Hệ quản trị cơ sở dữ liệu hay DBMS về cơ bản bao gồm một tập hợp các chương trình ứng dụng toàn diện có thể được tận dụng để truy cập, quản lý và cập nhật dữ liệu, miễn là dữ liệu có liên quan lẫn nhau và liên tục sâu sắc. Cũng giống như bất kỳ hệ thống quản lý nào, mục tiêu của DBMS là cung cấp một môi trường hiệu quả và thuận tiện, trong đó việc truy xuất và lưu trữ thông tin vào cơ sở dữ liệu trở nên dễ dàng. Không cần đề cập đến rằng cơ sở dữ liệu được sử dụng để lưu trữ và quản lý một lượng lớn thông tin.
Để đạt được điều này, sau đây là những điều tuyệt đối phải có:
- Tạo mô hình dữ liệu - Tất cả là về việc xác định cấu trúc để lưu trữ thông tin.
- Cung cấp Cơ chế - Để xử lý dữ liệu đã xử lý và sửa đổi cấu trúc tệp và hệ thống, điều quan trọng là phải cung cấp cơ chế xử lý truy vấn.
- Khôi phục sự cố và bảo mật - Để tránh bất kỳ sự khác biệt nào và đảm bảo rằng dữ liệu được an toàn, bạn phải có cơ chế bảo mật và khôi phục sự cố.
- Kiểm soát đồng thời - Nếu hệ thống được chia sẻ bởi nhiều người dùng, việc kiểm soát đồng thời là nhu cầu hàng ngày.
Tiến sĩ Edgar F Codd
Tiến sĩ E.F.Codd, còn được thế giới gọi là 'Cha đẻ của Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu' đã đưa ra 12 quy tắc mà trên thực tế là 13 con số. Các quy tắc được đánh số từ 0 đến 12. Theo ông, một DBMS hoàn toàn là quan hệ nếu nó tuân thủ tất cả mười hai quy tắc của ông. Cho đến nay, chỉ có một số cơ sở dữ liệu tuân thủ tất cả mười một quy tắc. Mười hai quy tắc của ông được gọi một cách trìu mến là ‘E.F.Codd’s Twelve Commandments’. Toàn bộ bài báo nghiên cứu tuyệt vời và đặc sắc của ông mang tên 'Mô hình dữ liệu quan hệ cho các ngân hàng dữ liệu được chia sẻ lớn' là một phương pháp điều trị trực quan cho đôi mắt.
Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ
Có một quy tắc bất thành văn trong thuật ngữ của Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu. Khi các cơ sở dữ liệu triển khai tất cả các quy tắc của E.F.Codd đang bị đe dọa, quy tắc bất thành văn đã và đang đạt được sức hút.
- Nếu một hệ thống quản lý hoặc phần mềm tuân theo bất kỳ quy tắc nào trong số 5-6 quy tắc do E.F.Codd đề xuất, hệ thống hoặc phần mềm đó đủ điều kiện trở thành Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu (DBMS).
- Nếu một hệ thống quản lý hoặc phần mềm tuân theo bất kỳ quy tắc nào trong số 7-9 quy tắc do E.F.Codd đề xuất, nó đủ điều kiện trở thành Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu bán quan hệ (semi-RDBMS).
- Nếu một hệ thống quản lý hoặc phần mềm tuân theo các quy tắc 9-12 do E.F. Codd đề xuất, hệ thống hoặc phần mềm đó đủ điều kiện để trở thành Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ (RDBMS) hoàn chỉnh.
Mười điều răn của Tiến sĩ Edgar F Codd
Đây là lưu ý ngắn gọn về 12 quy tắc của E.F Codd:
Quy tắc 0 - Quy tắc nền tảng
Bất kỳ hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ nào được đề xuất là RDBMS hoặc được ủng hộ để trở thành RDBMS phải có thể quản lý toàn bộ dữ liệu được lưu trữ thông qua các khả năng quan hệ của nó.
Quy tắc 1 - Quy tắc thông tin
Cơ sở dữ liệu quan hệ nên lưu trữ dữ liệu ở dạng quan hệ. Các bảng là các quan hệ trong Hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ. Dù là bất kỳ dữ liệu hoặc siêu dữ liệu nào do người dùng xác định, điều quan trọng là phải lưu trữ giá trị dưới dạng một thực thể trong các ô của bảng.
Quy tắc 2 - Quy tắc truy cập được đảm bảo
Nghiêm cấm việc sử dụng con trỏ để truy cập dữ liệu một cách hợp lý. Mọi thực thể dữ liệu có bản chất nguyên tử phải được truy cập một cách hợp lý bằng cách sử dụng kết hợp đúng tên bảng, khóa chính được biểu thị bằng giá trị hàng cụ thể và tên cột được biểu thị bằng giá trị thuộc tính.
Quy tắc 3 - Quy tắc hỗ trợ giá trị rỗng có hệ thống
Giá trị rỗng hoàn toàn được hỗ trợ trong cơ sở dữ liệu quan hệ. Chúng nên được coi là "thông tin còn thiếu" một cách thống nhất. Giá trị rỗng độc lập với bất kỳ kiểu dữ liệu nào. Không nên nhầm chúng với khoảng trống hoặc số 0 hoặc chuỗi rỗng. Giá trị rỗng cũng có thể được hiểu là "dữ liệu không thể áp dụng" hoặc "thông tin không xác định".
Quy tắc 4 - Quy tắc về Danh mục quan hệ trực tuyến và hoạt động
Trong từ điển Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu, ‘siêu dữ liệu’ là dữ liệu về cơ sở dữ liệu hoặc dữ liệu về dữ liệu. Danh mục trực tuyến đang hoạt động lưu trữ siêu dữ liệu được gọi là "Từ điển dữ liệu". Từ điển dữ liệu được gọi là chỉ có thể truy cập được bởi những người dùng được cấp phép có các đặc quyền bắt buộc và ngôn ngữ truy vấn được sử dụng để truy cập cơ sở dữ liệu nên được sử dụng để truy cập dữ liệu của từ điển dữ liệu.
Quy tắc 5 - Quy tắc về ngôn ngữ phụ của dữ liệu toàn diện
Một ngôn ngữ mạnh mẽ duy nhất sẽ có thể xác định các ràng buộc toàn vẹn, chế độ xem, thao tác dữ liệu, giao dịch và ủy quyền. Nếu cơ sở dữ liệu cho phép truy cập vào những cái nói trên, thì nó đang vi phạm quy tắc này.
Quy tắc 6 - Quy tắc cập nhật chế độ xem
Chế độ xem phải phản ánh các cập nhật của các bảng cơ sở tương ứng của chúng và ngược lại. Chế độ xem là một bảng logic hiển thị dữ liệu bị hạn chế. Các chế độ xem thường làm cho dữ liệu có thể đọc được nhưng không thể sửa đổi. Chế độ xem giúp trừu tượng hóa dữ liệu.
Quy tắc 7 - Quy tắc đặt mức độ chèn, cập nhật và xóa
Chỉ một thao tác là đủ để truy xuất, chèn, cập nhật và xóa dữ liệu.
Quy tắc 8 - Quy tắc độc lập dữ liệu vật lý
Các hoạt động hàng loạt và người dùng cuối được phân tách một cách hợp lý khỏi bộ nhớ vật lý và các phương pháp truy cập tương ứng.
Quy tắc 9 - Quy tắc độc lập dữ liệu lôgic
Người dùng hàng loạt và người dùng cuối có thể thay đổi lược đồ cơ sở dữ liệu mà không cần phải tạo lại hoặc tạo lại các ứng dụng được xây dựng trên đó.
Quy tắc 10 - Quy tắc độc lập liêm chính
Các ràng buộc về tính toàn vẹn phải có sẵn và được lưu trữ dưới dạng siêu dữ liệu trong từ điển dữ liệu chứ không phải trong các chương trình ứng dụng.
Quy tắc 11 - Quy tắc độc lập về phân phối
Ngôn ngữ thao tác dữ liệu của hệ thống quan hệ không nên quan tâm đến việc lưu trữ dữ liệu vật lý và không cần thay đổi nếu dữ liệu vật lý được tập trung hoặc phân phối.
Quy tắc 12 - Quy tắc không lật đổ
Bất kỳ hàng nào cũng phải tuân theo các ràng buộc về bảo mật và tính toàn vẹn được áp đặt. Không có đặc quyền đặc biệt nào được áp dụng.
Hầu hết tất cả các DBMS quy mô đầy đủ đều là RDMS. Oracle thực hiện hơn 11 quy tắc và Sybase cũng vậy. SQL Server cũng triển khai hơn 11 quy tắc trong khi FoxPro triển khai hơn 7 quy tắc.