กลับหน้าแรก
คำศัพท์ต่าง ๆ ทางคอมพิวเตอร์
บทเรียน on-line วิชาต่าง ๆ
หน้าแรก
คำศัพท์เสริม
วิชาต่าง ๆ
เทคโนโลยีสารสนเทศเพื่อชีวิต






ระบบฐานข้อมูล (Data Base System)

ระบบฐานข้อมูลจะประกอบขึ้นจากคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ และผู้ใช้งาน นั่นก็คือการทำงานร่วมกันของฐานข้อมูล ระบบจัดการฐานข้อมูล และบุคคลที่ใช้งานฐานข้อมูลนี้ ประโยชน์ของฐานข้อมูลก็คือการลดความซ้ำซ้อนของข้อมูล เพิ่มความเป็นอันหนึ่งอันเดียวกันของข้อมูล ทำให้ข้อมูลอิสระ เพิ่มความสะดวกในการรวบรวมและแบ่งกันใช้ข้อมูล เพิ่มประสิทธิภาพในการเข้าถึงข้อมูล รวมศูนย์ความปลอดภัย และลดค่าใช้จ่าย อย่างไรก็ดี ฐานข้อมูลก็มีจุดด้อยอยู่ นั่นคือความซับซ้อนสูงและมีค่าใช้จ่ายเริ่มต้นทีสูงกว่า ต้องมีการอบรมผู้ใช้งาน รวมทั้งต้องมีการแปลงข้อมูลเก่าให้อยู่ในรูปแบบของฐานข้อมูล

การที่ฐานข้อมูลสามารถจัดระบบการเก็บข้อมูลชนิดต่าง ๆ ได้นั้น จะใช้หลักการของแบบจำลอง (model) ข้อมูล โดยจัดเก็บโครงสร้างของข้อมูลในรูปตาราง ซึ่งประกอบด้วยแถวและหลักที่

ตัวอย่างข้อมูล

 

จากตัวอย่างข้อมูลข้างต้นสามารถนำมาจัดเก็บในรูปของตารางข้อมูล ดังนี้

ตารางข้อมูล

 

จากรูปของตารางข้อมูล จะเห็นว่าข้อมูลแต่ละชิ้นที่อยู่ในกรอบสี่เหลี่ยมเรียกว่า ชิ้นข้อมูล (Data Item) เช่น ชื่อต้นของคนหนึ่งคน (Philip) หรือชื่อเมืองหนึ่งเมือง (Oakland) เป็นต้น แต่ละหลักของตารางเรียกว่า ฟิลด์ (Field) ซึ่งหมายถึงชนิดของข้อมูลหนึ่ง ๆ ซึ่งอาจแปรไปตามข้อมูลของแต่ละคน แต่หมายถึงสิ่งเดียวกัน เช่น ชื่อถนน (street) หรือรหัสเมือง (zip code) เป็นต้น และข้อมูลในหนึ่งแถว เรียกว่า เรคคอร์ด (record) โดยที่แต่ละเรคคอร์ดจะมีจำนวนฟิลด์เท่ากันเสมอ ในกรณีนี้เรคคอร์ดหนึ่ง ๆ อาจหมายถึงฟิลด์หลายฟิลด์ที่สัมพันธ์กัน เช่น ชื่อต้น และชื่อท้ายของคนหนึ่งคนจะเป็นส่วนหนึ่งในเรคคอร์ด และหลาย ๆ เรคคอร์ดรวมกันเรียกว่า ไฟล์

ถึงแม้ว่าข้อมูลมากมายหลายอย่างสามารถจัดอยู่ในรูปของตารางได้ แต่บางอย่างก็ทำได้อย่างไม่เหมาะสมนัก เช่น ใบบันทึกการซื้อสินค้าของลูกค้ารายหนึ่งซึ่งมีข้อมูลหลายอย่าง โดยทั่วไปมักมีรูปแบบดังนี้

ตัวอย่างใบบันทึกการซื้อสินค้า

 

จากใบบันทึกการซื้อสินค้า เก็บตัวอย่างข้อมูลได้ดังนี้

ตัวอย่างข้อมูลที่ได้จากใบบันทึกการซื้อสินค้า

 

จากตัวอย่างข้อมูลใบบันทึกการซื้อสินค้า จะเห็นได้ว่าในเอกสารนี้มีข้อมูลนำเข้าเพียงอย่างเดียว ส่วนข้อมูลอื่น ๆ นั้นจะเกิดขึ้นซ้ำ ๆ กัน โดยรายละเอียดของสินค้าที่ซื้อแต่ละบรรทัดนั้นจะเกิดขึ้นซ้ำ ๆ กัน ข้อมูลตามเอกสารนี้อาจนำมาจัดในรูปของตารางได้ แต่จะต้องใส่ชื่อ ที่อยู่ หมายเลขบัญชีของลูกค้าลงในทุกบรรทัดของตาราง ทำให้ได้ตารางดังรูป

ตัวอย่างจากใบบันทึกการซื้อสินค้า

 

จากตารางจะเห็นได้ว่าส่วนของ ชื่อ ที่อยู่ และหมายเลขบัญชีของลูกค้าจะมีซ้ำกันในทุกรายการสินค้าที่ซื้อ ทำให้สิ้นเปลืองเนื้อที่ในการจัดเก็บโดยไม่จำเป็น และทำให้อ่านข้อมูลยากกว่าเดิม ดังนั้นจึงต้องมาศึกษาถึงโครงสร้างและการจัดการข้อมูล เพื่อให้เก็บข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพสามารถเรียกใช้ได้อย่างรวดเร็ว และใช้เนื้อที่ในการจัดเก็บอย่างเหมาะสม

ระบบฐานข้อมูลสามารถแบ่งได้ตามวิธีการใช้งาน การวางโครงสร้างและการจัดการข้อมูล รวมทั้งความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลที่จัดเก็บอยู่ เรียกว่า แบบจำลองข้อมูล (Data models) ซึ่งแบ่งเป็น 3 แบบด้วยกันคือ

  • แบบจำลองแบบลำดับชั้น (The Hierachical Model)

แบบจำลองแบบลำดับชั้นได้ถูกพัฒนาโดยไอบีเอ็ม ในปีค.ศ. 1968 โดยระบบฐานข้อมูลที่ใช้แบบจำลองประเภทนี้จะเชื่อมโยงข้อมูลที่อยู่ภายใต้ด้วยความสัมพันธ์แบบลำดับชั้น และส่วนมากจะเอาข้อมูลทั้งหมดไว้ในไฟล์ขนาดใหญ่เพียงไฟล์เดียว

ในระบบจัดการฐานข้อมูลแบบลำดับชั้นกลุ่มของฟิลด์จะเรียกว่า เซกเมนต์ (segment) แทนการเรียกเรคคอร์ด และชิ้นของข้อมูลซึ่งอยู่บนสุดของลำดับชั้นจะเรียกว่า พาเรนต์อีลีเมต์ (parent element) ซึ่งจะมี ไชล์อีลีเมนต์ (child element) จำนวนหนึ่งอยู่ระดับถัดจากพาเรตต์อีลีเมตน์ลงมา

สมมติว่าต้องการเก็บตัวอย่างข้อมูลของมหาวิทยาลัยแห่งหนึ่ง โดยให้มหาวิทยาลัย (UNIVERSITY) มี m คณะ (FACULTY) แต่ละคณะมี n ภาควิชา (DEPARTMENT) แต่ละภาควิชามีนักเรียน (STUDENT) สังกัดอยู่จำนวน o คน นักเรียนแต่ละคนต้องเรียน p วิชา (COURDE) และแต่ละภาควิชามีอาจารย์ (STAFF ) จำนวนq คน จะเขียนโครงสร้างของฐานข้อมูลแบบจำลองแบบลำดับชั้นได้ดังนี้

โครงสร้างฐานข้อมูลแบบลำดับชั้น

 

จากรูปจะเห็นได้ว่าแบบจำลองแบบลำดับชั้นเป็นการรวมความสัมพันธ์ระหว่าง parent และ child เข้าด้วยกัน ปัญหาแบบจำลองแบบลำดับชั้นคืออีลีเมนต์ใดอีลีเมนต์หนึ่ง (child element) จะมีอีลีเมนต์ที่อยู่เหนือชั้นไปที่สัมพันธ์กันโดยตรง (parent element) มากกว่าหนึ่งความสัมพันธ์ไม่ได้ และแต่ละอีลีเมนต์จะอยู่ได้เพียงที่เดียวเท่านั้น

แบบจำลองแบบลำดับชั้นจะพบการใช้งานมาในเครื่องเมนเฟรม และมินิคอมพิวเตอร์ เช่น ระบบ Information Management System หรือไอ.เอ็ม.เอส จากไอบีเอ็ม เป็นต้น

  • แบบจำลองแบบเครือข่าย (The Network Model)

แบบจำลองแบบเครือข่ายได้รับการพัฒนาขึ้นเมื่อปีค.ศ. 1960 มีหลักการที่คล้ายกับแบบจำลองแบบลำดับชั้น นั่นคือมีการจัดข้อมูลอยู่ในความสัมพันธ์แบบพาเรนต์-ไชล์ (parent-child) แต่อีลีเมนต์ที่เป็นไชล์ (child) สามารถมีความสัมพันธ์กับอีลีเมนต์ที่เป็น พาเรนต์ (parent) ได้มากกว่าหนึ่งอีลีเมนต์ นั่นคือสามารถมีความสัมพันธ์ของข้อมูลในแบบ n:m ได้นั่นเอง ทำให้แบบจำลองแบบเครือข่ายสามารถปลงเป็นแบบจำลองแบบลำดับชั้นได้ แต่แบบจำลองแบบลำดับชั้นจะแปลงเป็นแบบจำลองแบบเครือข่ายไม่ได้

โครงสร้างฐานข้อมูลแบบเครือข่าย

 

  • แบบจำลองแบบความสัมพันธ์ (The Relational Model)

แบบจำลองแบบความสัมพันธ์เป็นแบบจำลองแบบที่ได้รับความนิยมสูงสุดในปัจจุบัน โดยระบบฐานข้อมูลส่วนมากจะใช้แบบความจำลองชนิดนี้ในการจัดการข้อมูลที่เก็บอยู่ เรียกฐานข้อมูลที่ใช้แบบจำลองแบบสัมพันธ์นี้ว่า ฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ (RDBMS)

จากรูปตัวอย่างใบบันทึกการซื้อสินค้า หากนำมาเก็บข้อมูลโดยใช้แบบจำลองแบบความสัมพันธ์จะเก็บไฟล์ในระบบฐานข้อมูลได้ดังนี้

(ก) HEAD FILE

(ข) ITEM FILE

โครงสร้างตารางฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์

 

จากรูป HEADER FILE เป็นไฟล์ที่เก็บข้อมูลนำเข้าในเอสสารการซื้อสินค้าทั้งหมด โดยข้อมูลนำเข้าของเอกสารอันหนึ่ง ก็จะเป็นข้อมูลหนึ่งชุดในไฟล์ ส่วน ITEM FILE เป็นไฟล์ที่เก็บรายละเอียดรายการสินค้าทั้งหมดในเอกสาร โดยสิ้นค้าแต่ละรายการจะเป็นข้อมูลหนึ่งชุด เช่น เอกสารแผ่นหนึ่งมีสินค้าอยู่ 5 รายการ ข้อมูลนำเข้าก็จะเป็นข้อมูลหนึ่งชุดใน HEADER FILE ส่วนรายการสินค้าจะถูกเก็บใน ITEM FILE จำนวน 5 ชุด เป็นต้น หากสังเกตให้ดีจะเห็นว่าทั้ง 2 ไฟล์จะมีฟิลด์ ACCOUNT ที่เหมือนกัน ใช้สำหรับเชื่อมโวง (linkage) ข้อมูลที่สัมพันธ์กัน สมมติตัวอย่างข้อมูลตามโครงสร้างตารางข้างต้นได้ดังนี้

(ก) HEAD FILE

(ข) ITEM FILE

ตัวอย่างข้อมูลจากโครงสร้างตารางฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์

 

การสร้างรายการสินค้าขึ้นมารายการหนึ่งทำได้โดยเลือกข้อมูลจาก HEADER FILE แล้วนำรายการนั้นไปเลือกข้อมูลในไฟล์ ITEM FILE ทำให้ข้อมูลในไฟล์ทั้ง 2 ไม่ต้องจัดลำดับ เพราะการทำงานในระบบฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์จะไม่ขึ้นกับลำดับของข้อมูลที่เก็บ แต่ผู้ใช้อาจจัดลำดับของข้อมูลเพื่อให้ข้อมูลดูเป็นระเบียบมากขึ้นก็ได้ ข้อจำกัดหรือข้อกำหนดของการเก็บข้อมูลโดยใช้แบบจำลองความสัมพันธ์คือในไฟล์หนึ่ง ๆ จะมีข้อมูลหรือเรคคอร์ดที่ซ้ำกันไม่ได้

นอกจากนี้ ผู้ใช้อาจเพิ่มไฟล์เพื่อเก็บข้อมูลอย่างอื่นก็ได้ เช่น ข้อมูลการออกในเสร็จให้ลูกค้า โดยการเพิ่มข้อมูลใหม่สามารถทำได้โดยเพิ่มไฟล์ใหม่ขึ้นมา และไฟล์ใหม่นี้จะต้องมีส่วนที่เชื่อมโยงกับไฟล์อื่นด้วย ซึ่งในที่นี้คือฟิลด์ ACCOUNT ดังรูป

ตัวอย่างการเพิ่มข้อมูลในตารางฐานช้อมูลเชิงสัมพันธ์

 

ไฟล์ในระบบการจัดการฐานข้อมูลแบบความสัมพันธ์เป็นไฟล์ที่เข้าใจความหมายได้ง่ายระหว่างไฟล์ต่าง ๆ มีข้อมูลที่ซ้ำซ้อนกันน้อยมาก ทำให้ประหยัดเนื้อที่ของหน่วยเก็บข้อมูล รวมทั้งสามารถเพิ่มหรือลดข้อมูลได้ง่าย ในระบบการจัดการฐานข้อมูลประเภทนี้มักจะไม่มีการจัดโครงสร้างของไฟล์ใหม่ จะมีก็เป็นการสร้างไฟล์ใหมีขึ้นมาเพิ่มเท่านั้น ในกรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงความต้องการขององค์กรก็จะเป็นการเพิ่มหรือลบไฟล์ หรือเพิ่มหรือลบฟิลด์บางฟิลด์เท่านั้น หรืออาจรวมไฟล์ 2 ไฟล์เข้าด้วยกันก็ได้ แต่การรวมไฟล์ขนาดใหญ่ 2 ไฟล์จะทำให้เกิดไฟล์ที่มีขนาดใหญ่มากและต้องใช้เวลานานในการทำงานนาน


กลับ...ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์