Bài giảng Công nghệ phần mềm - Thiết kế và tổ chức dữ liệu

THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DỮ LIỆU 
Tổng quan 
Kết quả thiết kế 
Quá trình thiết kế 
Phương pháp thiết kế dữ liệu 
2 
NỘI DUNG 
Mục tiêu chính của thiết kế dữ liệu là mô tả cách thức tổ chức lưu trữ các dữ liệu của phần mềm. Có hai dạng lưu trữ chính: 
Dạng tập tin : Chỉ thích hợp với các phần mềm đặc thù (từ điển, trò chơi ) chỉ chú trọng nhiều vào xử lý, hình thức giao diện, không chú trọng nhiều đến việc lưu trữ d ữ liệu. T rong quá trình sử dụng phần mềm , d ữ liệu đ ư ợc tiếp nhận và xử lý ngay. 
Dạng cơ sở dữ liệu : d ữ liệu đ ư ợc l ư u trữ trong các hệ quản trị CSDL, theo cấu trúc logic, giúp ng ư ời dùng có thể quản trị và truy xuất thông tin. 
3 
4.1. Tổng quan 
Dữ liệu phần mềm đ ư ợc l ư u trữ d ư ới 2 dạng : 
Tổng quát : Cung cấp góc nhìn tổng quan về các thành phần lưu trữ : 
D anh sách bảng dữ liệu: liên quan đến việc lưu trữ các bảng dữ liệu cụ thể. 
D anh sách liên kết: hiện thực các mối liên kết dữ liệu gữa các bảng dữ liệu. 
Thông tin chi tiết: 
D anh sách các thuộc tính của từng thành phần: các thông tin cần lưu trữ của thành phần 
Miền giá trị toàn vẹn : liên quan đến các quy định về tính hợp lệ của các thông tin được lưu trữ 
4 
4.2. Kết quả của thiết kế 
Sơ đồ luận lý biểu diễn thông tin tổng quát 
Bảng thuộc tính và miền giá trị mô tả chi tiết các thành phần trong sơ đồ, đ ư ợc thể hiện bởi hệ thống các bảng dữ liệu và mối liên kết giữa chúng 
Các k ý hiệu : 
Mũi tên từ A đến B : 1 phần tử A xác định duy nhất 1 phần tử B, ngược lại , 	 1 phần tử B có thể tương ứng với nhiều phần tử A. 
5 
4.2. Kết quả của thiết kế 
Ví dụ: Với phần mềm quản lý thư viện sơ đồ luận lý: 
Theo sơ đồ được tổ chức 3 bảng (DOCGIA, MUONSACH, SACH) : 
6 
4.2. Kết quả của thiết kế 
7 
4.2. Kết quả của thiết kế 
Bảng thuộc tính : mô tả chi tiết các thành phần trong sơ đồ luận lý theo mẫu: 
Bảng miền giá trị : mô tả các phạm vi giá trị giữa các thuộc tính cùng một thành phần hay nhiều thành phần khác nhau 
8 
4.2. Kết quả của thiết kế 
Ghi chú: Bảng thuộc tính mô tả chi tiết thành phần cần lưu trữ, đ ư ợc dùng trong báo cáo về thiết kế dữ liệu của phần mềm . 
Mô hình dữ liệu đ ư ợc biểu diễn bằng lược đồ quan hệ , mỗi quan hệ đ ư ợc biểu diễn theo định dạng: 
Tê n bảng (danh sách cá thuộc tính ) 
Ví dụ: 
DOCGIA( MDG ,HoTen,LoaiDG,NgaySinh, NgayLapThe, DiaChi) 
SACH( MSACH ,TenSach,TheLoai,NgayNhap,TacGia,NhaXuatBan,NamXuatBan) 
MUON( MDG, MSACH , NgayMuon, NgayTra) 
9 
4.2. Kết quả của thiết kế 
10 
4.2. Kết quả của thiết kế 
Có 2 cách tiếp cận để thiết kế dữ liệu : 
Ph ư ơng pháp trực tiếp : Từ các yêu cầu , tạo trực tiếp sơ đồ luận lý gồm các bảng thuộc tính và bảng miền giá trị . 
Ph ư ơng pháp gián tiếp : Từ các yêu cầu , tạo mô hình quan niệm , sau đó tạo sơ đồ luận lý, bảng thuộc tính, bảng miền giá trị . 
11 
4.3. Quá trình thiết kế 
Thiết kế dữ liệu gồm 3 bước: 
Thiết kế đảm bảo tính đúng đắn : Đảm bảo đầy đủ và chính xác về mặt ngữ nghĩa các thông tin liên quan đến các công việc trong yêu cầu. 
Thiết kế đảm bảo yêu cầu chất lượng : Đảm bảo tính đúng đắn nhưng thỏa mãn thêm các yêu cầu chất lượng (tiến hóa, tốc độ nhanh, lưu trữ tối ưu) và bảo đảm tính đúng đắn khi cải tiến sơ đồ luận lý. 
Thiết kế đảm bảo yêu cầu hệ thống : Đảm bảo tính đúng đắn và các yêu cầu chất lượng khác nhưng thỏa mãn thêm các yêu cầu hệ thống (phân quyền, cấu hình phần cứng, môi trường phần mềm ) 
12 
4.3. Quá trình thiết kế 
Ví dụ: thiết kế dữ liệu cho phần mềm Quản lý thư viện, bằng phương pháp trực tiếp : 
Các bảng thuộc tính 
DOCGIA( MDG , MLDG, HoTen, NgaySinh, DiaChi, DienThoai) 
SACH( MSACH, MTG, MNXB, MLSACH, MNN, TenSach, NgayMua, SoTrang) 
PHIEU_MUON( MPHM , NgayMuon) 
CHI_TIET_MUON( MPHM, MSACH , NgayTra) 
13 
4.3. Quá trình thiết kế 
Ví dụ: thiết kế dữ liệu cho phần mềm Quản lý thư viện, bằng phương pháp trực tiếp : 
Các bảng thuộc tính 
LOAI_SACH( MLSACH , TenLS, GhiChu) 
LOAI_DOC_GIA( MLDG , TenLoaiDocGia, GhiChu) 
NHA_XUAT_BAN( MNXB , TenNhaXuatBan, GhiChu) 
TAC_GIA( MTG , Ten, GhiChu) 
NGON_NGU( MNN , Ten, GhiChu) 
14 
4.3. Quá trình thiết kế 
15 
4.3. Quá trình thiết kế 
Bằng phương pháp gián tiếp , ngoài kết quả cuối cùng tương tự phương pháp trực tiếp, còn kết quả trung gian là mô hình quan niệm dữ liệu như sau: 
Sơ đồ lớp đối tượng với 2 đối tượng : Sách , Độc giả và 1 quan hệ mượn giữa 2 lớp đối tượng trên. 
16 
4.3. Quá trình thiết kế 
Ví dụ 2: Xét phần mềm với 4 yêu cầu: Lập thẻ độc giả, Nhận sách, Cho mượn sách, Trả sách 
Thiết kế dữ liệu với tính đúng đắn : 
Sơ đồ luận lý 
Chi tiết các bảng: 
DOC_GIA( MDG ,MLDG,HoTen, NgaySinh, DiaChi,DienThoai) 
SACH( MSACH ,MTG,MNXB,MLSACH,MNN, TenSach, NgayMua, SoTrang) 
MUON_SACH( MDG , MSACH, NgayMuon, NgayTra, TienPhat) 
17 
4.3. Quá trình thiết kế 
Thiết kế dữ liệu với tính tiến hóa 
Sơ đồ luận lý 
Chi tiết các bảng : 
DOC_GIA ( MDG , MLDG, HoTen, NgaySinh, DiaChi, DienThoai, NgayHetHan) 
SACH ( MSACH , Tensach, MTL, NgayNhap, TacGgia, NamXuatBan, NhaXuatBan) 
MUON_SACH ( MDG, MSACH , NgayMuon, NgayTra, TienPhat) 
THE_LOAI ( MTL , TenTheLoai, GhiChu) 
LOAI_DG ( MLDG , TenLoaiDocGia, GhiChu) 
18 
4.3. Quá trình thiết kế 
Thiết kế với tính hiệu quả (truy xuất nhanh) 
Sơ đồ luận lý 
Bảng thuộc tính 
DOC_GIA ( MDG ,MLDG, HoTen, NgaySinh, DiaChi, DienThoai, NgayHetHan, SoSachMuon, TinhTrangTra) 
SACH ( MSACH ,TenSach,MTL,NgayNhap,TacGia,NamXuatBan, NhaXuatBan, TinhTrangMuon) 
MUON_SACH ( MDG, MSACH , NgayMuon, NgayTra, TienPhat) 
THE_LOAI (MTL, TenTheLoai, GhiChu) 
LOAI_DOC_GIA ( MLDG , TenLDG, GhiChu) 
19 
4.3. Quá trình thiết kế 
Thiết kế dữ liệu với tính hiệu quả ( l ư u trữ tối ưu ) 
Sơ đồ luận lý 
Chi tiết các bảng thuộc tính 
DOC_GIA( MDG , MLDG, HoTen, NgaySinh, DiaChi, DienThoai, NgayHetHan, SoSachMuon, TinhTrangTra) 
SACH( MSACH , Tensach, MTL,NgayNhap, TacGia,NamXuatBan, NhaXuanBan, TinhTrangMuon) 
20 
4.3. Quá trình thiết kế 
Thiết kế dữ liệu với tính hiệu quả ( l ư u trữ tối ưu ) 
Sơ đồ luận lý 
Chi tiết các bảng thuộc tính 
MUON_SACH( MDG , MSACH, NgayMuon, NgayTra, TienPhat) 
CHI_TIET_MUON( MMUON , MSACH, NgayTra, TienPhat) 
THE_LOAI( MTL , TenTheLoai, GhiChu) 
LOAI_DOC_GIA( MLDG , TenLoaiDocGia, GhiChu) 
21 
4.3. Quá trình thiết kế 
Thiết kế dữ liệu với yêu cầu phân quyền hệ thống 
Sơ đồ luận lý 
Chi tiết các bảng 
DOC_GIA( MDG , MLDG, HoTen, NgaySinh, NgayHetHan, DiaChi, DienThoaiNguoiLapThe, SoSachMuon, TinhTrangTra) 
SACH( MSACH , Tensach, MTL, NgayNhap, TacGia,NamXuatBan, NhaXuanBan, TinhTrangMuon) 
MUON_SACH( MDG, MSACH , NgayMuon, NgayTra, TienPhat) 
22 
4.3. Quá trình thiết kế 
Thiết kế dữ liệu với yêu cầu phân quyền hệ thống 
CHI_TIET_MUON(MMUON, MSACH, NgayTra, TienPhat) 
THE_LOAI(MTL, TenTheLoai, GhiChu) 
LOAI_DOC_GIA(MLDG, TenLoaiDocGia, GhiChu) 
NGUOI_DUNG(MND, HoTen, Ghichu) 
CHUC_NANG(MCN, Ten_ChucNang, GhiChu 
QUYEN_HAN(MND, MCN) 
23 
4.3. Quá trình thiết kế 
Phương pháp trực tiếp 
Phương pháp gián tiếp 
24 
4.4. Ph ư ơng pháp thiết kế dữ liệu 
B ư ớc 1 
Lập sơ đồ với 1 thành phần duy nhất, 
Đánh giá tính đúng đắn so với yêu cầu, chuyển sang bước 2 nếu cần. 
Bư ớc 2 
Tách 1 số thuộc tính để tạo ra các thành phần mới, 
Xác định liên kết giữa các thành phần, 
Đánh giá tính đúng đắn so với yêu cầu, lặp lại bước 2 nếu cần. 
25 
4.4.1. Ph ư ơng pháp trực tiếp 
Cách 1: 
Dùng thành phần SACH MSach,Ten,TheLoai, NgayMua, TacGia, NhaXuatBan, NamXuatBan HoTenDocGia, LoaiDocGia, NgayLamThe, NgayMuon, NgayTra 
Cách 2: Dùng thành phần SACH, DOC_GIA 
Cách 2.1: Chỉ l ư u trữ lần m ư ợn sách cuối cùng 
SACH(MSACH, MADG, Ten, TheLoai, NgayMua, TacGia, NhaXuatBan, NamXuatBan, NgayMuon, NgayTra) 
DOC_GIA(MDG, HoTen, LoaiDocGia, NgayLamThe) 
26 
4.4.1. Ph ư ơng pháp trực tiếp 
27 
4.4.1. Ph ư ơng pháp trực tiếp 
28