn ngữ truy vấn mạnh mẽ (ví dụ: SQL) để truy xuất và xử lý dữ liệu phức tạp dựa trên tiêu chí cụ thể.
• Bảng tính (Excel): Bảng tính hỗ trợ tính toán đơn giản và truy vấn cơ bản, nhưng không hiệu quả cho xử lý dữ liệu lớn và phức tạp.

Phạm vi ứng dụng:

• Cơ sở dữ liệu: Cơ sở dữ liệu thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu quản lý và truy cập dữ liệu phức tạp, như hệ thống quản lý doanh nghiệp, ứng dụng web, và hệ thống lớn.
• Bảng tính (Excel): Bảng tính thích hợp cho công việc cá nhân, quản lý dự án nhỏ, tính toán cá nhân và báo cáo đơn giản.

Các phân loại cơ sở dữ liệu

Có rất nhiều cách để phân loại cơ sở dữ liệu, dưới đây là một số cách phổ biến nhất:

1. Theo loại dữ liệu:

• Structured Database (Cơ sở dữ liệu có cấu trúc): Lưu trữ dữ liệu theo một mô hình có cấu trúc, như cơ sở dữ liệu quan hệ, với các bảng, hàng và cột cố định.
• Unstructured Database (Cơ sở dữ liệu không có cấu trúc): Lưu trữ dữ liệu không tuân theo cấu trúc nào cả, chẳng hạn như tệp hình ảnh, tệp âm thanh, văn bản không đánh dấu.
• Semi-structured Database (Cơ sở dữ liệu bán có cấu trúc): Lưu trữ dữ liệu có một cấu trúc mềm, như dữ liệu XML hoặc JSON.

2. Theo hình thức lưu trữ:

• File Database (Cơ sở dữ liệu tệp): Dữ liệu được lưu trữ trong các tệp tin riêng lẻ, thường không có quan hệ hoặc cấu trúc rõ ràng.
• Relational Database (Cơ sở dữ liệu quan hệ): Dữ liệu được tổ chức thành các bảng quan hệ, với quan hệ giữa các bảng thiết lập bằng khóa chính và ngoại.
• Hierarchical Database (Cơ sở dữ liệu phân cấp): Dữ liệu được tổ chức dưới dạng cây phân cấp với mức độ con cái một cách hệ thống.

3. Theo mục đích sử dụng:

• Operational Database (Cơ sở dữ liệu vận hành): Dùng để quản lý và lưu trữ dữ liệu liên quan đến hoạt động hàng ngày của tổ chức hoặc ứng dụng.
• Data Warehouse (Kho dữ liệu): Dùng để lưu trữ dữ liệu lớn và phục vụ cho các hoạt động phân tích và báo cáo.
• Semantic Database (Cơ sở dữ liệu ngữ nghĩa): Dùng để lưu trữ và truy vấn dữ liệu với thông tin ngữ nghĩa, giúp hiểu rõ mối quan hệ giữa dữ liệu.

4. Các loại khác:

• Distributed Database (Cơ sở dữ liệu phân tán): Dữ liệu được phân tán trên nhiều vị trí vật lý và kết hợp lại thành một cơ sở dữ liệu đồng nhất.
• Cloud Database (Cơ sở dữ liệu đám mây): Dữ liệu được lưu trữ và quản lý trên các dịch vụ đám mây như Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure, hoặc Google Cloud Platform (GCP).
• NoSQL Databases (Cơ sở dữ liệu NoSQL): Bao gồm nhiều loại cơ sở dữ liệu không tuân thủ mô hình quan hệ, chẳng hạn như cơ sở dữ liệu tài liệu, cơ sở dữ liệu cột gia đình, và cơ sở dữ liệu đồ thị.
• Object-oriented Database (Cơ sở dữ liệu đối tượng): Lưu trữ dữ liệu dưới dạng đối tượng và hỗ trợ mô hình đối tượng.
• Graph Database (Cơ sở dữ liệu đồ thị): Được thiết kế để lưu trữ và truy vấn dữ liệu dưới dạng đồ thị với đỉnh và cạnh để biểu thị mối quan hệ giữa dữ liệu.

Doanh nghiệp tận dụng Database để làm gì?

Doanh nghiệp thường sử dụng cơ sở dữ liệu để thực hiện một loạt công việc và mục đích quan trọng, bao gồm:

• Quản lý khách hàng (Customer Relationship Management – CRM): lưu trữ thông tin về khách hàng, danh sách liên hệ, lịch sử giao dịch, và tương tác khách hàng. Điều này giúp doanh nghiệp hiểu rõ và tương tác tốt hơn với khách hàng.
• Quản lý tồn kho và giao dịch: theo dõi và quản lý hàng tồn kho, đặt hàng, và quản lý quá trình giao dịch mua bán.
• Phát triển ứng dụng và dịch vụ dựa trên dữ liệu: Doanh nghiệp tận dụng dữ liệu từ cơ sở dữ liệu để phát triển các ứng dụng di động, trang web, và dịch vụ dựa trên dữ liệu để cung cấp giá trị cho khách hàng.
• Phân tích và thông tin thương mại: trích xuất dữ liệu và thực hiện phân tích thống kê, dự đoán xu hướng thị trường, và tạo báo cáo tài chính để hỗ trợ quyết định chiến lược.
• Quản lý nhân lực (Human Resources – HR): quản lý thông tin về nhân viên, quá trình tuyển dụng, lương, và hồ sơ cá nhân.
• Quản lý tài liệu và thông tin: hỗ trợ việc lưu trữ, quản lý, và tìm kiếm tài liệu và thông tin nội bộ, cải thiện quá trình làm việc và chia sẻ thông tin.
• Quản lý dự án: Sử dụng cơ sở dữ liệu để lưu trữ thông tin về tiến trình và tiến độ dự án, tài liệu dự án, và thông tin liên quan khác.
• Quản lý quan hệ nhà cung cấp: Lưu trữ thông tin về các nhà cung cấp, mua sắm, và quản lý quan hệ với họ.
• Quản lý sản phẩm và dịch vụ: Cơ sở dữ liệu giúp doanh nghiệp quản lý và cập nhật thông tin về sản phẩm, giá cả, và lịch sử sản phẩm.
• Bảo mật và quản lý quyền truy cập: cho phép doanh nghiệp quản lý quyền truy cập đối với dữ liệu quan trọng, bảo vệ thông tin quan trọng khỏi truy cập trái phép.

Cơ sở dữ liệu phát triển gặp những thách thức nào?

Cơ sở dữ liệu đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động của doanh nghiệp, nhưng cũng đối mặt với nhiều thách thức. Dưới đây là một số thách thức chính liên quan đến cơ sở dữ liệu:

• Bảo mật là một trong những điều quan trọng của cơ sở dữ liệu. Việc đảm bảo rằng chỉ có những người được cấp phép mới được truy cập vào dữ liệu là điều cần thiết với các công ty lớn.
• Khối lượng dữ liệu khổng lồ: việc thu thập dữ liệu hiện nay dễ dàng hơn, khối lượng data ngày càng tăng khiến việc quản lý và sắp xếp dữ liệu khó hơn.
• Sự cố và khôi phục dữ liệu: việc khôi phục dữ liệu khi gặp sự cố là điều quan trọng và cần thiết. Đây là một yếu tố sống còn khi sử dụng database.
• Co sở hạ tầng: để phát triển database thì cơ sở hạ tâng cũng cần phải nâng cấp cho kịp theo xu hướng phát triển.

Các công nghệ nào đang tạo điều khiện cho database phát triển

Bước vào thế kỷ công nghệ, sự phát triển của công nghệ IoT, công nghệ AI với Machine Learning, Công nghệ mới về ổ đĩa cứng và lưu trữ flash như NVMe và 3D XPoint đang giúp cải thiện tốc độ truy cập và lưu trữ dữ liệu siêu nhanh đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển Database.

Những công nghệ này và xu hướng đang được sử dụng để cải thiện khả năng của cơ sở dữ liệu trong việc đối phó với thách thức hiện đang tồn tại và đáp ứng nhu cầu ngày càng phức tạp của doanh nghiệp.