Tin học 12: Hệ thống thông tin, dữ liệu đi qua năm trạm từ nhập đến bảo vệ | LUKATO AI
Bài giảng khái niệm Tin học 12 về hệ thống thông tin và khai thác cơ sở dữ liệu theo năm trạm: nhập, lưu, xử lí, khai thác, bảo vệ. Có 11 phòng lab tương…
LUKATO AI · TIN HỌC 12 · HỆ THỐNG THÔNG TIN
NHẬP · LƯU · XỬ LÍ · KHAI THÁC · BẢO VỆ
Dữ liệu đi qua hệ thống:
năm trạm,
một lớp quyền nằm bên dưới
Một hệ thống thông tin không phải là một ứng dụng đẹp, mà là cả hành trình của dữ liệu: được nhập vào, được lưu lại, được xử lí, được đưa ra cho người cần, và được bảo vệ để còn nguyên khi có sự cố. Lỗi có thể xuất hiện ở bất kì trạm nào, và cách sửa rẻ nhất là chặn nó ở trạm gần chỗ phát sinh nhất. Bài giảng này đi theo một bản ghi qua năm trạm, với một lớp nền là câu hỏi «ai được làm gì». Phần nào là kiến thức bổ sung đều được ghi rõ; số liệu trong các phòng lab là số liệu minh họa.
- ① Khi một phụ huynh bấm «Gửi» trên điện thoại, dữ liệu đi qua những lớp nào, và lỗi nhập nên bị chặn ở lớp nào?
- ② Đăng nhập được thì có làm được bất kì việc nào không, và ai nên được xem, được sửa, được xóa cái gì?
- ③ Bản sao lưu cần đặt ở đâu và được kiểm chứng thế nào thì mới cứu được dữ liệu, và vì sao một báo cáo tưởng nhẹ có thể làm chậm cả hệ thống?
5+2
năm trạm của khung, cộng lớp quyền và nền tảng thành phần
11 lab
xếp thành phần, đi theo một bản ghi, cấp quyền, tình huống, thiết kế biểu mẫu, thám tử lỗi, lưu một chỗ, dựng báo cáo, chọn công cụ, sao lưu, lưu tạm
14 bẫy
mỗi bẫy có mục, phòng lab và bài để quay lại luyện
11 bài
9 chọn đáp án, 1 đúng sai, 1 trả lời ngắn
01
Bản đồ chung
Năm trạm của một bản ghi và hai lớp nền
Khi nhà trường cho phụ huynh đăng kí buổi học phụ đạo trên điện thoại, mỗi lượt bấm «Gửi» tạo ra một bản ghi : vài giá trị gọn gàng như lớp, môn, ngày, số buổi. Nhưng bản ghi ấy không đứng yên. Nó được kiểm tra, được ghi xuống bảng, được cộng vào số liệu của phòng giáo vụ, hiện lên báo cáo của kế toán và được chép vào bản sao đêm. Ở mỗi chặng có một việc phải làm đúng và một kiểu lỗi riêng. Vì thế bài giảng này lấy hành trình của bản ghi làm khung chung: mỗi mục sau là một ô của khung, và khi gặp tình huống lạ em hỏi: lỗi này thuộc trạm nào, và ai được làm gì ở trạm ấy?
Vuốt ngang để xem đầy đủ hình.
Bản đồ năm trạm: nhập, lưu, xử lí, khai thác, bảo vệ nối nhau theo hành trình của một bản ghi. Bên dưới là lớp quyền (ai được làm gì) và nền tảng thành phần (hệ thống gồm những gì). Bấm vào một khối để đọc mô tả và số mục.
Điều làm khung này dùng được lâu là một nguyên tắc đơn giản về chỗ chặn lỗi : một lỗi sinh ra ở trạm nào thì rẻ nhất khi chặn ngay ở trạm ấy, vì các trạm sau nhận lại đúng cái đã lỡ đi vào. Một ngày học gõ sai dạng mà chặn ở ô nhập thì phụ huynh sửa ngay trong vài giây; để nó lọt xuống bảng thì báo cáo của phòng giáo vụ thiếu buổi, rồi phải có người tìm ra bản ghi nào gây lệch. Cách nhìn này giúp em lần ngược về chỗ phát sinh lỗi; tình huống thật có thể phức tạp hơn khung năm trạm.
Năm trạm, hai lớp nền: việc làm, lỗi điển hình, mục
Trạm
Việc làm
Lỗi điển hình
Mục
① NHẬP
Nhận dữ liệu qua biểu mẫu, kiểm tra kiểu, miền, độ dài; cho chọn từ danh sách khi tập giá trị đã biết
ô để trống, chữ trong ô số, cùng một lớp viết hai cách
② LƯU
Ghi vào bảng, cấp mã định danh, giữ ràng buộc, quản lí vòng đời từ tạo đến hủy
thông tin lặp ở nhiều nơi, bản ghi con mất bản ghi cha, xóa dây chuyền kéo theo cả dòng con còn cần
③ XỬ LÍ
Lọc, sắp xếp, nhóm, nối bảng, áp dụng quy tắc nghiệp vụ để tạo thông tin từ dữ liệu
nối thiếu điều kiện làm số dòng và tổng bị nhân lên
④ KHAI THÁC
Đưa thông tin tới người cần: tra cứu, báo cáo, biểu đồ, bảng điều khiển
chọn sai công cụ, số hiển thị cũ, báo cáo nặng làm chậm hệ thống
⑤ BẢO VỆ
Sao lưu, đặt bản sao ngoài miền sự cố, ghi nhật kí, thử khôi phục
bản sao chung số phận với dữ liệu chính, chưa kiểm chứng việc dựng lại dữ liệu
LỚP QUYỀN
Xác thực người dùng, phân quyền theo vai trò, truy vết bằng nhật kí
cấp quyền rộng, dùng chung tài khoản, ẩn nút mà không kiểm tra
NỀN TẢNG
Dữ liệu, phần cứng, phần mềm, quy trình, con người; ba tầng giao diện, xử lí, dữ liệu
coi hệ thống là một ứng dụng, thiếu quy trình và người phụ trách
Chia thành năm trạm cộng hai lớp nền là cách phân loại của LUKATO để xâu chuỗi các bài; việc xếp xử lí và khai thác thành hai trạm riêng, nhưng cùng học ở mục 6, cũng thuộc cách phân loại này.
Từ điển một dòng: đưa chuột hoặc chạm vào chữ gạch chân
Thuật ngữ
Nghĩa ngắn
Mục
cơ sở dữ liệu
Nơi lưu dữ liệu có tổ chức để nhiều người và ứng dụng cùng khai thác
hệ quản trị cơ sở dữ liệu
Phần mềm giữ, truy xuất và bảo vệ cơ sở dữ liệu
vai trò
Nhóm quyền gắn với một nhiệm vụ
kiểm tra dữ liệu nhập
Quy tắc quyết định giá trị nào được nhận
khóa chính
Thuộc tính phân biệt từng bản ghi
khóa ngoại
Thuộc tính tham chiếu tới khóa chính của bảng khác
5, 6
truy vấn
Yêu cầu lấy dữ liệu theo điều kiện
sao lưu
Bản sao dữ liệu để khôi phục khi có sự cố
miền sự cố
Những thứ cùng hỏng khi một sự cố xảy ra (kiến thức bổ sung)
Đoán trước, rồi thử tay
Đoán trước: một lượt đăng kí có số buổi bằng 0 lọt xuống bảng và được phát hiện khi báo cáo của phòng giáo vụ cho kết quả thấp bất thường. Theo khung, lỗi này rẻ nhất khi được chặn ở trạm nào? Hãy chọn trước rồi mở phòng lab.
Lỗi số buổi bằng 0 nên được chặn sớm nhất ở trạm nào?
Cách dùng phòng lab
Xếp từng thẻ bằng cách chạm thẻ rồi chạm ô, hoặc kéo thẻ (nắm vào chấm bên trái thẻ khi dùng cảm ứng) thả vào ô. Sau khi bấm «Chấm các thẻ đã xếp», thẻ đúng viền xanh và thẻ sai viền đỏ; dòng kết luận giải thích ba thẻ sai đầu tiên. Phòng lab này luyện bẫy 1.
Thử tay: một phụ huynh muốn hủy đăng kí đã gửi. Dữ liệu đi qua những trạm nào?
Phụ huynh mở ứng dụng, chọn đăng kí của con, bấm «Hủy». Một lúc sau, nhân viên giáo vụ thấy số buổi trong ngày giảm đi. Cuối ngày, bản sao lưu được chép như các ngày khác. Hãy gọi tên trạm cho từng việc.
Gợi ý 1 · Từ lúc bấm đến lúc ghi
Bấm «Hủy» trên biểu mẫu là trạm NHẬP. Hệ thống kiểm tra người này có quyền hủy đăng kí đó không (lớp quyền) rồi cập nhật bản ghi: trạm LƯU.
Gợi ý 2 · Từ lúc ghi đến lúc giáo vụ thấy
Số buổi của môn được tính lại: trạm XỬ LÍ. Giáo vụ mở báo cáo và thấy số mới: trạm KHAI THÁC.
Đáp án · cả hành trình
NHẬP, rồi lớp quyền, LƯU, XỬ LÍ, KHAI THÁC; bản sao đêm là trạm BẢO VỆ. Một thao tác nhỏ của phụ huynh đã chạm tới cả năm trạm, nên khi có số liệu sai, em hỏi: sai bắt đầu từ trạm nào?
Chỗ dễ nhầm ở bản đồ chung
Bẫy 1: nghĩ rằng hệ thống thông tin chính là phần mềm, nên có ứng dụng chạy là có hệ thống. Hãy hỏi: ai nhập, ai được xem, ai lo sao lưu, quy định nào áp dụng khi máy chủ hỏng? Dữ liệu, thiết bị, chương trình, quy trình và con người đều là một phần của hệ thống. Phòng lab 1 ở trên luyện chính việc phân biệt năm thành phần này.
Mục 2 mở nền tảng: hệ thống thông tin gồm những thành phần nào và phần mềm được chia thành mấy tầng.
02
Nền tảng · thành phần và ba tầng
Hệ thống thông tin gồm những gì, và dữ liệu đi qua mấy tầng?
Một buổi chiều, máy chủ trong phòng máy của trường bị mất điện. Ứng dụng đăng kí phụ đạo ngừng trả lời. Câu hỏi đầu tiên không phải là «phần mềm lỗi ở dòng nào» mà là «ai biết phải làm gì, theo quy trình nào, với thiết bị nào, để dữ liệu quay lại?». Câu hỏi ấy cho thấy một hệ thống thông tin rộng hơn nhiều so với một chương trình. Mục này làm hai việc: gọi tên các thành phần cùng làm việc với nhau, rồi tách phần mềm thành ba tầng để biết mỗi lỗi nên được chặn ở tầng nào.
Năm thành phần cùng làm việc
Hệ thống thông tin thường được mô tả bằng năm thành phần: dữ liệu, phần cứng, phần mềm, quy trình và con người (cách mô tả năm thành phần này là kiến thức bổ sung). Với hệ thống đăng kí phụ đạo của một trường, năm thành phần ấy là:
Thành phần
Trong hệ thống phụ đạo
Nếu thiếu hoặc yếu
Dữ liệu
Bảng học sinh, danh mục môn, đăng kí; mỗi bản ghi mô tả một sự việc
Không có gì để tra cứu hay báo cáo; dữ liệu sai thì kết luận sai
Phần cứng
Máy chủ, máy tính bảng ở quầy điểm danh, ổ đĩa, thiết bị mạng
Hỏng hoặc mất điện thì hệ thống ngừng, và dữ liệu có thể mất theo
Phần mềm
Ứng dụng có biểu mẫu và báo cáo, hệ quản trị cơ sở dữ liệu
Thiết bị và dữ liệu có đủ nhưng không ai thao tác được
Quy trình
Hạn đăng kí, cách xử lí khi nhập nhầm, các bước khôi phục khi máy chủ hỏng
Mỗi người làm một kiểu, sự cố xảy ra thì không ai biết bước đầu tiên
Con người
Phụ huynh, giáo vụ, kế toán, quản trị viên
Không ai nhập, đọc hay chịu trách nhiệm; thiếu đào tạo thì dùng sai
Năm thành phần không đứng cạnh nhau mà đan vào nhau: con người làm theo quy trình, dùng phần mềm chạy trên phần cứng để nhập và đọc dữ liệu. Muốn biết một hệ thống yếu ở đâu, em hỏi từng thành phần: có đủ không, có đúng không, có ai phụ trách không.
Cơ sở dữ liệu và hệ quản trị cơ sở dữ liệu
Trong năm thành phần, dữ liệu là lõi. Nó được cất trong một cơ sở dữ liệu , và phần mềm trông coi nó là hệ quản trị cơ sở dữ liệu . Tách dữ liệu ra khỏi chương trình có lợi vì hai thay đổi khác nhau về tốc độ: giao diện có thể làm lại sau vài năm, trong khi dữ liệu phải sống lâu hơn và nhiều ứng dụng cùng đọc. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu nhận những phần việc mà các ứng dụng thường cần: lưu bền vững, tìm nhanh, giữ ràng buộc, cho nhiều người dùng cùng lúc và kiểm tra quyền truy cập. Vì thế ứng dụng mới không phải tự viết lại những việc ấy.
Ba tầng: giao diện, xử lí, dữ liệu
Phần mềm của hệ thống thông tin thường được chia thành ba tầng (cách chia này là kiến thức bổ sung). Tầng giao diện nhận thông tin từ người dùng và hiển thị kết quả: biểu mẫu, bảng, nút bấm. Tầng xử lí áp dụng quy tắc nghiệp vụ, tính toán và kiểm tra quyền. Tầng dữ liệu lưu dữ liệu và giữ các ràng buộc. Yêu cầu đi từ người dùng qua từng tầng; kết quả đi ngược lại. Trong mô hình máy khách và máy chủ , giao diện thường chạy ở máy khách, còn xử lí và dữ liệu chạy ở máy chủ.
Vuốt ngang để xem đầy đủ hình.
Ba tầng của một hệ thống thông tin. Mỗi tầng chặn một loại lỗi riêng: tầng giao diện báo lỗi sớm và rõ cho người nhập, tầng xử lí kiểm tra chéo và quyền, tầng dữ liệu giữ cho dữ liệu sạch dù yêu cầu đến bằng đường nào.
Đoán trước: nhà trường định thêm một ứng dụng điện thoại bên cạnh trang web đăng kí hiện có. Quy tắc «số buổi từ 1 đến 5» nên đặt ở đâu để cả hai ứng dụng dùng chung mà không phải viết lại?
Quy tắc «số buổi từ 1 đến 5» nên đặt ở đâu để hai ứng dụng dùng chung?
Vì sao tách tầng
Khi nhà trường đổi từ trang web sang ứng dụng điện thoại, phần phải làm lại là tầng giao diện; quy tắc nghiệp vụ và dữ liệu vẫn nguyên. Tách tầng cũng cho phép đặt quy tắc phía sau giao diện để các ứng dụng khách dùng chung: quy tắc «số buổi từ 1 đến 5» được viết ở tầng xử lí và nhắc lại ở tầng dữ liệu, rồi trang web và ứng dụng điện thoại cùng dùng.
Giao diện kiểm tra rồi, các tầng sau có cần kiểm tra nữa không?
Kiểm tra ở giao diện có mặt tốt: báo lỗi ngay cạnh ô, bằng lời dễ hiểu, trước khi dữ liệu đi đâu. Nhưng giao diện là một trong nhiều đường vào. Một ứng dụng khác, một lần nhập hàng loạt từ bảng tính, hay một yêu cầu gửi trực tiếp tới máy chủ đều có thể bỏ qua biểu mẫu. Vì vậy chỗ cuối cùng giữ dữ liệu cần ràng buộc riêng của mình. Hai lớp kiểm tra không thừa nhau: lớp giao diện phục vụ người dùng, lớp lưu bảo vệ dữ liệu.
Đi theo một bản ghi qua cả năm trạm
Phòng lab 2 dẫn em đi theo một lượt đăng kí từ lúc phụ huynh bấm «Gửi» đến lúc bản ghi vào bản sao đêm. Ở mỗi bước, thẻ bản ghi đổi nội dung: thô, hợp lệ, có mã, đã cộng vào nhóm, đã hiện lên báo cáo, đã được bảo vệ. Hãy dùng nút «Tiếp», hoặc bấm «Tự phát» nếu máy cho phép chuyển động. Ở bước ghi vào cơ sở dữ liệu có một câu đoán trước.
Cách dùng phòng lab
Mỗi bước tô sáng một trạm và đổi thẻ bản ghi; dòng kết luận giải thích việc xảy ra ở bước ấy. Phòng lab này luyện bẫy 2.
Thử tay: thêm một ứng dụng nhập từ bảng tính. Tầng nào phải kiểm tra lại?
Nhà trường muốn cho giáo viên chủ nhiệm tải lên một bảng tính danh sách buổi phụ đạo đã đăng kí của cả lớp thay vì nhập từng dòng. Ứng dụng này không dùng biểu mẫu cũ.
Gợi ý 1 · Đường vào mới
Bảng tính là một đường vào khác. Các quy tắc ở ô nhập của biểu mẫu cũ không áp dụng cho nó.
Gợi ý 2 · Chỗ dùng chung
Hai ứng dụng cùng dùng một tầng xử lí và một cơ sở dữ liệu thì các quy tắc đặt ở đó áp dụng cho cả hai.
Đáp án
Ứng dụng mới cần kiểm tra của riêng nó để báo lỗi rõ cho giáo viên, nhưng điều bảo đảm dữ liệu sạch nằm ở tầng xử lí và ràng buộc của tầng dữ liệu, vì chúng dùng chung cho các đường vào. Đặt quy tắc ở nơi dùng chung là lí do chính của việc tách tầng.
Chỗ dễ nhầm ở nền tảng
Bẫy 2: nghĩ rằng biểu mẫu đã kiểm tra thì cơ sở dữ liệu không cần ràng buộc. Hãy hỏi: nếu bản ghi đến bằng đường khác, ai chặn? Phòng lab 2 ở trên cho thấy ràng buộc khóa ngoại làm việc đó, và phòng lab 5 ở mục 4 cho thấy quy tắc ở ô nhập vẫn cần để người dùng thấy lỗi ngay.