PDF Tiểu luận mẫu – Đề cương – Đề thi mẫu giữa/cuối kì môn Hệ quản trị cơ sở dữ liệu HUST có đáp án năm 2025

TRÍCH DẪN ĐỀ MÔ TÀI LIỆU (Đề cương và Đề thi mẫu HUST)

I. Đề cương môn học Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (HUST)

Mã môn học: IT3040 (hoặc tương tự)

Số tín chỉ: 3 (2 lý thuyết, 1 thực hành)

Mô tả môn học: Môn học cung cấp các kiến thức lý thuyết nền tảng và kỹ năng thực hành chuyên sâu về cơ sở dữ liệu và hệ quản trị cơ sở dữ liệu. Nội dung bao gồm các mô hình dữ liệu (chủ yếu là mô hình quan hệ), ngôn ngữ SQL nâng cao, lý thuyết thiết kế CSDL (ERD, chuẩn hóa đến BCNF/4NF), kiến trúc nội bộ của DBMS, điều khiển đồng thời, khôi phục, bảo mật và tối ưu hóa truy vấn. Sinh viên sẽ thực hành trên các hệ quản trị CSDL doanh nghiệp lớn.

Mục tiêu môn học:

• Hiểu sâu sắc kiến trúc và cơ chế hoạt động bên trong của DBMS.
• Thành thạo kỹ năng thiết kế CSDL (ERD phức tạp, chuẩn hóa đến BCNF/4NF).
• Làm chủ ngôn ngữ SQL, đặc biệt là các truy vấn phức tạp, Stored Procedure, Trigger, Window Functions.
• Nắm vững các vấn đề về điều khiển đồng thời, khôi phục và bảo mật CSDL ở mức độ chuyên gia.
• Có khả năng phân tích và tối ưu hiệu năng CSDL một cách bài bản.

Nội dung chi tiết (Số tiết lý thuyết/thực hành):

• Chương 1: Tổng quan về CSDL và Hệ quản trị CSDL (4/2)
  • Các mô hình dữ liệu, kiến trúc 3 tầng, độc lập dữ liệu.
  • Các thành phần chính của DBMS, vai trò của DBA, ngôn ngữ CSDL.
• Chương 2: Mô hình thực thể kết hợp (ERD) và Mô hình quan hệ (8/4)
  • Tổng quát hóa/Chuyên biệt hóa, tập thực thể yếu, các ràng buộc tham gia.
  • Thiết kế ERD cho các hệ thống lớn, phức tạp.
  • Chuyển đổi ERD sang mô hình quan hệ, ánh xạ các ràng buộc.
• Chương 3: Đại số quan hệ và Phép tính quan hệ (4/2)
  • Các phép toán Đại số quan hệ, phép tính quan hệ bộ/tên miền.
  • Viết các truy vấn bằng Đại số quan hệ và Phép tính quan hệ.
• Chương 4: Ngôn ngữ SQL (DDL, DML, DQL) chuyên sâu (10/8)
  • SQL nâng cao: JOINs (tất cả các loại), Subquery (các dạng), CTE, Window Functions.
  • Stored Procedure, Function (scalar, table-valued), Trigger, Cursor.
  • Kiểm soát giao dịch: COMMIT, ROLLBACK, SAVEPOINT, các cấp độ cô lập.
• Chương 5: Lý thuyết thiết kế CSDL: Chuẩn hóa và Phụ thuộc hàm (8/4)
  • Phụ thuộc hàm (FDs), bao đóng, phủ tối thiểu, closure of F.
  • Thuật toán tìm khóa, tìm bao đóng thuộc tính.
  • Các dạng chuẩn: 1NF, 2NF, 3NF, BCNF, (4NF, 5NF – giới thiệu sâu).
  • Thuật toán phân rã bảo toàn phụ thuộc hàm và không mất thông tin.
• Chương 6: Điều khiển đồng thời và Khôi phục (6/3)
  • Các vấn đề của đồng thời, tính chất ACID, lịch trình giao dịch.
  • Các giao thức điều khiển đồng thời (Locking Two-Phase, Timestamp Ordering, Validation-based).
  • Các cơ chế khôi phục CSDL: Write-ahead logging, Checkpoint, Rollback, Rollforward.
• Chương 7: Bảo mật và Tối ưu hóa truy vấn (4/2)
  • Cơ chế bảo mật, cấp/thu hồi quyền (GRANT, REVOKE), vai trò, mã hóa.
  • Tối ưu hóa truy vấn: Query Plan, Query Cost Estimation, Indexing strategies, Query Rewriting, materialized views.

Đánh giá môn học: Điểm quá trình (40% – chuyên cần, bài tập nhỏ, kiểm tra giữa kỳ, tiểu luận/bài tập lớn), Điểm thi cuối kỳ (60%).

II. Đề thi mẫu cuối kỳ môn Hệ quản trị cơ sở dữ liệu HUST (Năm 2025)

Thời gian: 120 phút

Phần 1: Lý thuyết (3 điểm)

Câu 1 (1.0 điểm): Trình bày và phân tích chi tiết **giao thức khóa 2 pha (Two-Phase Locking Protocol – 2PL)** trong điều khiển đồng thời. Nêu các loại khóa (shared, exclusive), các giai đoạn của 2PL và giải thích tại sao 2PL đảm bảo tính nhất quán.

Câu 2 (1.0 điểm): Cho lược đồ quan hệ $R = (A, B, C, D, E, F)$ và tập phụ thuộc hàm $F = \{A \to BC, E \to CD, AF \to E, C \to D\}$.

a. Tìm tất cả các khóa ứng cử (Candidate Keys) của R. (0.5 điểm)

b. Xác định dạng chuẩn cao nhất mà R đang ở. Nếu R chưa ở dạng BCNF, hãy phân rã R về dạng BCNF sao cho bảo toàn phụ thuộc hàm. (0.5 điểm)

Câu 3 (1.0 điểm): Giải thích sự khác biệt giữa **chỉ mục B-tree (B-tree Index)** và **chỉ mục băm (Hash Index)**. Trong những trường hợp truy vấn nào thì mỗi loại chỉ mục này sẽ phát huy hiệu quả tốt nhất?

Phần 2: Thiết kế cơ sở dữ liệu (3 điểm)

Bài tập 1 (3.0 điểm): Một hệ thống quản lý thư viện phức tạp cho trường đại học cần được thiết kế.

• Mỗi Độc giả có: Mã độc giả (duy nhất), Họ tên, Ngày sinh, Địa chỉ, Email, Số điện thoại. Độc giả có thể là Sinh viên hoặc Giảng viên.
  • Nếu là Sinh viên: thêm Mã sinh viên, Lớp, Ngành.
  • Nếu là Giảng viên: thêm Mã giảng viên, Khoa, Chức vụ.
• Mỗi Ấn phẩm (sách, tạp chí, luận văn) có: Mã ấn phẩm (duy nhất), Tên ấn phẩm, Năm xuất bản, Số lượng tổng cộng. Ấn phẩm có thể là Sách hoặc Tạp chí hoặc Luận văn.
  • Nếu là Sách: thêm Tác giả, Nhà xuất bản, ISBN.
  • Nếu là Tạp chí: thêm Tên tạp chí, Kỳ xuất bản.
  • Nếu là Luận văn: thêm Tên người hướng dẫn, Ngành.
• Mỗi Ấn phẩm có nhiều Bản sao. Mỗi bản sao có: Mã bản sao (duy nhất trong phạm vi ấn phẩm), Tình trạng (Mới, Cũ, Hỏng), Vị trí lưu trữ.
• Độc giả có thể Mượn các Bản sao. Cần lưu thông tin về Ngày mượn, Ngày trả dự kiến, Ngày trả thực tế. Một bản sao chỉ có thể được mượn bởi một độc giả tại một thời điểm.
• Hệ thống cần quản lý các Đề xuất mua ấn phẩm mới từ độc giả. Mỗi đề xuất có: Mã đề xuất (PK), Tên ấn phẩm đề xuất, Tác giả/Nhà xuất bản (nếu có), Ngày đề xuất, Trạng thái (Chờ duyệt, Đã duyệt, Đã từ chối).

Yêu cầu:

1. Vẽ **Mô hình thực thể kết hợp (ERD)** cho hệ thống trên, xác định rõ các thực thể, thuộc tính (bao gồm thuộc tính khóa, đa trị, tổng hợp nếu có), mối quan hệ (loại mối quan hệ, bản số, vai trò), và đặc tả đầy đủ các ràng buộc (participation, disjoint, overlapping) cho các mối quan hệ tổng quát hóa/chuyên biệt hóa. (1.5 điểm)
2. Chuyển đổi **ERD sang Mô hình quan hệ** (tập hợp các bảng), xác định rõ ràng khóa chính và khóa ngoại của từng bảng, kèm theo kiểu dữ liệu, các ràng buộc toàn vẹn cơ bản (NOT NULL, UNIQUE, CHECK, DEFAULT) phù hợp với SQL Server. (1.5 điểm)

Phần 3: Bài tập SQL (4 điểm)

Cho các lược đồ quan hệ và dữ liệu mẫu sau (giả định dùng SQL Server):

      -- Bảng DOCGIA (Tổng quát)
      DOCGIA(MaDG, HoTenDG, NgaySinh, DiaChi, Email, SDT, LoaiDG) -- LoaiDG: 'SV', 'GV'

      -- Bảng SINHVIEN (Chuyên biệt)
      SINHVIEN(MaDG_FK_PK, MaSV, Lop, Nganh) -- MaSV là mã riêng của sinh viên

      -- Bảng GIANGVIEN (Chuyên biệt)
      GIANGVIEN(MaDG_FK_PK, MaGV, Khoa, ChucVu) -- MaGV là mã riêng của giảng viên

      -- Bảng ANPHAM (Tổng quát)
      ANPHAM(MaAP, TenAP, NamXuatBan, SoLuongTongCong, LoaiAP) -- LoaiAP: 'Sach', 'TapChi', 'LuanVan'

      -- Bảng SACH (Chuyên biệt)
      SACH(MaAP_FK_PK, TacGia, NhaXuatBan, ISBN)

      -- Bảng TAPCHI (Chuyên biệt)
      TAPCHI(MaAP_FK_PK, TenTapChi, KyXuatBan)

      -- Bảng LUANVAN (Chuyên biệt)
      LUANVAN(MaAP_FK_PK, TenNguoiHuongDan, NganhLV)

      -- Bảng BANSAO
      BANSAO(MaAP_FK, MaBS, TinhTrang, ViTriLuuTru) -- MaBS duy nhất trong phạm vi MaAP

      -- Bảng MUON_TRA
      MUON_TRA(MaDG_FK, MaAP_FK, MaBS_FK, NgayMuon, NgayTraDuKien, NgayTraThucTe)

      -- Bảng DEXUAT_MUA
      DEXUAT_MUA(MaDX, TenAPDX, TacGiaNXB, NgayDeXuat, TrangThai)

      -- Dữ liệu mẫu (sẽ được cung cấp chi tiết trong đề thi thật)

Yêu cầu: Viết các câu lệnh SQL để thực hiện các truy vấn sau:

Bài tập 2.1 (1.0 điểm): Liệt kê tên của 3 độc giả (gồm cả sinh viên và giảng viên) đã mượn nhiều bản sao nhất trong năm 2024. Hiển thị Họ tên độc giả, loại độc giả và tổng số bản sao đã mượn. Sử dụng Window Function.

Bài tập 2.2 (1.0 điểm): Tìm tên các ấn phẩm (Sách, Tạp chí, Luận văn) mà hiện tại không có bản sao nào đang được mượn. Hiển thị tên ấn phẩm và loại ấn phẩm. (Ấn phẩm có bản sao nhưng không ai mượn, hoặc không có bản sao nào).

Bài tập 2.3 (1.0 điểm): Viết một `STORED PROCEDURE` có tên `SP_BaoCaoViPhamTraMuon` nhận vào một ngày bất kỳ `@NgayBaoCao` làm tham số. Thủ tục này sẽ trả về danh sách các độc giả (Mã độc giả, Họ tên, Email, SDT) có ít nhất một bản sao chưa trả hoặc đã trả muộn tính đến `@NgayBaoCao`. Kèm theo số lượng bản sao chưa trả/trả muộn của độc giả đó.

Bài tập 2.4 (1.0 điểm): Tạo một `TRIGGER` trên bảng `BANSAO` có tên `TR_CapNhatSoLuongAnPham`. Khi có bất kỳ sự thay đổi nào (INSERT, UPDATE, DELETE) liên quan đến số lượng bản sao của một ấn phẩm (tức là thêm/bớt/cập nhật bản sao), `TRIGGER` này sẽ tự động cập nhật lại trường `SoLuongTongCong` trong bảng `ANPHAM` tương ứng. (Tính cả số lượng bản sao đang có, không cần phân biệt tình trạng)

…

ĐÁP ÁN THAM KHẢO (Đề thi mẫu 2025)

Phần 1: Lý thuyết

Câu 1: (Đáp án chi tiết về giao thức khóa 2 pha)

Câu 2:

a. (Hướng dẫn tìm khóa ứng cử)

b. (Hướng dẫn xác định dạng chuẩn và phân rã về BCNF)

Câu 3: (Đáp án chi tiết về chỉ mục B-tree và Hash Index)

Phần 2: Thiết kế cơ sở dữ liệu

Bài tập 1:

1. ERD: (Hình ảnh ERD minh họa hệ thống quản lý thư viện phức tạp, có các mối quan hệ tổng quát hóa/chuyên biệt hóa, mối quan hệ đa-đa)

2. Mô hình quan hệ:

      DOCGIA (MaDG, HoTenDG, NgaySinh, DiaChi, Email, SDT, LoaiDG)
      SINHVIEN (MaDG_FK_PK, MaSV_DuyNhat, Lop, Nganh)
      GIANGVIEN (MaDG_FK_PK, MaGV_DuyNhat, Khoa, ChucVu)
      ANPHAM (MaAP, TenAP, NamXuatBan, SoLuongTongCong, LoaiAP)
      SACH (MaAP_FK_PK, TacGia, NhaXuatBan, ISBN)
      TAPCHI (MaAP_FK_PK, TenTapChi, KyXuatBan)
      LUANVAN (MaAP_FK_PK, TenNguoiHuongDan, NganhLV)
      BANSAO (MaAP_FK_PK, MaBS_PK, TinhTrang, ViTriLuuTru)
      MUON_TRA (MaDG_FK_PK, MaAP_FK_PK, MaBS_FK_PK, NgayMuon, NgayTraDuKien, NgayTraThucTe)
      DEXUAT_MUA (MaDX, TenAPDX, TacGiaNXB, NgayDeXuat, TrangThai)

…

Phần 3: Bài tập SQL

Bài tập 2.1:

      WITH SoLuongMuon AS (
          SELECT MaDG, COUNT(*) AS TongSoMuon
          FROM MUON_TRA
          WHERE YEAR(NgayMuon) = 2024
          GROUP BY MaDG
      ),
      XepHangDocGia AS (
          SELECT
              DG.HoTenDG,
              DG.LoaiDG,
              SLM.TongSoMuon,
              ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY SLM.TongSoMuon DESC) AS RN
          FROM DOCGIA DG
          JOIN SoLuongMuon SLM ON DG.MaDG = SLM.MaDG
      )
      SELECT HoTenDG, LoaiDG, TongSoMuon
      FROM XepHangDocGia
      WHERE RN <= 3;

Giải thích: CTE `SoLuongMuon` tính tổng số lượt mượn của mỗi độc giả trong năm 2024. CTE `XepHangDocGia` sau đó sử dụng `ROW_NUMBER()` để xếp hạng độc giả theo tổng số lượt mượn giảm dần và lấy ra top 3.

Bài tập 2.2:

      SELECT AP.TenAP, AP.LoaiAP
      FROM ANPHAM AP
      LEFT JOIN BANSAO BS ON AP.MaAP = BS.MaAP
      LEFT JOIN MUON_TRA MT ON BS.MaAP = MT.MaAP AND BS.MaBS = MT.MaBS AND MT.NgayTraThucTe IS NULL -- Chỉ lấy bản sao đang được mượn
      GROUP BY AP.MaAP, AP.TenAP, AP.LoaiAP
      HAVING COUNT(MT.MaDG_FK) = 0; -- Không có bản sao nào đang được mượn

Giải thích: Truy vấn này sử dụng `LEFT JOIN` với bảng `BANSAO` và `MUON_TRA` để tìm các ấn phẩm mà không có bản sao nào đang được mượn (NgayTraThucTe IS NULL). `GROUP BY` ấn phẩm và `HAVING COUNT(MT.MaDG_FK) = 0` để lọc ra các ấn phẩm không có bản sao nào đang trong tình trạng mượn.

Bài tập 2.3:

      -- Đối với SQL Server
      CREATE PROCEDURE SP_BaoCaoViPhamTraMuon
          @NgayBaoCao DATE
      AS
      BEGIN
          SET NOCOUNT ON;

          SELECT
              DG.MaDG,
              DG.HoTenDG,
              DG.Email,
              DG.SDT,
              COUNT(MT.MaBS_FK) AS SoLuongViPham
          FROM DOCGIA DG
          JOIN MUON_TRA MT ON DG.MaDG = MT.MaDG
          WHERE MT.NgayTraThucTe IS NULL AND MT.NgayTraDuKien < @NgayBaoCao -- Chưa trả và quá hạn OR (MT.NgayTraThucTe IS NOT NULL AND MT.NgayTraThucTe > MT.NgayTraDuKien AND MT.NgayTraThucTe <= @NgayBaoCao) -- Đã trả nhưng muộn GROUP BY DG.MaDG, DG.HoTenDG, DG.Email, DG.SDT HAVING COUNT(MT.MaBS_FK) > 0;
      END;
      -- Cách gọi: EXEC SP_BaoCaoViPhamTraMuon '2025-08-03';

Giải thích: Thủ tục này lọc các bản ghi `MUON_TRA` để tìm các trường hợp vi phạm: hoặc chưa trả và quá hạn (`NgayTraThucTe IS NULL AND NgayTraDuKien < @NgayBaoCao`), hoặc đã trả nhưng muộn và thời điểm trả muộn nằm trong khoảng thời gian báo cáo (`NgayTraThucTe IS NOT NULL AND NgayTraThucTe > NgayTraDuKien AND NgayTraThucTe <= @NgayBaoCao`). Sau đó nhóm theo độc giả và đếm số lượng vi phạm.

Bài tập 2.4:

      -- Đối với SQL Server
      CREATE TRIGGER TR_CapNhatSoLuongAnPham
      ON BANSAO
      AFTER INSERT, UPDATE, DELETE
      AS
      BEGIN
          SET NOCOUNT ON;

          -- Cập nhật cho các ấn phẩm có bản sao được INSERT/UPDATED
          UPDATE AP
          SET SoLuongTongCong = (SELECT COUNT(*)
                                 FROM BANSAO BS
                                 WHERE BS.MaAP = AP.MaAP)
          FROM ANPHAM AP
          INNER JOIN inserted i ON AP.MaAP = i.MaAP;

          -- Cập nhật cho các ấn phẩm có bản sao bị DELETED
          UPDATE AP
          SET SoLuongTongCong = (SELECT COUNT(*)
                                 FROM BANSAO BS
                                 WHERE BS.MaAP = AP.MaAP)
          FROM ANPHAM AP
          INNER JOIN deleted d ON AP.MaAP = d.MaAP;
      END;

Giải thích: Trigger này được kích hoạt sau `INSERT`, `UPDATE` hoặc `DELETE` trên bảng `BANSAO`. Nó sử dụng các bảng ảo `inserted` và `deleted` để xác định các ấn phẩm bị ảnh hưởng. Sau đó, trigger sẽ tính toán lại tổng số lượng bản sao hiện có cho từng ấn phẩm và cập nhật vào cột `SoLuongTongCong` của bảng `ANPHAM`.

…