Giải BT SGK Bài 12 Tin học 12: Các loại kiến trúc của hệ cơ sở dữ liệu

Giải BT SGK Bài 12 Tin học 12: Các loại kiến trúc của hệ cơ sở dữ liệu

Hướng dẫn giải bài tập SGK trang 100 môn Tin học 12 Bài 12: Các loại kiến trúc của hệ cơ sở dữ liệu

Bài tập 1 trang 100 SGK Tin học 12: Nêu sự khác nhau giữa hệ CSDL tập trung và hệ CSDL phân tán.

Hệ cơ sở dữ liệu tập trung và hệ cơ sở dữ liệu phân tán là hai mô hình cơ bản được sử dụng trong thiết kế và triển khai các hệ thống cơ sở dữ liệu. Mỗi hệ thống có những đặc điểm riêng phù hợp với các yêu cầu sử dụng và tình huống thực tế khác nhau. Dưới đây là sự khác nhau chi tiết giữa hai hệ thống này:

1. Định nghĩa và kiến trúc

   Hệ cơ sở dữ liệu tập trung: Là hệ thống mà toàn bộ dữ liệu được lưu trữ và quản lý tại một máy chủ duy nhất. Các người dùng sẽ truy cập và làm việc với dữ liệu thông qua một kết nối trực tiếp đến máy chủ này. Hệ cơ sở dữ liệu phân tán: Là hệ thống trong đó dữ liệu được lưu trữ trên nhiều máy tính ở các địa điểm khác nhau. Các máy này được kết nối với nhau thông qua mạng, và hệ thống cơ sở dữ liệu hoạt động như một thể thống nhất.

2. Phạm vi triển khai

   Hệ cơ sở dữ liệu tập trung: Phù hợp với các tổ chức hoặc doanh nghiệp có quy mô nhỏ, nơi các hoạt động truy cập dữ liệu diễn ra trong phạm vi hẹp, ví dụ như một văn phòng hoặc một địa điểm duy nhất. Hệ cơ sở dữ liệu phân tán: Thích hợp cho các tổ chức lớn hoặc đa quốc gia, nơi dữ liệu cần được truy cập và xử lý từ nhiều địa điểm khác nhau.

3. Hiệu suất truy cập dữ liệu

   Hệ cơ sở dữ liệu tập trung: Do tất cả các thao tác đọc/ghi dữ liệu đều phải thông qua một máy chủ trung tâm, hiệu suất của hệ thống có thể bị giảm nếu lượng truy cập lớn hoặc máy chủ gặp sự cố. Hệ cơ sở dữ liệu phân tán: Cho phép phân chia công việc xử lý dữ liệu giữa các máy chủ khác nhau, giúp nâng cao hiệu suất truy cập và giảm tải cho từng máy chủ.

4. Khả năng mở rộng

   Hệ cơ sở dữ liệu tập trung: Khó mở rộng vì việc tăng dung lượng lưu trữ hoặc khả năng xử lý thường yêu cầu nâng cấp phần cứng cho máy chủ trung tâm. Hệ cơ sở dữ liệu phân tán: Dễ dàng mở rộng bằng cách thêm các máy chủ mới vào hệ thống mà không ảnh hưởng lớn đến hoạt động của các máy chủ hiện tại.

5. Chi phí

   Hệ cơ sở dữ liệu tập trung: Chi phí ban đầu thấp hơn vì chỉ cần thiết lập một máy chủ trung tâm. Tuy nhiên, chi phí bảo trì có thể cao nếu hệ thống gặp sự cố hoặc phải xử lý một lượng lớn người dùng. Hệ cơ sở dữ liệu phân tán: Chi phí ban đầu cao hơn vì cần thiết lập nhiều máy chủ và mạng lưới kết nối. Tuy nhiên, chi phí vận hành và bảo trì có thể được phân bổ đều giữa các máy chủ.

6. Độ tin cậy

   Hệ cơ sở dữ liệu tập trung: Độ tin cậy thấp hơn vì khi máy chủ trung tâm gặp sự cố, toàn bộ hệ thống sẽ bị ngừng hoạt động. Hệ cơ sở dữ liệu phân tán: Độ tin cậy cao hơn vì hệ thống có khả năng dự phòng. Nếu một máy chủ gặp sự cố, các máy chủ khác có thể tiếp tục hoạt động.

7. Bảo mật

   Hệ cơ sở dữ liệu tập trung: Dễ dàng quản lý bảo mật vì dữ liệu chỉ nằm ở một nơi. Tuy nhiên, nếu máy chủ bị tấn công, toàn bộ dữ liệu có thể bị xâm phạm. Hệ cơ sở dữ liệu phân tán: Bảo mật phức tạp hơn do dữ liệu nằm ở nhiều nơi. Tuy nhiên, việc tấn công toàn bộ hệ thống trở nên khó khăn hơn vì cần xâm nhập vào nhiều máy chủ khác nhau.

Bài tập 2 trang 100 SGK Tin học 12: Tại sao chi phí phần cứng trong hệ CSDL khách - chủ giảm?

Trong hệ cơ sở dữ liệu khách - chủ (Client-Server), chi phí phần cứng giảm do các yếu tố sau:

1. Phân chia công việc giữa máy chủ và máy khách

   Hệ thống khách - chủ được thiết kế để phân chia công việc giữa hai thành phần chính: Máy chủ (Server): Chịu trách nhiệm quản lý cơ sở dữ liệu, xử lý các yêu cầu liên quan đến dữ liệu như tìm kiếm, cập nhật và lưu trữ. Máy khách (Client): Thực hiện các nhiệm vụ giao diện người dùng và gửi các yêu cầu đến máy chủ. Điều này giúp giảm gánh nặng xử lý cho máy khách, cho phép sử dụng các máy tính cá nhân với cấu hình thấp hơn, từ đó giảm chi phí phần cứng.

2. Tận dụng máy khách sẵn có

   Trong nhiều tổ chức, máy khách thường là các máy tính cá nhân đã có sẵn. Do đó, không cần đầu tư thêm vào phần cứng cho máy khách, chỉ cần nâng cấp hoặc cấu hình phần mềm để kết nối với máy chủ.

3. Tối ưu hóa máy chủ

   Máy chủ trong hệ thống khách - chủ có thể được thiết kế và tối ưu hóa riêng để xử lý khối lượng lớn công việc liên quan đến cơ sở dữ liệu. Việc đầu tư vào một máy chủ mạnh mẽ sẽ hiệu quả hơn so với việc nâng cấp toàn bộ hệ thống máy tính trong tổ chức.

4. Khả năng sử dụng các máy chủ giá rẻ

   Hiện nay, với sự phát triển của công nghệ, các máy chủ chuyên dụng với hiệu năng cao có chi phí ngày càng thấp. Các tổ chức có thể tận dụng điều này để triển khai hệ thống khách - chủ với chi phí phần cứng giảm đáng kể.

5. Giảm chi phí bảo trì

   Do chỉ cần bảo trì một máy chủ trung tâm thay vì nhiều máy tính cá nhân, chi phí bảo trì phần cứng cũng giảm đáng kể. Điều này đặc biệt quan trọng trong các tổ chức lớn với nhiều người dùng.

6. Sử dụng công nghệ ảo hóa

   Trong các hệ thống hiện đại, công nghệ ảo hóa cho phép chạy nhiều máy chủ ảo trên một phần cứng vật lý duy nhất, giảm thiểu chi phí mua sắm phần cứng mới mà vẫn đảm bảo hiệu suất cao.

Bài tập 3 trang 100 SGK Tin học 12: Vì sao nói hiệu năng hệ thống của hệ CSDL phân tán được nâng cao?

Hiệu năng hệ thống của hệ cơ sở dữ liệu phân tán được nâng cao vì các lý do sau:

1. Phân phối tải công việc

   Trong hệ cơ sở dữ liệu phân tán, dữ liệu và các yêu cầu xử lý được phân bổ trên nhiều máy chủ khác nhau. Điều này giúp giảm tải cho từng máy chủ, từ đó nâng cao hiệu suất tổng thể của hệ thống.

2. Giảm thời gian truy cập dữ liệu

   Dữ liệu được lưu trữ tại nhiều địa điểm gần với người dùng. Khi người dùng gửi yêu cầu truy cập, hệ thống có thể xử lý trực tiếp tại máy chủ gần nhất thay vì phải gửi yêu cầu đến một máy chủ trung tâm. Điều này giúp giảm độ trễ và thời gian phản hồi.

3. Tăng khả năng chịu lỗi

   Hệ cơ sở dữ liệu phân tán có khả năng dự phòng và tái lập dữ liệu. Nếu một máy chủ gặp sự cố, các máy chủ khác có thể đảm nhiệm công việc mà không làm gián đoạn hoạt động của hệ thống, đảm bảo tính liên tục và nâng cao hiệu năng.

4. Sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn

   Bằng cách phân phối công việc giữa các máy chủ, hệ thống có thể tận dụng tối đa năng lực xử lý của từng máy chủ, tránh tình trạng một số máy chủ bị quá tải trong khi các máy khác không được sử dụng.

5. Cải thiện khả năng mở rộng

   Hệ cơ sở dữ liệu phân tán dễ dàng mở rộng bằng cách thêm máy chủ mới. Điều này không chỉ giúp nâng cao khả năng lưu trữ mà còn tăng hiệu suất xử lý, đáp ứng tốt hơn nhu cầu sử dụng ngày càng tăng.

6. Tối ưu hóa theo khu vực

   Trong các tổ chức lớn, hệ cơ sở dữ liệu phân tán cho phép tối ưu hóa lưu trữ và xử lý dữ liệu theo khu vực địa lý. Các máy chủ có thể lưu trữ dữ liệu liên quan đến khu vực cụ thể, giảm chi phí truyền dữ liệu và tăng tốc độ truy cập.

7. Khả năng thực hiện xử lý song song

   Nhiều máy chủ trong hệ thống có thể thực hiện các tác vụ xử lý đồng thời. Việc xử lý song song này giúp giảm thời gian hoàn thành công việc, đặc biệt đối với các tác vụ phức tạp hoặc cần xử lý khối lượng lớn dữ liệu.

Những ưu điểm trên khiến hệ cơ sở dữ liệu phân tán trở thành lựa chọn hàng đầu cho các tổ chức cần hiệu năng cao, khả năng mở rộng tốt và hoạt động trong môi trường phân tán.

Tìm kiếm tại đây