Mô hình dữ liệu là gì? Các yếu tố chính của mô hình dữ liệu

Mô hình dữ liệu là một khái niệm quan trọng trong lĩnh vực khoa học dữ liệu và cơ sở dữ liệu. Nó đại diện cho cách dữ liệu được tổ chức, biểu diễn và tương tác trong hệ thống thông tin. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá các loại mô hình dữ liệu là gì và vai trò của chúng trong việc tổ chức và quản lý dữ liệu.

Mô hình dữ liệu là gì?

Mô hình dữ liệu là gì? Mô hình dữ liệu (data model) là một phương pháp hoặc cấu trúc để biểu diễn và tổ chức dữ liệu trong một hệ thống thông tin. Nó định nghĩa các quy tắc và quan hệ giữa các thành phần dữ liệu, giúp hiểu và làm việc với dữ liệu một cách hiệu quả.

Mô hình dữ liệu giúp chúng ta xác định được các đối tượng (thực thể), cách chúng tương tác với nhau (mối quan hệ) và thông tin cụ thể về chúng (thuộc tính). Chúng rất hữu ích trong việc thiết kế và quản lý cơ sở dữ liệu, giúp chúng ta làm việc với dữ liệu một cách hiệu quả và nhất quán.

Vì sao cần dùng mô hình dữ liệu?

Mô hình dữ liệu rất quan trọng để xây dựng các giải pháp kinh doanh thông minh (Business Model) giúp người dùng ra quyết định dựa trên dữ liệu và xác định các cơ hội kinh doanh mới. Các mô hình dữ liệu là trụ cột của một hệ thống và cơ sở dữ liệu; chúng không chỉ lưu trữ dữ liệu người dùng mà còn đảm bảo dữ liệu này chính xác và nhất quán.

Các mô hình dữ liệu đảm bảo rằng các ứng dụng có chất lượng cao và hiệu quả cho người dùng cuối, giảm tình trạng xảy ra sự cố và giúp việc bảo trì dễ dàng hơn. Bằng cách kiểm tra từng phần của mô hình dữ liệu trong quá trình phát triển, bug và các vấn đề khác có thể được phát hiện sớm. Từ đó làm giảm thiểu rủi ro hệ thống ngừng hoạt động.

Các thành phần chính trong mô hình dữ liệu

Một mô hình dữ liệu bao gồm nhiều thành phần, khi lập mô hình dữ liệu bạn sẽ bắt gặp những thuật ngữ sau:

• Thực thể (Entities): Các thực thể là các đối tượng mà chúng ta muốn biểu diễn trong mô hình dữ liệu của mình và thường được biểu diễn bằng một bảng. Ví dụ về các thực thể bao gồm khách hàng, đơn đặt hàng, sản phẩm hoặc danh mục.
• Thuộc tính (Attributes): Các thuộc tính xuất hiện dưới dạng các cột trong một bảng cụ thể. Ví dụ bao gồm mã định danh sản phẩm và tên sản phẩm (đối với Sản phẩm) mã định danh danh mục và tên danh mục (đối với Danh mục).
• Bản ghi (Records): Được hiển thị trong các hàng trong mỗi bảng. Một ví dụ điển hình về bản ghi là dữ liệu của một sản phẩm cụ thể (mã định danh, tên sản phẩm, danh mục) được lưu trữ trong một bảng có tên là Sản phẩm.
• Các mối quan hệ số (Relationships): Xác định mối quan hệ được thể hiện bằng số giữa hai thực thể, ví dụ như 1:1, 1:N hoặc M:N. Một sản phẩm có thể liên quan đến một sản phẩm khác theo danh mục sản phẩm cụ thể.
• Cardinality: Đề cập đến số thực thể tham gia vào một relationship. Có 3 loại cardinality bao gồm 1:1 (một thực thể liên kết với một thực thể), 1:N (một thực thể liên kết với nhiều thực thể), M:N (nhiều thực thể liên kết với nhiều thực thể).
• Khóa chính (Primary key): Là một trường hoặc một tập hợp các trường trong một bảng dữ liệu được sử dụng để duy nhất xác định từng bản ghi trong một bảng.
• Khóa ngoại (Foreign key): Là một trường hoặc một tập hợp các trường trong một bảng dữ liệu được sử dụng để thiết lập quan hệ giữa hai bảng trong cơ sở dữ liệu.

Mô hình hóa dữ liệu là gì?

Mô hình hóa dữ liệu là quá trình biểu diễn trực quan toàn bộ hệ thống thông tin hoặc các phần của nó để truyền đạt mối liên kết giữa các điểm dữ liệu và cấu trúc. Các mô hình dữ liệu được xây dựng dựa trên nhu cầu của doanh nghiệp.

Mô hình hóa dữ liệu bắt đầu bằng việc thu thập thông tin về các yêu cầu kinh doanh từ các bên liên quan và người dùng cuối cùng. Các quy tắc kinh doanh này sau đó được dịch thành cấu trúc dữ liệu để tạo thành một thiết kế cơ sở dữ liệu cụ thể. Cho dễ hiểu, mô hình dữ liệu cũng giống như một bản sơ đồ công trình mà các kiến trúc sư tạo ra.

Các loại mô hình dữ liệu

Cũng như bất cứ quy trình thiết kế nào, cơ sở dữ liệu và thiết kế hệ thống thông tin đều được xây dựng từ tổng quan đến chi tiết. Các loại mô hình dữ liệu có thể được chia thành ba loại chính tương ứng với ba mức độ.

Quá trình mô hình hóa dữ liệu bắt đầu với mô hình khái niệm (conceptual model), được vận hành bởi mô hình logic (logical model) và được gói gọn trong mô hình vật lý (physical model).

Mô hình dữ liệu khái niệm (Conceptual Data Model)

Chúng còn được gọi là các mô hình miền (domain model) và cung cấp một cái nhìn toàn cảnh về những gì bên trong hệ thống và có những quy tắc kinh doanh nào. Các mô hình khái niệm thường được tạo ra như một phần của quá trình thu thập các yêu cầu của của dự án.

Mô hình dữ liệu khái niệm tập trung vào mô tả các khái niệm, thực thể và quan hệ giữa chúng một cách trừu tượng. Chúng tạo ra một cái nhìn tổng quan về dữ liệu, xác định các thực thể chính, thuộc tính và mối quan hệ giữa chúng. Vì vậy, chúng cho phép người thiết kế tập trung vào khía cạnh logic của dữ liệu mà không bị ràng buộc bởi các chi tiết.

Mô hình dữ liệu logic (Logical Data Model)

Mô hình dữ liệu logic ít trừu tượng hơn và cung cấp các chi tiết về toàn bộ hệ thống bao gồm các thực thể, thuộc tính và mối quan hệ giữa chúng. Cũng giống như mô hình dữ liệu khái niệm, nó cũng tập trung vào những yêu cầu của dự án và đảm bảo cơ sở dữ liệu phục vụ nhu cầu kinh doanh.

Về cơ bản, mô hình dữ liệu logic là nền tảng cho mô hình dữ liệu vật lý, nó phản ánh góc nhìn của doanh nghiệp và yêu cầu đối với toàn bộ hệ thống. Những người tạo ra chúng là các kiến trúc sư dữ liệu và BA (Business Analyst). Mô hình logic giúp phân biệt các mối quan hệ số và thuộc tính của từng thực thể.

Mô hình dữ liệu vật lý (Physical Data Model)

Mô hình dữ liệu vật lý là hình thức biểu diễn chi tiết nhất về hệ thống và bao gồm những cấu trúc vật lý và kỹ thuật được ứng dụng trong cơ sở dữ liệu. Mô hình này được tạo ra bởi những chuyên viên lập trình cơ sở dữ liệu và chứa thông tin về loại dữ liệu, cấu trúc dữ liệu và phương thức truy cập.

Một mô hình dữ liệu vật lý được tạo ra bằng ngôn ngữ cơ sở dữ liệu gốc của hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu (Database Management System). Nó cũng có thể được tạo ra bằng cách biến đổi mô hình logic. Một mô hình dữ liệu vật lý được các quản trị viên cơ sở dữ liệu sử dụng để ước tính kích thước của các hệ thống cơ sở dữ liệu và để hoạch định công suất (Capacity planning).

Quy trình các bước mô hình hóa dữ liệu

Quy trình mô hình hóa dữ liệu là một phần quan trọng trong việc xây dựng cơ sở dữ liệu hiệu quả và nhất quán. Nó đảm bảo rằng dữ liệu được tổ chức, lưu trữ và truy xuất một cách hợp lý, phục vụ mục tiêu và yêu cầu của dự án. Các bước của quy trình mô hình hóa dữ liệu bao gồm:

Quy trình mô hình hóa dữ liệu gồm các bước sau:

1. Thu thập yêu cầu: Bước đầu tiên là thu thập yêu cầu từ người dùng và các bên liên quan. Điều này bao gồm hiểu rõ mục tiêu và phạm vi của dự án, xác định các thực thể, thuộc tính và quan hệ mà hệ thống dữ liệu cần hỗ trợ.
2. Xác định thực thể: Dựa trên yêu cầu thu thập được, xác định các thực thể chính trong hệ thống dữ liệu. Thực thể có thể là đối tượng, sự kiện, vật phẩm hoặc khái niệm có ý nghĩa trong ngữ cảnh của dự án.
3. Xác định thuộc tính: Đối với mỗi thực thể, xác định các thuộc tính liên quan. Thuộc tính là các đặc điểm hoặc thông tin mà ta muốn lưu trữ và theo dõi về mỗi thực thể.
4. Xác định quan hệ: Xác định các quan hệ giữa các thực thể trong hệ thống dữ liệu, nó có thể là 1:1, 1:N hoặc M:N.
5. Vẽ sơ đồ mô hình: Sử dụng các ký hiệu và kỹ thuật mô hình hóa, vẽ sơ đồ mô hình dữ liệu. Sơ đồ này thể hiện các thực thể, thuộc tính và quan hệ giữa chúng.
6. Kiểm tra và điều chỉnh: Kiểm tra sơ đồ mô hình dữ liệu để đảm bảo tính nhất quán, đầy đủ và chính xác của thông tin. Điều chỉnh và cập nhật mô hình dữ liệu nếu cần thiết dựa trên phản hồi và phân tích chi tiết hơn.
7. Chuyển đổi sang mô hình vật lý: Mô hình dữ liệu logic có thể được chuyển đổi sang mô hình dữ liệu vật lý, đặc tả cách dữ liệu được lưu trữ trong hệ thống thực tế. Quá trình này bao gồm xác định các đối tượng lưu trữ, khóa chính, ràng buộc và các yếu tố kỹ thuật khác liên quan đến cơ sở dữ liệu.

Lời kết

Qua bài viết trên, bạn đã hiểu được mô hình dữ liệu là gì, các phân loại cũng như quy trình mô hình hóa dữ liệu chi tiết. Hy vọng Miko Tech đã mang lại cho bạn những thông tin hữu ích và cùng trông chờ vào những bài viết thú vị mỗi ngày từ chúng tôi nhé!