Lược đồ cơ sở dữ liệu là gì?
Lược đồ cơ sở dữ liệu là gì?
Một lược đồ cơ sở dữ liệu là một cấu trúc logic xác định cách dữ liệu được tổ chức trong cơ sở dữ liệu. Cơ sở dữ liệu quan hệ và một số cơ sở dữ liệu phi quan hệ sử dụng lược đồ để mô tả cấu trúc dữ liệu của chúng, các kết nối của nó và các quy trình nội bộ. Sơ đồ cơ sở dữ liệu cung cấp một kế hoạch chi tiết logic cho việc lưu trữ và tổ chức dữ liệu, nhằm tăng cường khả năng truy cập của người dùng, khả năng điều chỉnh quy mô và tính toàn vẹn của dữ liệu.
Lợi ích của một lược đồ cơ sở dữ liệu là gì?
Vì lược đồ cơ sở dữ liệu xác định cách một doanh nghiệp tổ chức dữ liệu của mình, nên việc sử dụng sơ đồ này mang lại nhiều lợi ích.
Cải thiện tổ chức
Các doanh nghiệp có thể sắp xếp thông tin của họ thành các cấu trúc dữ liệu rõ ràng để cải thiện tổ chức và đảm bảo rằng các mối quan hệ giữa các tập dữ liệu rõ ràng và nhất quán. Một lược đồ rõ ràng cũng cho phép các doanh nghiệp điều chỉnh quy mô hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu của họ dễ dàng hơn.
Tăng cường tính toàn vẹn dữ liệu
Bằng cách áp dụng các quy tắc về cách doanh nghiệp của bạn lưu trữ dữ liệu thông qua một sơ đồ, bạn sẽ đảm bảo được tính toàn vẹn cao của dữ liệu, ngay cả trong các hệ thống lưu trữ phức tạp. Duy trì các quy tắc nhất quán giúp đảm bảo tính hợp lệ của dữ liệu và đáp ứng các yêu cầu tuân thủ.
Nâng cao khả năng truy cập
Một lược đồ cơ sở dữ liệu cung cấp các chế độ xem khác nhau về tổng thể các cấu trúc dữ liệu mà bạn đang sử dụng. Với các cấp độ khác nhau này, các nhà thiết kế, quản trị viên và các bên liên quan đều có thể thảo luận về cấu trúc ngay cả khi không có kiến thức kỹ thuật.
Các bước để thiết kế một lược đồ cơ sở dữ liệu là gì?
Có ba bước để thiết kế lược đồ cơ sở dữ liệu thường được sử dụng trong một hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu.
1. Lược đồ cơ sở dữ liệu khái niệm
Bản thiết kế lược đồ cơ sở dữ liệu ý niệm là chế độ xem cấp cao nhất của cơ sở dữ liệu, cung cấp một cái nhìn tổng thể của cơ sở dữ liệu mà không cần đi sâu vào các chi tiết nhỏ. Bản thiết kế lược đồ cơ sở dữ liệu ý niệm thường là một bản vẽ nhanh bằng tay.
Ví dụ, cơ sở dữ liệu quan hệ lưu trữ dữ liệu trong các bảng, với mỗi bảng chứa một tập hợp dữ liệu liên quan. Một lược đồ cơ sở dữ liệu ý niệm có thể mô tả một bảng sản phẩm và các thuộc tính của nó, một bảng khách hàng và mối quan hệ nhiều-nhiều giữa các bảng. Tuy nhiên, một sơ đồ cơ sở dữ liệu ý niệm có thể không chứa các chi tiết triển khai cụ thể hơn, chẳng hạn như kiểu dữ liệu hoặc các ràng buộc truy cập.
Một lược đồ khái niệm rất hữu ích để lập biểu đồ luồng dữ liệu tổng thể trong một tổ chức mà không cung cấp quá nhiều chi tiết.
2. Lược đồ cơ sở dữ liệu logic
Một thiết kế lược đồ cơ sở dữ liệu logic cung cấp một phác thảo về cách dữ liệu trong cơ sở dữ liệu được cấu trúc. Nó mô tả mối quan hệ giữa các thực thể và hiển thị thêm chi tiết về cách dữ liệu được tổ chức. Thiết kế lược đồ cơ sở dữ liệu logic thường là một bài tập về mô hình hóa dữ liệu số.
Mỗi thực thể trong lược đồ dữ liệu được xác định liên quan đến thông tin như:
- Tên bảng
- Mối quan hệ thực thể
- Tên thuộc tính
- Giá trị mặc định
- Loại dữ liệu
- Hạn chế bảo mật
- Thủ tục
- Chế độ xem
- Chỉ mục
- Siêu dữ liệu
Một thiết kế lược đồ logic hoàn chỉnh đảm bảo tính nhất quán và tính toàn vẹn của dữ liệu bằng cách cung cấp các ràng buộc cho dữ liệu mới và dữ liệu hiện có.
Lược đồ cơ sở dữ liệu logic thường không bao gồm bất kỳ yêu cầu kỹ thuật nào.
3. Lược đồ cơ sở dữ liệu vật lý
Một lược đồ cơ sở dữ liệu vật lý mô tả chính xác nơi dữ liệu có thể được tìm thấy trong một cấu trúc cơ sở dữ liệu rộng hơn. Nó bao gồm các chi tiết kỹ thuật về lưu trữ, xác định vị trí tệp, định dạng lưu trữ cụ thể, và các chiến lược lập chỉ mục được mỗi bảng sử dụng để lưu trữ dữ liệu của nó. Thiết kế lược đồ vật lý thường là sự kết hợp của các mẫu thiết kế kỹ thuật cơ sở dữ liệu cố định và thông số kỹ thuật của người dùng.
Sơ đồ vật lý là dạng sơ đồ cơ sở dữ liệu ít mang tính ý niệm nhất và cung cấp cái nhìn thực tế về vị trí lưu trữ dữ liệu. Lược đồ logic và vật lý được yêu cầu để thiết lập cơ sở dữ liệu.
Có những cách nào để lập mô hình lược đồ cơ sở dữ liệu?
Các loại phong cách lược đồ cơ sở dữ liệu khác nhau phù hợp với nhu cầu kinh doanh và kiểu dữ liệu khác nhau. Cơ sở dữ liệu xử lý giao dịch trực tuyến (OLTP), chẳng hạn như hệ thống đặt hàng sản phẩm, sử dụng kỹ thuật lập mô hình lược đồ Thực thể - mối quan hệ. Cơ sở dữ liệu xử lý phân tích trực tuyến (OLAP), chẳng hạn như truy vấn nghiệp vụ phức tạp, có thể yêu cầu các kỹ thuật lập mô hình khác nhau, chẳng hạn như lược đồ hình sao và lược đồ bông tuyết.
Dưới đây là một số kiểu lược đồ cơ sở dữ liệu phổ biến nhất.
Lược đồ Thực thể - mối quan hệ (ER)
Lược đồ thực thể - mối quan hệ gán từng thực thể vào một bảng rồi ánh xạ các kết nối giữa các bảng. Lược đồ E-R có nhiều mối quan hệ làm cầu nối giữa tất cả các phần dữ liệu; quan hệ một phần dữ liệu với một phần dữ liệu khác, một phần với nhiều phần dữ liệu và giữa nhiều phần dữ liệu với nhau. Loại lược đồ cơ sở dữ liệu quan hệ này sử dụng các bảng, cột và hàng để xây dựng cấu trúc hệ thống dữ liệu, được kết nối thông qua các mối quan hệ và ràng buộc.
Lược đồ hình sao
Các doanh nghiệp có thể sử dụng lược đồ hình sao để quản lý và tổ chức các tập dữ liệu lớn dựa trên hai nguyên tắc chính: dữ kiện và thứ nguyên. Trong lược đồ hình sao, dữ kiện là trung tâm của lược đồ và cung cấp các phần dữ liệu dựa trên phép đo. Ví dụ về các dữ kiện trung tâm là số lượng giao dịch, số lần nhấp vào trang web hoặc tổng số lượt mua. Thứ nguyên sau đó cung cấp thông tin bổ sung về dữ kiện, chẳng hạn như khách hàng nào đã mua hàng, họ thực hiện thao tác mua từ đâu và họ đã mua sản phẩm nào.
Lược đồ bông tuyết
Lược đồ bông tuyết, giống như lược đồ hình sao, sử dụng bảng dữ kiện trung tâm được kết nối với nhiều bảng thứ nguyên. Tuy nhiên, không giống như lược đồ hình sao, các bảng thứ nguyên trong lược đồ bông tuyết sau đó sẽ có một loạt các bảng cơ sở dữ liệu bổ sung phân nhánh từ chúng, cung cấp thêm chi tiết về các thứ nguyên đó. Sử dụng lược đồ bông tuyết rất hữu ích cho dữ liệu có số lượng lớn thứ nguyên và thứ nguyên phụ. Cả hai lược đồ hình sao và bông tuyết thường được sử dụng trong nghiệp vụ thông minh. Cả hai cách tiếp cận này cho phép người dùng cơ sở dữ liệu tổ chức chế độ xem dữ liệu được sắp xếp theo các khía cạnh kinh doanh cụ thể.
Lược đồ phân cấp
Một lược đồ cơ sở dữ liệu phân cấp sử dụng một cấu trúc dạng cây, với một nút gốc ở trên cùng phân ra các nhánh nút khác. Trong một mô hình phân cấp, mỗi phần dữ liệu 'cha' có thể có nhiều nút con, trong khi mỗi nút con chỉ có thể có một nút cha. Ví dụ, một mô hình phân cấp có thể bắt đầu với một công ty phân nhánh ra từng bộ phận và tiếp tục phân nhánh tới các nhân viên riêng lẻ trong mỗi bộ phận.
Quá trình thiết kế lược đồ cơ sở dữ liệu OLTP là gì?
Quá trình thiết kế một lược đồ cơ sở dữ liệu được gọi là mô hình hóa dữ liệu.
Dưới đây là các bước chính để tạo ra một mô hình dữ liệu của một hệ thống OLTP.
Thu thập các yêu cầu
Trước khi tạo cơ sở dữ liệu, bạn phải xác định mục đích của nó và phác thảo các thông tin chính, chẳng hạn như dữ liệu bạn muốn lưu trữ ở đó và cách bạn dự định sử dụng cơ sở dữ liệu. Cơ sở dữ liệu phù hợp nhất cho bạn sẽ tùy thuộc vào:
- Dữ liệu cụ thể bạn sử dụng
- Truy vấn bạn cần để tương tác với cơ sở dữ liệu
- Báo cáo bạn muốn tạo
Bước này phác thảo các mục tiêu của bạn, hướng dẫn quy trình thiết kế lược đồ cơ sở dữ liệu của bạn.
Tạo sơ đồ mối quan hệ thực thể
Sơ đồ quan hệ thực thể (ERD) là công cụ phác họa cách các bảng, đối tượng cơ sở dữ liệu và các thực thể riêng lẻ bên trong một cơ sở dữ liệu được kết nối với nhau. Việc tạo chế độ xem lược đồ khái niệm cho cơ sở dữ liệu của bạn cho phép bạn hình dung cách cơ sở dữ liệu hoạt động và có được thông tin chuyên sâu về dữ liệu mà nó lưu trữ.
Ở giai đoạn này, bạn cũng có thể xác định các quy ước đặt tên mà bảng, cột, đối tượng cơ sở dữ liệu và chỉ mục sử dụng trong cơ sở dữ liệu của bạn. Các quy ước giúp mọi người có cách tiếp cận tiêu chuẩn khi nhập dữ liệu.
Sắp xếp các thực thể dữ liệu thành các bảng
Dựa trên bản đồ ERD của bạn, bây giờ bạn có thể sắp xếp tất cả dữ liệu của mình thành các bảng cụ thể. Mỗi thực thể trong cấu trúc cơ sở dữ liệu của bạn nên có bảng riêng, với các cột riêng lẻ chứa các thuộc tính liên quan. Xác định khóa chính sẽ cho phép bạn dễ dàng xác định và truy xuất các giá trị dữ liệu cụ thể.
Bình thường hóa cấu trúc dữ liệu
Chuẩn hóa là một quá trình trong thiết kế lược đồ cơ sở dữ liệu nhằm giảm dư thừa dữ liệu và cải thiện tính toàn vẹn của dữ liệu. Quy trình này bao gồm tổ chức dữ liệu thành các bảng theo phương thức sao cho các mối quan hệ giữa các dữ liệu được cấu trúc tốt và các bất thường được giảm thiểu.
Có một số dạng chuẩn và mỗi dạng có yêu cầu cụ thể. Mỗi dạng chuẩn kế tiếp sẽ giải quyết một kiểu dư thừa dữ liệu hoặc sự phụ thuộc khác nhau, nhằm tăng cường tính nhất quán của dữ liệu và làm cho cấu trúc trở nên mạnh mẽ hơn.
1NF
1NF yêu cầu mỗi cột chứa các giá trị nguyên tử (không thể phân chia) và mỗi bản ghi là duy nhất. Nó loại bỏ các nhóm lặp lại và các trường đa giá trị.
2NF
2NF xây dựng trên 1NF bằng cách đảm bảo rằng tất cả các thuộc tính phi khóa hoàn toàn phụ thuộc về mặt chức năng vào toàn bộ khóa chính (tức là nó loại bỏ các phụ thuộc một phần).
3NF
3NF cho biết thêm rằng tất cả các thuộc tính phi khóa phải chỉ phụ thuộc vào khóa chính và không phụ thuộc vào các thuộc tính phi khóa khác (tức là nó loại bỏ các phụ thuộc quá độ).
Thực hiện các biện pháp bảo mật
Tạo cấu trúc quyền để đảm bảo rằng chỉ những người dùng được ủy quyền mới có thể truy cập cơ sở dữ liệu của bạn và xem thông tin chứa trong cơ sở dữ liệu. Bạn có thể gán các đặc quyền riêng biệt cho các nhóm người dùng khác nhau trong cơ sở dữ liệu, chẳng hạn như khả năng đọc, ghi hoặc xóa thông tin, giúp giữ an toàn cho dữ liệu nhạy cảm của bạn. Thiết lập kiểm soát truy cập dựa trên vai trò để đảm bảo chỉ những người dùng được ủy quyền mới có thể xem hoặc chỉnh sửa dữ liệu nhạy cảm.
Kiểm tra
Kiểm tra thiết kế lược đồ cơ sở dữ liệu của bạn với một số truy vấn cơ bản và các tương tác khác để đảm bảo mọi thứ hoạt động như dự định. Thu thập dữ liệu về cách cơ sở dữ liệu hoạt động ở giai đoạn này sẽ thông báo về bất kỳ thay đổi bổ sung nào bạn cần thực hiện để đảm bảo lược đồ của bạn hiệu quả và không có vấn đề về hiệu suất.
Sự khác biệt giữa lược đồ cơ sở dữ liệu và phiên bản cơ sở dữ liệu là gì?
Lược đồ cơ sở dữ liệu đề cập đến thiết kế tổng thể của cơ sở dữ liệu, cung cấp thông tin về cấu trúc của nó, những gì nó có thể bao gồm và mối quan hệ giữa các tập dữ liệu. Tuy nhiên, lược đồ dữ liệu chỉ là kế hoạch chi tiết cho tổ chức dữ liệu; lược đồ không chứa bất kỳ dữ liệu nào.
Một phiên bản cơ sở dữ liệu là phiên làm việc đang hoạt động mà sơ đồ cơ sở dữ liệu mô tả, và nó chứa dữ liệu tại bất kỳ thời điểm nào. Phiên bản là nơi chứa các giá trị dữ liệu thực tế và sẽ thường xuyên thay đổi khi dữ liệu mới được thêm vào, xóa đi hoặc cập nhật. Không giống như lược đồ cơ sở dữ liệu, các phiên bản cơ sở dữ liệu chứa tất cả dữ liệu.
Chuyển đổi lược đồ cơ sở dữ liệu là gì?
Chuyển đổi lược đồ cơ sở dữ liệu là quá trình điều chỉnh lược đồ cơ sở dữ liệu hiện có sang định dạng mới. Điều này có thể liên quan đến việc thêm hoặc sửa đổi bảng, cột, chỉ mục, ràng buộc hoặc mối quan hệ giữa các bảng.
Mục tiêu thường là hỗ trợ các yêu cầu ứng dụng mới, cải thiện hiệu suất hoặc chuyển sang một hệ thống cơ sở dữ liệu khác. Chuyển đổi lược đồ cho phép tổ chức dữ liệu hiệu quả hơn hoặc hỗ trợ các tính năng của một hệ thống mới.
Việc di chuyển dữ liệu có thể yêu cầu chuyển đổi lược đồ hoặc không, tùy thuộc vào cơ sở dữ liệu nguồn và đích.
AWS có thể hỗ trợ các yêu cầu về lược đồ cơ sở dữ liệu của bạn như thế nào?
Quá trình mô hình hóa dữ liệu thường được thực hiện bên ngoài cơ sở dữ liệu. Khi mô hình đã được tạo, Dịch vụ Cơ sở Dữ liệu Quan hệ của Amazon (RDS) hỗ trợ tạo và quản lý lược đồ thông qua SQL tiêu chuẩn. Amazon RDS cung cấp các hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ được quản lý như PostgreSQL, MySQL và Amazon Aurora.
Đối với di chuyển cơ sở dữ liệu, Dịch vụ Di chuyển Cơ sở Dữ liệu của AWS (DMS) là một dịch vụ di chuyển và sao chép được quản lý, giúp bạn di chuyển cơ sở dữ liệu và khối lượng công việc phân tích của mình sang AWS một cách nhanh chóng và bảo mật. Cơ sở dữ liệu nguồn vẫn duy trì toàn bộ hoạt động trong quá trình di chuyển, giúp giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động của các ứng dụng phụ thuộc vào nó.
Chuyển đổi Lược đồ DMS trong AWS DMS giúp việc di chuyển cơ sở dữ liệu giữa các loại cơ sở dữ liệu khác nhau dễ dự đoán hơn. Công cụ này có thể đánh giá mức độ phức tạp của việc di chuyển cho nhà cung cấp dữ liệu nguồn của bạn cũng như chuyển đổi lược đồ cơ sở dữ liệu và đối tượng mã. Sau đó, bạn có thể áp dụng mã đã chuyển đổi vào cơ sở dữ liệu mục tiêu của mình.
Tính năng AI tạo sinh trong Chuyển đổi lược đồ AWS DMS giúp tự động hóa một số tác vụ chuyển đổi lược đồ tốn nhiều thời gian nhất. Tính năng này tự động chuyển đổi lên đến 90 phần trăm các đối tượng lược đồ từ cơ sở dữ liệu thương mại sang di chuyển PostgreSQL.
Bạn cũng có thể sử dụng AWS Schema Conversion Tool (SCT) để chuyển đổi sơ đồ cơ sở dữ liệu hiện tại của bạn từ công cụ cơ sở dữ liệu này thành một công cụ cơ sở dữ liệu khác.
Bắt đầu chuyển đổi lược đồ cơ sở dữ liệu trên AWS bằng cách tạo tài khoản miễn phí ngay hôm nay.