Database là gì? Vai trò và tầm quan trọng của database

Database là thuật ngữ được sử dụng nhiều trong các lĩnh vực dữ liệu, lập trình phần mềm, công nghệ thông tin, website … là thành phần vô cùng quan trọng để xây dựng và phát triển phần mềm, ứng dụng trên nền tảng mobile, PC. Vậy database là gì? Vai trò và tầm quan trọng của database như thế nào? Bạn hãy đọc bài viết dưới đây để biết thêm chi tiết nhé.

Database là gì?

Định nghĩa Database

Mỗi ngày, chúng ta gặp gỡ rất nhiều  con người, sự vật, sự việc và tiếp cận rất nhiều thông tin thuộc nhiều lĩnh vực trong cuộc sống. Tuy nhiên, chúng ta không cần phải nhớ hết tất cả các thông tin. Từ vô vàn thông tin đó, chúng ta lọc ra những thông tin cần thiết và hữu ích để lưu lại. Đây là data (dữ liệu).

Tuỳ theo từng nhu cầu và mục đích sử dụng, lượng data lưu lại của mỗi người sẽ khác nhau. Hình thức data vô cùng phong phú: chữ viết, con số, kí hiệu, hình ảnh, âm thanh,…

Database (tạm dịch: Cơ sở dữ liệu – CSDL) là một tập hợp có tổ chức, có cấu trúc và liên kết giữa các dữ liệu, cho phép lưu trữ, quản lý và truy xuất thông tin một cách hiệu quả thông qua các truy vấn và tương tác với hệ thống.

Mỗi Database thường được thiết kế để phục vụ mục đích cụ thể cũng như có cấu trúc và định dạng dữ liệu riêng biệt. Các lĩnh vực thường xuyên làm việc với database bao gồm doanh nghiệp, khoa học, giáo dục, y tế, ….

Một số loại database phổ biến bao gồm cơ sở dữ liệu quan hệ (Relational Database), cơ sở dữ liệu phi quan hệ (Non-relational Database), cơ sở dữ liệu phân tán (Distributed Database), cơ sở dữ liệu đối tượng (Object-oriented Database),….

Khi làm việc với database, người dùng thường sử dụng các ngôn ngữ truy vấn như SQL (Structured Query Language) để truy xuất và tương tác với dữ liệu. Việc quản lý database đòi hỏi kỹ năng và kiến thức chuyên sâu để thiết kế, triển khai và bảo trì hệ thống một cách hiệu quả.

Tóm lại, database là thành phần cực kỳ quan trọng trong việc lưu trữ và quản lý dữ liệu, giúp đảm bảo tính toàn vẹn và khả năng truy cập dễ dàng vào thông tin cần thiết cho các ứng dụng hoặc doanh nghiệp.

Database được duy trì dưới dạng một tập hợp các tập tin trong hệ điều hành hay được lưu trữ trong các hệ quản trị cơ sở dữ liệu. 

Danh sách học sinh trong lớp, bảng chấm công nhân viên, danh sách kiểm kê hàng hoá,…đều là những database quen thuộc với chúng ta.

Lịch sử phát triển của database

• Thập kỷ 1960: Database đầu tiên xuất hiện và sử dụng mô hình dữ liệu hướng tập hợp, cho phép lưu trữ thông tin dưới dạng các tập hợp không có cấu trúc.
• Năm 1970: Edgar F. Codd đề xuất mô hình dữ liệu quan hệ và hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ (RDBMS) xuất hiện. RDBMS phát triển mạnh mẽ và trở thành tiêu chuẩn trong việc quản lý dữ liệu.
• Năm 1974: SQL (Structured Query Language) được phát triển, trở thành ngôn ngữ truy vấn cấu trúc phổ biến trong cơ sở dữ liệu quan hệ.
• Thập kỷ 1980: Database phân tán được phát triển, cho phép dữ liệu được lưu trữ trên nhiều máy chủ và địa điểm khác nhau.
• Thập kỷ 1990: Database đối tượng (Object-oriented Database) xuất hiện, kết hợp tính năng của hệ thống quan hệ và đối tượng nhằm đáp ứng nhu cầu quản lý dữ liệu phức tạp.
• Thập kỷ 2000: Database phi quan hệ (NoSQL) trở nên phổ biến với khả năng hỗ trợ lưu trữ dữ liệu không có cấu trúc và quy mô lớn.
• Hiện đại: Xu hướng dữ liệu lớn (Big Data) thúc đẩy sự phát triển của cơ sở dữ liệu phân tán lớn, có khả năng xử lý lượng dữ liệu khổng lồ và đáp ứng yêu cầu của các ứng dụng phức tạp.
• Điện toán đám mây: Database trong điện toán đám mây trở nên phổ biến, cung cấp linh hoạt và tiết kiệm chi phí cho việc triển khai và quản lý cơ sở dữ liệu.
• Tương lai: Lĩnh vực database hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển, hướng đến việc tối ưu hóa hiệu suất, bảo mật và khả năng mở rộng để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thế giới số hóa.

Phân loại database

Phân loại database theo mục đích sử dụng

• Database dạng file: Đây là dạng dữ liệu được lưu trữ dưới dạng các file. Database dạng file thường được sử dụng nhất là *.mdb Foxpro, một số định dạng file khác là text, ascii, *.dbf.
• Database quan hệ: Đây là dạng dữ liệu (thực thể) khác nhau được lưu trữ trong các bảng dữ liệu.  Giữa các thực thể này có mối liên hệ với nhau gọi là các quan hệ với nhau. Các hệ quản trị hỗ trợ database quan hệ nổi tiếng có thể kể đến: MS SQL server, Oracle, MySQL…
• Database hướng đối tượng: Đây là dạng dữ liệu cũng được lưu trữ trong các bảng dữ liệu. Điều khác biệt là  các bảng có bổ sung thêm các tính năng hướng đối tượng như lưu trữ thêm các hành vi, nhằm thể hiện hành vi của đối tượng. Mỗi bảng xem như một lớp dữ liệu. Một dòng dữ liệu trong bảng là một đối tượng. Các hệ quản trị có hỗ trợ database hướng đối tượng như: MS SQL server, Oracle, Postgres SQL
• Database bán cấu trúc: Đây là dạng dữ liệu được lưu dưới định dạng XML, các thông tin mô tả dữ liệu, đối tượng được trình bày trong các thẻ tag. Với ưu điểm lưu trữ được hầu hết các loại dữ liệu khác nhau, database bán cấu trúc là hướng mới trong nghiên cứu và ứng dụng về cơ sở dữ liệu.

Phân loại database theo hệ điều hành

• Database sử dụng hệ điều hành Linux: MySQL, Mariadb
• Database sử dụng hệ điều hành Windows: SQL Server – MSSQL

Đặc điểm và thuộc tính cơ bản của database

• Được tổ chức và có cấu trúc: database được tổ chức và có cấu trúc sao cho dữ liệu có thể được lưu trữ và truy xuất một cách có tổ chức. Dữ liệu thường được tổ chức thành các bảng, cột và hàng.
• Tính toàn vẹn: database đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu, đảm bảo rằng dữ liệu được lưu trữ và cập nhật một cách đúng đắn và không bị mất mát thông tin.
• Tính nhất quán: database đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu, đảm bảo rằng dữ liệu được duy trì và cập nhật đồng nhất trên toàn bộ hệ thống.
• Truy xuất dữ liệu: database cung cấp các công cụ và ngôn ngữ truy vấn để truy xuất dữ liệu một cách nhanh chóng và hiệu quả.
• Hỗ trợ giao dịch: database hỗ trợ giao dịch, cho phép thực hiện các thao tác cập nhật dữ liệu một cách an toàn và đáng tin cậy.
• Bảo mật: database cung cấp các cơ chế bảo mật để đảm bảo dữ liệu được bảo vệ an toàn khỏi việc truy cập trái phép và lạm dụng thông tin.
• Dễ dàng mở rộng: database được thiết kế để dễ dàng mở rộng và thích ứng với nhu cầu mở rộng của doanh nghiệp.
• Hỗ trợ sao lưu và phục hồi: database cung cấp các cơ chế sao lưu và phục hồi dữ liệu để đảm bảo rằng dữ liệu không bị mất trong trường hợp xảy ra sự cố.
• Độc lập với ứng dụng: Cơ sở dữ liệu làm việc độc lập với ứng dụng. Điều này cho phép các ứng dụng khác nhau chia sẻ dữ liệu từ cùng một cơ sở dữ liệu.
• Hỗ trợ ngôn ngữ truy vấn: Cơ sở dữ liệu hỗ trợ ngôn ngữ truy vấn như SQL (Structured Query Language) để tương tác và xử lý dữ liệu trong ứng dụng.

Các thành phần quan trọng trong một database

• Phần cứng: là các thiết bị vật lý mà người dùng có thể thao tác trực tiếp lên chúng, bao gồm các thiết bị input/output, máy tính, thiết bị lưu trữ,…
• Phần mềm: tất các các chương trình có chức năng quản lý và khai thác dữ liệu. Database cũng chính là một phần mềm kết hợp cùng các phần mềm khách như hệ điều hành, mạng lưới mạng tạo nên một hệ thống đồng nhất trong việc chia sẻ và sử dụng dữ liệu.
• Dữ liệu: là các thông tin được lưu trữ trong hệ thống database. Chúng được sắp xếp, cấu trúc lại để trở nên hữu dụng với người dùng hơn. Các dạng dữ liệu có thể là hình ảnh, âm thanh, ký hiệu, ký tự,…
• Quy trình: là tất cả các quy tắt, hướng dẫn, cách sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu một cách đơn giản nhất. Việc tài liệu hóa cách thực hoạt động và vận hành của database có thể giúp bạn dễ dàng hướng dẫn người dùng sử dụng, điều hành và quản lý database.
• Ngôn ngữ truy cập: là ngôn ngữ giao tiếp giữ người dùng và database, cho phép thực hiện các thao tác như truy cập, chỉnh sửa, cập nhật hay truy xuất dữ liệu từ hệ quản trị cơ sở dữ liệu. Người dùng sẽ đưa ra yêu cầu dưới dạng ngôn ngữ database thông qua những đoạn câu lệnh SQL đơn giản.

Lợi ích và tầm quan trọng của database

Tầm quan trọng của database trong đời sống hằng ngày

Trong thời đại công nghệ 4.0, database chiếm vị trí quan trọng và trở thành một phần không thể thiếu trong hầu hết các hoạt động đời sống hàng ngày.

Lưu trữ thông tin có hệ thống

Cấu trúc sắp xếp có tính hệ thống – đây là điều làm nên sự khác biệt lớn nhất giữa dữ liệu thông thường và cơ sở dữ liệu database. Dữ liệu  sẽ được lưu trữ theo một cấu trúc nhất định , có tính nhất quán cao.

Với đặc điểm này, database giúp người dùng thuận tiện trong việc tạo lập, lưu trữ, tìm kiếm và sử dụng dữ liệu một cách chính xác và nhanh chóng.

Đảm bảo an toàn dữ liệu

Đảm bảo toàn vẹn và an toàn dữ liệu là điểm quan trọng hàng đầu trong công tác lưu trữ dữ liệu. Và database xứng đáng nhận “điểm 10” về độ an toàn dữ liệu.

Nếu muốn lưu dữ liệu ra file text,  bạn nên sử dụng cách lưu ra File .xml và file .csv là tốt nhất. Khi lưu ra hai loại file bạn hoàn toàn có thể chuyển đổi vào database dễ dàng và an toàn. Thông thường cách này thường dùng trong việc sao lưu database ra ngoài để đọc được dễ dàng.

Đảm bảo khả năng truy xuất đồng thời của nhiều người dùng trên dữ liệu

Nhiều người có thể sử dụng database cùng lúc mà không phải qua các khâu rườm rà phức tạp nhờ vào việc truy xuất từ các cách khác nhau.  Do đó, bạn sẽ gặp nhiều thuận lợi trong việc sử dụng, quản lý, truy cập dữ liệu,…

Linh hoạt thay đổi theo nhu cầu của người dùng

Bạn có thể linh hoạt thay đổi kích cỡ và độ phức tạp của một database. Có những database chỉ gồm vài trăm bản ghi (danh sách học sinh của một lớp) và có những database có dung lượng rất lớn (như database quản lí hàng hoá của một hệ thống siêu thị).

Song song đó, hình thức lưu trữ database  cũng khá đa dạng. Database có thể được lưu trữ dưới nhiều dạng khác nhau như ổ cứng, USB hay đĩa CD.

Công tác quản lí dễ dàng hơn

Một database được thiết kế nhầm hỗ trợ trong việc tạo lập, cập nhập và khai thác thông tin được dễ dàng hơn. Dữ liệu sẽ được cập nhật thường xuyên và hoàn toàn không trùng lặp. Sử dụng database giúp tạo ra các sản phẩm chuyên nghiệp hơn, lưu trữ có hệ thống, dễ dàng trong công tác quản lí.

Với ưu điểm đó, database ngày càng phổ biến trong lĩnh vực lập trình ứng dụng nói riêng và công nghệ thông tin nói chung.

Ví dụ: Hệ thống đặt vé máy bay của Vietnam Airlines: ứng dụng database được phát huy tính năng khá tốt. Trong trường hợp nhiều hành khách đặt vé cùng lúc, database sẽ giúp doanh nghiệp tránh khỏi những sai sót không mong muốn. Điển hình như: khách hàng mua phải vé đã bán cho người khác, một vé nhưng nhiều khách hàng đặt, ….

Tích hợp database với hệ thống website là xu hướng hiện nay của các tổ chức, công ty doanh nghiêp. Việc tích hợp này cho phép tổ chức, công ty đó gửi và thu thập thông tin với người dùng nhanh gọn và hiệu quả. Bạn có thể tạo ra database và duy trì một cách thủ công hoặc tin học hoá database. Khi được tin học hoá, một database được tạo ra và duy trì bằng bằng một nhóm chương trình ứng dụng hoặc bằng một hệ quản trị cơ sở dữ liệu.

Tuỳ vào tính chất, nhu cầu sử dụng mà bạn nên chọn một phương thức thích hợp với mình. 

Lợi ích của việc sử dụng database trong doanh nghiệp

• Quản lý dữ liệu hiệu quả: database giúp doanh nghiệp tổ chức và lưu trữ dữ liệu một cách có tổ chức và hiệu quả. Thông tin của khách hàng, sản phẩm, quy trình kinh doanh và dịch vụ có thể được lưu trữ và quản lý một cách dễ dàng, giúp tiết kiệm thời gian và tối ưu hóa quy trình làm việc.
• Truy xuất thông tin nhanh chóng: Nhân viên và nhà quản lý có thể truy cập thông tin cần thiết một cách dễ dàng để đưa ra quyết định và giải quyết vấn đề.
• Hỗ trợ quyết định chiến lược: Dữ liệu lưu trữ trong database cung cấp cơ sở thông tin để hỗ trợ quyết định chiến lược và phân tích dự đoán. Điều này giúp doanh nghiệp đưa ra các quyết định thông minh và cơ bản dựa trên dữ liệu thống kê và phân tích.
• Tích hợp hệ thống: database cho phép tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau để chia sẻ thông tin giữa các hệ thống trong doanh nghiệp. Điều này giúp cải thiện sự liên kết và hiệu suất giữa các phòng ban và quy trình làm việc.
• Bảo mật dữ liệu: database cung cấp các cơ chế bảo mật để đảm bảo dữ liệu được bảo vệ an toàn khỏi việc truy cập trái phép và lạm dụng thông tin. Điều này giúp đảm bảo tính toàn vẹn và bảo mật của dữ liệu doanh nghiệp.
• Tối ưu hóa hoạt động kinh doanh: database cho phép doanh nghiệp có thể tối ưu hóa hiệu quả chi phí và nâng cao khả năng cạnh tranh.
• Hỗ trợ khách hàng: database giúp doanh nghiệp hiểu rõ hơn về khách hàng và nhu cầu của họ. Điều này giúp doanh nghiệp cung cấp các dịch vụ tốt hơn và tăng cường tương tác với khách hàng, góp phần xây dựng mối quan hệ lâu dài và trung thành với khách hàng.

Database và và trí tuệ nhân tạo (AI) phát triển cùng nhau trong cuộc cách mạng kỹ thuật số

Sự kết hợp giữa database và trí tuệ nhân tạo (AI) đã mang lại một cuộc cách mạng công nghệ trong lĩnh vực thông tin và kỹ thuật. Sự kết hợp này tạo ra những tiềm năng vượt trội và tác động sâu rộng đối với cả xã hội và doanh nghiệp.

Database đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguồn dữ liệu phong phú và đa dạng cho các hệ thống trí tuệ nhân tạo. Nhờ vào dữ liệu từ database, các thuật toán AI có khả năng học và phân tích thông tin, từ đó đưa ra dự đoán và quyết định chính xác. Dữ liệu chất lượng và đáng tin cậy từ database là yếu tố quan trọng để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của các ứng dụng AI.

Mặt khác, trí tuệ nhân tạo là công nghệ tuyệt vời trong việc xử lý và phân tích dữ liệu từ cơ sở dữ liệu. Nhờ vào các thuật toán và công cụ thông minh, AI giúp tối ưu hóa cơ sở dữ liệu, cải thiện hiệu suất truy vấn và tăng cường khả năng quyết định thông qua phân tích dữ liệu tự động. Khả năng dự đoán và tối ưu hóa của AI giúp nâng cao hiệu quả và hiệu suất của database.

Hơn nữa, sự phát triển cùng nhau của 2 lĩnh vực này còn thúc đẩy sự tiến bộ trong một số lĩnh vực. Các ứng dụng AI có khả năng xử lý và phân tích dữ liệu phức tạp, giúp trích xuất tri thức và thông tin hữu ích từ database. Điều này hỗ trợ đáng kể cho các lĩnh vực như y tế, tài chính, chuỗi cung ứng, ….

Tuy nhiên, việc phát triển cùng nhau của database và trí tuệ nhân tạo cũng đặt ra nhiều thách thức về bảo mật, quản lý dữ liệu và đạo đức trong việc sử dụng thông tin cá nhân. Để đảm bảo thành công của sự kết hợp này, việc xây dựng các giải pháp bảo mật và đảm bảo tuân thủ quy định về quyền riêng tư là rất quan trọng.

Tóm lại, khả năng tương tác thông minh và phân tích dữ liệu sâu sẽ tiếp tục định hình tương lai của công nghệ thông tin và mang lại lợi ích cho toàn cầu.

Các xu hướng mới trong lĩnh vực database

• Database dựa trên đám mây (Cloud Database): Xu hướng chuyển đổi sang lưu trữ database trên công nghệ điện toán đám mây ngày càng phổ biến. Database dựa trên đám mây cung cấp linh hoạt, khả năng mở rộng và tính khả dụng cao, giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí trong việc triển khai và quản lý cơ sở dữ liệu.
• Database phi quan hệ (NoSQL): NoSQL đã trở thành xu hướng quan trọng trong việc lưu trữ và xử lý dữ liệu không có cấu trúc. Loại database này hỗ trợ dữ liệu đa dạng như tài liệu, cột gia tăng, key-value và biểu đồ thời gian phù hợp với các yêu cầu của ứng dụng web và dữ liệu lớn.
• Database đám mây hỗn hợp (Hybrid Cloud Database): Xu hướng kết hợp giữa cơ sở dữ liệu truyền thống và đám mây cho phép tận dụng cả hai môi trường để đáp ứng các yêu cầu đặc biệt của doanh nghiệp. Mô hình này mang đến sự linh hoạt và hiệu quả trong việc quản lý dữ liệu.
• Database dựa trên Blockchain: Database dựa trên Blockchain đang trở nên ngày càng phổ biến, đặc biệt trong lĩnh vực tài chính và quản lý chuỗi cung ứng. Blockchain cung cấp tính toàn vẹn dữ liệu, không thể sửa đổi, giúp xây dựng môi trường an toàn và minh bạch cho giao dịch.
• Database dự liệu lớn (Big Data Database): Big Data đang ngày càng trở nên phổ biến nên đòi hỏi các cơ sở dữ liệu phải có khả năng xử lý lượng dữ liệu khổng lồ một cách hiệu quả.
• Cơ sở dữ liệu đám mây trên nền tảng máy học (Cloud Database with Machine Learning): Xu hướng tích hợp máy học (Machine Learning) vào cơ sở dữ liệu đám mây cho phép dự đoán, phân tích và tự động hóa quá trình quản lý dữ liệu.

Các hệ quản trị database phổ biến

Hệ quản trị database là gì?

Hệ quản trị database là một phần mềm được sử dụng để quản lý và lưu trữ dữ liệu hiệu quả. Đây là một hệ thống chuyên dụng có khả năng quản lý, truy vấn, cập nhật và xử lý dữ liệu từ các nguồn khác nhau trong cơ sở dữ liệu. Hệ quản trị database giúp xử lý dữ liệu một cách có tổ chức, đồng thời cung cấp các chức năng bảo mật và hạn chế quyền truy cập đối với dữ liệu.

Một số hệ quản trị database phổ biến hiện nay

• MySQL: MySQL là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ mã nguồn mở được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Phần mềm này hỗ trợ nhiều tính năng mạnh mẽ và có khả năng tương thích với nhiều ngôn ngữ lập trình.
• Microsoft SQL Server: Đây là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ do Microsoft phát triển. SQL Server được sử dụng phổ biến trong môi trường doanh nghiệp và hỗ trợ tích hợp chặt chẽ với các công nghệ Microsoft khác.
• Oracle: Oracle cũng là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ phổ biến, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng doanh nghiệp và hệ thống có quy mô lớn. Phần mềm cung cấp tính năng và hiệu suất rất cao.
• PostgreSQL: PostgreSQL là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ mã nguồn mở và cũng được xem là một trong những hệ quản trị cơ sở dữ liệu mạnh mẽ và linh hoạt nhất hiện nay. Nó hỗ trợ nhiều tính năng tiên tiến và chuẩn SQL đầy đủ.
• MongoDB: MongoDB là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu phi quan hệ, lưu trữ dữ liệu dưới dạng tài liệu JSON. Nó được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng web và dữ liệu lớn.
• SQLite: SQLite là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu nhỏ gọn, được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng di động và nhúng. Phần mềm hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình và không yêu cầu cài đặt phức tạp.
• IBM Db2: Db2 là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ của IBM, được sử dụng trong môi trường doanh nghiệp và các ứng dụng có quy mô lớn.
• MariaDB: MariaDB là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu mã nguồn mở. Đây là phiên bản phát triển tiếp của MySQL với nhiều tính năng cải tiến và tối ưu hóa.
• Redis: Redis là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu key-value, được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất cao và xử lý dữ liệu nhanh chóng.

Với vai trò quan trọng trong việc lưu trữ và xử lý dữ liệu, database đóng góp không nhỏ trong sự phát triển của ngành công nghệ thông tin nói riêng và nhiều lĩnh vực khác trong cuộc sống nói chung. Hy vọng qua bài viết này, bạn sẽ nắm được những thông tin cơ bản về database để bổ sung thêm cho mình một kiến thức hữu ích về khoa học máy tính.

Những câu hỏi thường gặp