ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับระบบฐานข้อมูล

งานนำเสนอเรื่อง: "ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับระบบฐานข้อมูล"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับระบบฐานข้อมูล
อ.เกษรา วรนาถจินดา : อ.เกษรา วรนาถจินดา

2 หัวข้อที่ศึกษา 1. แนวคิดเกี่ยวกับการจัดเก็บข้อมูล 2. แนวคิดเกี่ยวกับระบบฐานข้อมูล 3. สถาปัตยกรรมระบบฐานข้อมูล 4. แนวคิดฐานข้อมูลแบบต่างๆ อ.เกษรา วรนาถจินดา

3 1.แนวคิดเกี่ยวกับการจัดเก็บข้อมูล
1.1 การจัดการข้อมูล (Data Management) 1.2 โครงสร้างแฟ้มข้อมูล 1.3 ชนิดของข้อมูล 1.4 ลักษณะของระบบแฟ้มข้อมูล 1.5 การจัดการแฟ้มข้อมูล 1.6 ประเภทของแฟ้มข้อมูล 1.7 การจัดโครงสร้างแฟ้มข้อมูล 1.8 ข้อดี ของแฟ้มข้อมูล ข้อจำกัด ของแฟ้มข้อมูล อ.เกษรา วรนาถจินดา

4 1.1การจัดการข้อมูล (Data Management)
การจัดการข้อมูลมีมาช้านาน เปลี่ยนไปตามยุคสมัยและเทคโนโลยี เริ่มจาก บันทึกข้อมูลลงในกระดาษ หรือสมุด บันทึกข้อมูลและจัดเก็บในแฟ้มเอกสาร แยกแฟ้มตามประเภท ทำดัชนีให้กับแฟ้มเอสารเพื่อนำแฟ้มเอกสารไปจัดเก็บในตู้จัดเก็บเอสาร นำเอกสารที่จัดเก็บในแฟ้มเอสาร(ตู้จัดเก็บเอสาร)เปลี่ยนเป็นเก็บเป็นไฟล์ในเครื่องคอมพิวเตอร์แทน จากเก็บเป็นไฟล์ในเครื่องคอมพิวเตอร์ พัฒนาเป็นการจัดทำเป็นฐานข้อมูล อ.เกษรา วรนาถจินดา

5 แสดงพัฒนาการของการจัดการข้อมูล
1.1การจัดการข้อมูล (Data Management) แสดงพัฒนาการของการจัดการข้อมูล อ.เกษรา วรนาถจินดา

6 1.2 โครงสร้างแฟ้มข้อมูล หรือ ไฟล์ (File) = เป็นหน่วยของข้อมูลที่มีการนำเรคอร์ด(ระเบียน)ที่มีความสัมพันธ์มารวมกัน เช่นในแฟ้มประวัติ นศ. จะประกอบด้วย เรคอร์ด ของ นศ.ทั้งหมดที่อยู่ใน มหาวิทยาลัย หรือ ระเบียน (Record) = เป็นหน่วยของข้อมูลที่มีหลายเขตข้อมูล(ฟิลด์)ที่มีความสัมพันธ์ หรือเกี่ยวข้องกันมารวมกัน เช่น เรคอร์ดของประวัติ นศ. จะประกอบด้วยฟิลด์ รหัสนศ. ชื่อ-สกุล นศ. วันเกิด ที่อยู่ จังหวัด เบอร์โทรศัพท์ เป็นต้น หรือเขตข้อมูล (Field) =เป็นการนำตัวอักขระตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปมารวมกันเพื่อให้เกิดเป็นคำที่มีความหมาย เช่น รหัสนิสิต ชื่อ-นามสกุลนิสิต คณะ สาขา เป็นต้น 1. บิต (Bit) = เป็นหน่วยของข้อมูลที่มีขนาดเล็กที่สุดที่เก็บในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ ซึ่งประกอบด้วยเลขฐานสอง (Binary Digit) ซึ่งมีค่าได้เพียงสองสถานะเท่านั้นคือ 0 หรือ 1 2. ไบต์ (Byte) =หน่วยของข้อมูลที่นำหลายบิตมาเรียงต่อกันเป็นไบต์ เพื่อใช้แทนตัวอักขระแต่ละตัว โดย 1 ตัวอักขระจะแทนด้วย 8 บิต (1 ไบต์) เช่น ตัวอักษร A เมื่อเก็บอยู่ในคอมพิวเตอร์จะเก็บเป็น เป็นต้น จึงทำให้สามารถสร้างรหัสแทนข้อมูลขึ้นมา เพื่อใช้สำหรับแทนตัวอักขระที่แตกต่างกันได้ถึง 256 ตัวด้วยกัน อ.เกษรา วรนาถจินดา

7 1.2 โครงสร้างแฟ้มข้อมูล อ.เกษรา วรนาถจินดา

8 1.3 ชนิดของข้อมูล 1.ข้อมูลที่เป็นรูปแบบ (Formatted Data) = เป็นข้อมูลที่รวมอักขระเป็นรูปแบบที่แน่นอน อาจอยู่ในรูปของรหัส ซึ่งต้องตีความหมายอีกครั้ง เช่น รหัสวิชาระบบการจัดการฐานข้อมูล 2.ข้อมูลแบบข้อความ (Text) =เป็นข้อมูลที่เป็นอักขระในแบบข้อความ โดยไม่มีรูปแบบที่แน่นอน ความหมายจะอยู่ในข้อความ เช่น ชื่อวิชาระบบการจัดการฐานข้อมูล 3.ข้อมูลแบบภาพลักษณ์/ชนิดภาพ (Images) = เป็นข้อมูลที่เป็นภาพหรือเป็นกราฟ โดยคอมพิวเตอร์ะทำการแปลงภาพเหล่านี้ให้เสมือนการส่งข้อมูลแบบข้อความ 4.ข้อมูลแบบเสียง (audio) = เป็นข้อมูลที่เป็นเสียง 5.ข้อมูลแบบภาพและเสียง (video) = เป็นข้อมูลที่เป็นเสียงและรูปภาพ ที่ถูกจัดเก็บไว้ด้วยกัน เป็นการผสมผสานรูปภาพและเสียงเข้าด้วยกัน อ.เกษรา วรนาถจินดา

9 1.4 ลักษณะของระบบแฟ้มข้อมูล
ระเบียนขนาดคงที่ (fixed length record) = ขนาดของระเบียนมีจำนวนตัวอักขระเท่ากันหมดในทุก ๆ ระเบียนของแฟ้มข้อมูล เช่น หญิง (F) หรือ ชาย (M) 2. ระเบียนที่มีความยาวแปรได้ (variable length record) = ทุก เรคอร์ดจะมีจำนวนฟิลด์ต่างกัน และแต่ละฟิลด์มีความยาวต่างกันเช่น แฟ้มบันทึกรายการใบสั่งซื้อสินค้า แต่ละเรคอร์ดจะแทนใบสั่งสินค้าหนึ่งใบ และใบสั่งสินค้าแต่ละใบอาจจะมีรายการสินค้าที่สั่งซื้อไม่เท่ากัน อ.เกษรา วรนาถจินดา

10 1.5 การจัดการแฟ้มข้อมูล 1.การสร้างแฟ้มข้อมูล (file creating) = การสร้างแฟ้มข้อมูลเพื่อนำมาใช้ในการประมวลผล ส่วนใหญ่จะสร้างจากเอกสารเบื้องต้น โดยเริ่มจากการพิจารณากำหนดสื่อข้อมูลการออกแบบฟอร์มของระเบียน การกำหนดโครงสร้างการจัดเก็บแฟ้มข้อมูลบนสื่ออุปกรณ์ (การสร้างแฟ้มข้อมูล) 2.การปรับปรุงรักษาแฟ้มข้อมูล (การสืบค้น และการปรับเปลี่ยนข้อมูล) 2.1 การค้นคืนระเบียนในแฟ้มข้อมูล (retrieving) คือ การค้นหาข้อมูลที่ต้องการเพื่อนำมาใช้งานใดงานหนึ่ง โดยการเลือกคีย์ฟิลด์ เป็นตัวกำหนดเพื่อที่จะนำไปค้นหาระเบียนที่ต้องการในแฟ้มข้อมูล เช่น ต้องการหาว่า พนักงานที่ชื่อสมชายมีอยู่กี่คน (การค้นหาข้อมูล) 2.2 การปรับเปลี่ยนข้อมูล (updating) = เช่น การเพิ่มบางระเบียนเข้าไป, แก้ไขเปลี่ยนแปลงหรือลบบางระเบียนออกไป (การแก้ไข หรือเปลี่ยนแปลงข้อมูล = add, modified=change, delete) อ.เกษรา วรนาถจินดา

11 1.6 ประเภทของแฟ้มข้อมูล 1.แฟ้มข้อมูลหลัก (master file) = เป็นแฟ้มที่บรรจุข้อมูลพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับระบบงาน และเป็นข้อมูลหลักที่เก็บไว้ใช้ประโยชน์ข้อมูลเฉพาะเรื่อง ไม่มีรายการเปลี่ยนแปลงในช่วงปัจจุบัน มีสภาพค่อนข้างคงที่ไม่เปลี่ยนแปลงหรือเคลื่อนไหวบ่อย แต่จะถูกเปลี่ยนแปลงเมื่อมีการสิ้นสุดของข้อมูล เป็นข้อมูลที่สำคัญที่เก็บไว้ใช้ประโยชน์ ตัวอย่าง เช่น แฟ้มข้อมูลหลักของนักศึกษา จะแสดงรายละเอียดของนักศึกษา ซึ่งมี ชื่อนามสกุล ที่อยู่ ผลการศึกษา เป็นต้น 2.แฟ้มข้อมูลรายการเปลี่ยนแปลง (transaction file) = เป็นแฟ้มข้อมูลที่ประกอบด้วยระเบียนข้อมูลที่มีการเคลื่อนไหว และถูกรวบรวมเป็นแฟ้มข้อมูลรายการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในแต่ละงวดในส่วนที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลนั้น ใช้สำหรับนำไปปรับรายการในแฟ้มข้อมูลหลักให้ได้ยอดปัจจุบัน ตัวอย่างเช่น แฟ้มข้อมูลลงทะเบียนเรียนของ นศ. 3.แฟ้มข้อมูลตาราง (table file) = เป็นแฟ้มข้อมูลที่มีค่าคงที่ ประกอบด้วยตารางที่เป็นข้อมูลหรือชุดของข้อมูลที่มีความเกี่ยวข้องกันและถูกจัดให้อยู่รวมกันอย่างมีระเบียบ โดยจะถูกใช้เป็นตารางเทียบในการประมวลผลกับแฟ้มข้อมูลอื่นเป็นประจำอยู่เสมอ เช่น ตารางราคาสินค้า 4.แฟ้มข้อมูลเรียงลำดับ (sort file) = เป็นการจัดเรียงระเบียนที่จะบรรจุในแฟ้มข้อมูลนั้นใหม่ เช่น จัดเรียงลำดับตาม วันเดือนปี, เรียงตามลำดับตัวอักษร เป็นต้น 5.แฟ้มข้อมูลรายงาน (report file) = เป็นแฟ้มที่ถูกจัดเรียงระเบียบตามรูปแบบของรายงานที่ต้องการแล้วจัดเก็บไว้ในรูปของแฟ้มข้อมูล เช่น แฟ้มข้อมูลรายงานควบคุมการปรับเปลี่ยนข้อมูลที่เกิดขึ้นในขณะปฏิบัติงานแต่ละวัน อ.เกษรา วรนาถจินดา

12 1.7 การจัดโครงสร้างแฟ้มข้อมูล
1.แบบลำดับ (sequential file) = การนำข้อมูลมาใช้ของโครงสร้างแฟ้มข้อมูลแบบลำดับจะต้องอ่านข้อมูลไปตามลำดับ จะเข้าถึงข้อมูลโดยตรงไม่ได้ ต้องไล่ลำดับการบันทึก 2.แบบลำดับตามดัชนี (index sequential file) = เป็นการจัดข้อมูลแบ่งตามหมวดหมู่ สรุปเป็นตารางซึ่งมีลักษณะคล้ายสารบัญของหนังสือ การจัดข้อมูลแบบนี้ทำให้สามารถเข้าถึงข้อมูลได้ง่าย โดยตรงไปที่ตารางซึ่งเป็นดัชนี จะทำให้ทราบตำแหน่งของข้อมูลนั้น โดยไม่ต้องอานข้อมูลทีละระเบียน จะต้องมีคีย์ฟิลด์เป็นตัวเข้าถึงข้อมูล 3.แบบสัมพัทธ์ (relative file) = แฟ้มข้อมูลแบบสัมพัทธ์นี้ข้อมูลจะถูกบันทึกโดยอาศัยกลไกการกำหนดตำแหน่งของข้อมูล ซึ่งจะช่วยให้สามารถตรงไปถึงหรือบันทึกข้อมูลที่ต้องการได้โดยไม่ต้องอ่านหรือผ่านข้อมูลที่อยู่ในลำดับก่อนหน้าระเบียนที่ต้องการ การดึงหรือการบันทึกข้อมูลจะสามารถทำได้อย่างรวดเร็ว อ.เกษรา วรนาถจินดา

13 1.8 ข้อดี ของแฟ้มข้อมูล 1.ง่ายต่อการออกแบบและพัฒนา (easy to design and implement) = เนื่องจากความสลับซับซ้อนในขั้นตอนการออกแบบและการพัฒนามีไม่มาก เนื่องจากพัฒนาเพียงแอปพลิเคชั่นเท่านั้น 2.การประมวลผลแบบแฟ้มข้อมูลเป็นวิธีดั้งเดิมที่ใช้กันมานาน และมีความรวดเร็ว (historically and processing speed) = เนื่องจากการประมวลผลแบบแฟ้มข้อมูลเป็นเทคโนโลยีแบบดั้งเดิมที่ใช้กันตั้งแต่เริ่มการใช้ภาษาระดับสูง เช่น ภาษา COBOL โดยการประมวลผลด้วยวิธีดังกล่าวจะมีความรวดเร็ว เนื่องจากการประมวลผลข้อมูล สามารถกำหนดแฟ้มที่เกี่ยวข้องจากโปรแกรมประยุกต์ที่เขียนไว้โดยตรง ผลก็คือ โปรแกรมจะทำงานด้วยความรวดเร็ว อ.เกษรา วรนาถจินดา

14 1.9 ข้อจำกัดของแฟ้มข้อมูล
1.ข้อมูลมีการเก็บแยกจากกัน (separation and isolation of data) ตัวอย่าง ตารางพนักงานมีการจัดเก็บไว้ที่แผนกบุคคล ส่วนตารางพนักงานขายก็จัดเก็บไว้ที่แผนกขาย ดังนั้นหากต้องการแสดงรายงานเกี่ยวกับพนักงานขาย จึงต้องแสดงทั้ง 2 ตาราง อ.เกษรา วรนาถจินดา

15 1.9 ข้อจำกัดของแฟ้มข้อมูล
2.ข้อมูลมีความซ้ำซ้อน (duplication of data/data redundancy) มี 3 ลักษณะ คือ -กรณีที่ 1 ข้อผิดพลาดจากการเพิ่มข้อมูล (insertion anomalies) เช่น หากเพิ่มชื่อที่แฟ้มพนักงานขาย แต่ไม่เพิ่มที่แฟ้มพนักงาน ทำให้เกิดความผิดพลาดได้ หากเพิ่มชื่อที่แฟ้มพนักงานขาย แต่ไม่เพิ่มที่แฟ้มพนักงาน ทำให้เกิดความผิดพลาดได้ อ.เกษรา วรนาถจินดา

16 1.9 ข้อจำกัดของแฟ้มข้อมูล
2.ข้อมูลมีความซ้ำซ้อน (duplication of data/data redundancy) -กรณีที่ 2 ข้อผิดพลาดจากการลบข้อมูล (deletion anomalies) ตัวอย่างความขัดแย้งของการลบข้อมูลในวิธีแฟ้มข้อมูล เช่น ในแฟ้มพนักงานลบชื่อออกแล้ว แต่ในแฟ้มพนักงานขาย ยังไม่ลบออก ทำให้เกิดความผิดพลาดของข้อมูล ในแฟ้มพนักงานลบชื่อออกแล้ว แต่ในแฟ้มพนักงานขาย ยังไม่ลบออก ทำให้เกิดความผิดพลาดของข้อมูล อ.เกษรา วรนาถจินดา

17 1.9 ข้อจำกัดของแฟ้มข้อมูล
2.ข้อมูลมีความซ้ำซ้อน (duplication of data/data redundancy) -กรณีที่ 3 ข้อผิดพลาดจากการเปลี่ยนแปลงข้อมูล (modification anomalies) ตัวอย่าง ความขัดแย้งของการเปลี่ยนแปลงข้อมูลในวิธีแฟ้มข้อมูล กรณี นส.นงนุช เปลี่ยนชื่อเป็น ณิชการต์ และแจ้งที่ฝ่ายบุคคล คือแฟ้มพนักงาน แต่ไม่ได้แจ้งที่ฝ่ายพนักงานขาย ทำให้เกิดความผิดพลาดของข้อมูล อ.เกษรา วรนาถจินดา

18 1.9 ข้อจำกัดของแฟ้มข้อมูล
3.ข้อมูลมีความขึ้นต่อกัน เช่น ต้องการเปลี่ยนแปลงความกว้างของเงินเดือนจาก 5 หลัก เป็น 6 หลัก จะต้องไปเขียนโปรแกรมเพิ่มเติม 4.มีรูปแบบที่ไม่ตรงกัน = โครงสร้างข้อมูลถูกเขียนด้วยโปรแกรมประยุกต์ โครงสร้างก็จะขึ้นอยู่กับภาษาของโปรแกรมประยุกต์นั้น เช่น โครงสร้างถูกสร้างด้วยภาษา COBOL อาจมีความแตกต่างจากโครงสร้างของไฟล์ข้อมูลที่สร้างขึ้นด้วยภาษา C และเป็นการยากสำหรับการนำไฟล์ทั้งสองมาประมวลผลร่วมกัน 5.รายงานต่างๆถูกกำหนดไว้อย่างจำกัด = ระบบแฟ้มข้อมูล มีความขึ้นอยู่กับโปรแกรมประยุกต์เป็นอย่างมาก เนื่องจากรายงานหรือคิวรีถูกเขียนโดยโปรแกรมเมอร์ และถูกกำหนดรูปแบบรวมทั้งรายงานต่างๆ ที่แน่นอนลงในโปรแกรมเรียบร้อยแล้ว ดังนั้น หากผู้ใช้งานต้องการรายงานเพิ่มเติมก็จำเป็นต้องว่าจ้างโปรแกรมเมอร์ให้เขียนโปรแกรมใหม่ นั่นหมายถึง ต้องเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้น 6.ความไม่สอดคล้องกันของข้อมูล (Data inconsistency) เช่น ไฟล์เก็บไว้หลายที่ ทำให้ข้อมูลที่ผิดอีกที่หนึ่ง แต่ไม่ผิดอีกที่หนึ่ง ก็เป็นได้ อ.เกษรา วรนาถจินดา

19 1.9 ข้อจำกัดของแฟ้มข้อมูล
7.ความยุ่งยากในการเข้าถึงข้อมูล = โครงสร้างที่จัดเก็บในแฟ้มข้อมูลจะต้องมีลักษณะการจัดเก็บของชนิดที่ตรงกัน 8.บูรณภาพของข้อมูล (integrity) = ค่าของข้อมูลที่เก็บอยู่ในฐานข้อมูลจะต้องถูกต้องตามกฎข้อบังคับของความสอดคล้องกัน (consistency) 9.อะตอมมิค (atomic) = เมื่อโปรแกรมขัดข้องสามารถแก้ไขและกลับสู่สถานะของค่าเดิม 10.การควบคุมสภาวะการทำงานพร้อมกัน (concurrency control) = การที่ผู้ใช้หลายคนสามารถเข้าถึงข้อมูลเดียวกันได้ในเวลาพร้อมๆกัน เช่น การเบิกถอนเงินด้วย ATM และเคาน์เตอร์พร้อมกันในบัญชีเดียวกัน 11.บูรณภาพของข้อมูล (integrity) = ค่าของข้อมูลที่เก็บอยู่ในฐานข้อมูลจะต้องถูกต้องตามกฎข้อบังคับของความสอดคล้องกัน (consistency) 12.ความมั่นคงของระบบ (security) =การป้องกันการเข้าถึงข้อมูลของผู้ใช้ อ.เกษรา วรนาถจินดา

20 2.แนวคิดเกี่ยวกับระบบฐานข้อมูล
2.1 ฐานข้อมูล และระบบจัดการฐานข้อมูล 2.2 ข้อดี ของระบบจัดการฐานข้อมูล 2.3 ข้อเสีย ของระบบจัดการฐานข้อมูล 2.4 ส่วนประกอบของระบบการจัดการฐานข้อมูล อ.เกษรา วรนาถจินดา

21 2.1 ฐานข้อมูล และระบบจัดการฐานข้อมูล
- ความหมายของระบบฐานข้อมูล (Database System) = กลุ่มของข้อมูลที่มีการเก็บรวบรวมไว้ โดยมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน - ระบบการจัดการฐานข้อมูล (Database Management System : DBMS) = โปรแกรมที่ใช้เป็นเครื่องมือในการจัดการฐานข้อมูล ประกอบด้วยฟังก์ชั่นหน้าที่ต่างๆในการจัดการฐานข้อมูล รวมทั้งภาษาที่ใช้ทำงานกับข้อมูล 2. อนุญาตให้ผู้ใช้งานสามารถทำการเพิ่ม ปรับปรุง ลบ และเรียกใช้ข้อมูลจากฐานข้อมูลได้ 4. เปรียบเสมือนตัวกลาง ที่ดูแลการใช้งานระหว่างผู้ใช้งานกับแฟ้มข้อมูล หรือโปรแกรมจัดการข้อมูล 3. สามารถควบคุมการเข้าถึงข้อมูล - ความปลอดภัยของระบบ = กำหนดสิทธิ์การเข้าใช้งาน โดยให้สิทธิ์ที่ต่างกัน - ความคงสภาพของระบบ = ทำให้เกิดความถูกต้องตรงกันในการจัดเก็บข้อมูล - มีระบบควบคุมการเข้าถึงข้อมูลพร้อมกัน จัดการกับปัญหาเมื่อมีข้อผิดพลาดกับข้อมูลเกิดขึ้น - สามารถกู้คืนข้อมูลระบบ ในกรณีที่ HW หรือ SW เกิดความเสียหาย 1. อนุญาตให้ผู้ใช้งานสามารถกำหนดหรือสร้างฐานข้อมูล เพื่อกำหนดโครงสร้างข้อมูล ชนิดข้อมูล รวมทั้งอนุญาตให้ข้อมูลที่กำหนดขึ้น สามารถบันทึกลงในฐานข้อมูลได้ หน้าที่ของระบบการจัดการฐานข้อมูล (Database Management System : DBMS) ภาษานิยามข้อมูล(DDL) CREAT = สร้าง ALTER = เปลี่ยนโครงสร้าง DROP = ยกเลิก ภาษาจัดการข้อมูล(DML) SELECT = ค้นระเบียน UPDATE = ปรับปรุงระเบียน INSERT = เพิ่มระเบียน DELETE = ลบระเบียน ภาษาควบคุมข้อมูล(DCL) GRANT = กำหนดสิทธิ์ REVOKE = ยกเลิกสิทธิ์ อ.เกษรา วรนาถจินดา

22 2.1 ฐานข้อมูล และระบบจัดการฐานข้อมูล
ผู้บริหารฐานข้อมูล (Database administor : DBA) คือ บุคคลที่มีหน้าที่ควบคุมดูแลระบบฐานข้อมูล หรือ ผู้ที่มีหน้าที่ควบคุมการบริหารงานของฐานข้อมูลทั้งหมด หน้าที่ของผู้บริหารฐานข้อมูล (DBA) - กำหนดโครงสร้างหรือรูปแบบของฐานข้อมูล = ต้องวิเคราะห์ว่าจะเก็บข้อมูลระบบใด ใช้วิธีการใดในการเก็บ และใช้เทคนิคใดในการเข้าถึงข้อมูล - กำหนดโครงสร้างของอุปกรณ์เก็บข้อมูลละวิธีการเข้าถึงข้อมูล = กำหนดโครงสร้างอุปกรณ์กับข้อมูล และวิธีการเข้าถึงข้อมูล พร้อมทั้งกำหนดแผนการในการทำระบบสำรองและการฟื้นสภาพข้อมูล - กำหนดขอบเขตการเข้าถึงข้อมูลของผู้ใช้ = ประสานงานกับผู้ใช้ ให้คำปรึกษา ให้คำตอบ และตรวจสอบความต้องการใช้งาน อ.เกษรา วรนาถจินดา

23 2.2 ข้อดี ของระบบจัดการฐานข้อมูล (DBMS)
1.ความอิสระของโปรแกรมและข้อมูล = ปป.โครงสร้างข้อมูลได้ โดยไม่กระทบต่อโปรแกรม 2.ลดความซ้ำซ้อนในข้อมูล = ห้ามมีค่าว่าง, ค่าซ้ำ, แต่สามารถใช้ข้อมูลร่วมกัน 3.ความคงที่ของข้อมูล = จัดเก็บไว้ที่แหล่งเดียว หาก ปป. จะมีการ ปป.อัตโนมัติและปป.กี่ครั้งข้อมูลยังคงเหมือนกันตลอด (ปป.ส่วนอื่นๆที่เกี่ยวข้องอัตโนมัติ) 4.การใช้ข้อมูลร่วมกัน = สามารถใช้ข้อมูลร่วมกันได้ตามสิทธิ์และวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน 5.เพิ่มคุณประโยชน์สำหรับการพัฒนาแอปพลิเคชั่น = มีเครื่องมือช่วยพัฒนาทำให้ใช้ง่าย 6.ความเป็นมาตรฐานเดียวกัน = มีการกำหนดรูปแบบข้อมูลที่สื่อความหมายในรูปแบบเดียวกัน รูปแบบคำสั่งในการเข้าถึงข้อมูล การ ปป. แก้ไขและการป้องกันข้อมูล 7.ข้อมูลมีคุณภาพมากขึ้น = มีระบบป้องกันการเข้าถึงข้อมูลหรือ ปป. ข้อมูลโดยไม่ได้ตั้งใจ, ข้อมูลที่จะจัดเก็บ จะต้องผ่านการขัดเกล่าและวิเคราะห์ความชัดเจน เพื่อให้มีความน่าเชื่อถือ 8.การเข้าถึงข้อมูลและการตอบรับข้อมูลมีทิศทางที่ดีขึ้น = สามารถเรียกดูข้อมูลต่างๆ ตามเงื่อนไขที่ต้องการอย่างง่ายดาย 9.ลดขั้นตอนการบำรุงรักษาโปรแกรม = ข้อมูลกับโปรแกรมมีความเป็นอิสระต่อกัน อ.เกษรา วรนาถจินดา

24 2.3 ข้อเสีย ของระบบจัดการฐานข้อมูล (DBMS)
1.มีความซับซ้อน = เทคโนโลยีมีความซ้ำซ้อนสูง จึงต้องอาศัยความเชี่ยวชาญและความเข้าใจ จึงจะสามารถลดความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นได้ และใช้งานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ 2.มีขนาดใหญ่ = DBMS ที่มีประสิทธิภาพย่อมต้องการทรัพยากรของระบบที่สูง จึงจำเป็นต้องใช้พื้นที่ดิสก์เยอะเพื่อการทำงานที่มีประสิทธิภาพ 3.การทำงานช้า = DBMS บางตัวต้องการใช้ทรัพยากรค่อนข้างสูง แต่หากเราใช้ทรัพยากรต่ำจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของ DBMS ทำให้การทำงานของ DBMS มีความล่าช้าได้ 4.ต้นทุนสูง = ต้นทุนของ DBMS สูงตามประสิทธิภาพและรูปแบบการใช้งานขององค์กรที่ต่างกัน 5.ต้องใช้ผู้เชี่ยวชาญในการจัดการฐานข้อมูล = DBMS ต้องใช้บุคลากรที่มีความเชี่ยวชาญเฉพาะสำหรับการออกแบบและการจัดการฐานข้อมูล และมีความเข้าใจกระบวนการจัดการและการใช้งาน DBMS ได้เป็นอย่างดี 6.ปัญหาจากการใช้ข้อมูลร่วมกัน = กรณีผู้ใช้งานมีความต้องการปรับปรุงข้อมูลพร้อมกัน ระบบอาจต้องมีการควบคุมจังหวะการเข้าถึงข้อมูล เพื่อลดการผิดพลาดและความไม่สอดคล้องกันของข้อมูล 7.ผลกระทบต่อความล้มเหลวในข้อมูล = เนื่องจากระบบฐานข้อมูลจะมีการจัดเก็บข้อมูลทั้งหมดของหน่วยงานไว้ที่ส่วนกลาง ดังนั้น จึงมีความเสี่ยงต่อระบบค่อนข้างสูง เพราะอาจเกิดเหตุการณ์ไม่คาดคิดต่อระบบและเกิดความล้มเหลวของข้อมูลทำให้ไม่สามารถใช้งานได้ 8.การกู้ระบบเป็นไปค่อนข้างยาก = โดยเฉพาะกับระบบฐานข้อมูลที่มีขนาดใหญ่ การกู้คืนระบบอาจต้องใช้ระยะเวลานาน อ.เกษรา วรนาถจินดา

25 2.4 ส่วนประกอบของระบบการจัดการฐานข้อมูล
1.ฮาร์ดแวร์ (Hardware) = คอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์รอบข้างที่จำเป็นสำหรับ DBMS ทั้งนี้ HW จะเป็นรูปแบบใดนั้น ขึ้นอยู่กับความต้องการขององค์กรหรือหน่วยงานหลัก 2.ซอฟต์แวร์ (Software) = ระบบปฏิบัติการ ซอฟต์แวร์การจัดการฐานข้อมูล รวมทั้ง แอปพลิเคชันโปรแกรมและโปรกรมยูทิลิตี้ต่างๆ 3.ข้อมูล (Data) = สิ่งที่ผู้ใช้งานต้องการแสดงถึงสิ่งที่ต้องการ 4.โพรซีเยอร์ (Procedure) = ขั้นตอนการปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้องกับชุดคำสั่ง กฎเกณฑ์ในการออกแบบและการใช้งานฐานข้อมูล ประกอบด้วยชุดคำสั่งและขั้นตอนที่ใช้ในการปฏิบัติงาน 5.บุคลากร (People) = จำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับระบบอยู่ตลอดเวลา ประกอบด้วยบุคลากรที่ทำหน้าที่ในการจัดการฐานข้อมูลต่างๆกัน เช่น ผู้บริหารข้อมูลและจัดการฐานข้อมูล (Data and Database administrators) นักออกแบบฐานข้อมูล (Database designers) นักเขียนโปรแกรมประยุกต์ (Application Programmers) และผู้ใช้งาน (End Users) ข้อมูล ฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ กระบวนการจัดการ บุคลากร อ.เกษรา วรนาถจินดา เครื่องมือ ตัวเชื่อม มนุษย์

26 2.4 ส่วนประกอบของระบบการจัดการฐานข้อมูล
อ.เกษรา วรนาถจินดา

27 2.4 ส่วนประกอบของระบบการจัดการฐานข้อมูล
อ.เกษรา วรนาถจินดา

28 3. สถาปัตยกรรมระบบฐานข้อมูล
ระบบฐานข้อมูลจะมีประโยชน์ก็ต่อเมื่อผู้ใช้สามารถเข้าถึงหรือจัดการกับข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากผู้ใช้ส่วนใหญ่ไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญคอมพิวเตอร์ ในการออกแบบDB จึงได้มีการซ่อนรายละเอียดที่ซับซ้อนต่างๆไว้ภายใน โดยผู้ใช้จะเห็นข้อมูลในรูปแบบเชิงนามธรรมเท่านั้น และสามารถมองเห็นได้ในมุมมองที่แตกต่างกันตามสิทธิและความต้องการที่ต่างกัน จึงเป็นที่มาของสถาปัตยกรรมฐานข้อมูล ซึ่งถูกกำหนดโดย American National Standard Institute (ANSI) คำศัพท์ที่ควรรู้จัก 1. Database Schema=ภาพรวมของระบบฐานข้อมูลในเชิงตรรกะที่จะบ่งบอกให้ทราบว่าฐานข้อมูลนี้ ประกอบด้วยข้อมูลอะไรบ้าง และมีความสัมพันธ์กันอย่างไร 2. Sub-schema = เป็นมุมมองที่ผู้ใช้ฐานข้อมูลสามารถมองเห็นได้ โดยทั่วไปจะเป็นเพียงบางส่วนของสกีมาฐานข้อมูล 3. Mapping = การเชื่อมโยงข้อมูลแต่ละระดับ หรือการแปลงข้อมูลแต่ละระดับไปยังอีกระดับ 4. ความเป็นอิสระของข้อมูล (Data independence) = ความสามารถในการเปลี่ยนแปลงสกีมาในระดับหนึ่งของฐานข้อมูลโดยไม่มีผลกระทบต่อสกีมาในระดับสูงขึ้นไป เป็นแนวคิดที่พยายามที่จะทำให้โปรแกรมมีความเป็นอิสระจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างข้อมูล ดังนี้ 4.1 ความเป็นอิสระของข้อมูลทางกายภาพ (Physical data independence) คือ การเปลี่ยนแปลงใดๆในสกีมาทางกายภาพ จะไม่มีผลต่อสกีมาทางตรรกะ 4.2 ความเป็นอิสระของข้อมูลทางตรรกะ (logical data independence) คือการเปลี่ยนแปลงใดๆในสกีมาทางตรรกะ จะไม่มีผลกระทบต่อโปรแกรมประยุกต์ อ.เกษรา วรนาถจินดา

29 วัตถุประสงค์หลักของการแบ่งโครงสร้างฐานข้อมูล 3 ระดับ
สถาปัตยกรรมของระบบฐานข้อมูล แบ่งเป็น 3 ระดับ (Three-Level Architecture) วัตถุประสงค์หลักของการแบ่งโครงสร้างฐานข้อมูล 3 ระดับ 1. ผู้ใช้งานไม่จำเป็นต้องสนใจในรายละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างการจัดเก็บข้อมูล ไม่ว่าจะเป็นโครงสร้างการจัดเก็บข้อมูลจะเป็นแบบเรียงลำดับ หรือแบบดัชนี จะปล่อยให้เป็นหน้าที่ของ DBMS เป็นตัวจัดการ 2. ผู้ใช้งานแต่ละคนสามารถเข้าถึงข้อมูลชุดเดียวกัน แต่อาจมีความต้องการนำเสนอข้อมลหรือแสดงมุมมองของข้อมูลที่แตกต่างกัน รวมทั้งการแสดงข้อมูลก็จะแสดงข้อมูลเพียงบางส่วนเท่าที่จำเป็นต่อการใช้งานเท่านั้น โดยไม่มีความจำเป็นที่จะต้องแสดงข้อมูลให้ดูทั้งหมด 3. ความอิสระของข้อมูล คือ ไม่ต้องทำการแก้ไขโปรแกรมทุกครั้ง เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของข้อมูล อ.เกษรา วรนาถจินดา

30 Internal level หรือ internal schema
สถาปัตยกรรมของระบบฐานข้อมูล แบ่งเป็น 3 ระดับ (Three-Level Architecture) 1.ระดับภายใน (internal level) หรือ ระดับภายภาพ (Physical Level) - ใช้ในการอธิบายว่าข้อมูลต่างๆที่ถูกจัดเก็บจริงๆ ในฐานข้อมูล มีการจัดเก็บอย่างไร(how) - เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บข้อมูลในระดับกายภาพ (หน่วยเก็บข้อมูลสำรอง) ข้อมูลเก็บอยู่ในตำแหน่งใดของดิสก์ และจัดเก็บข้อมูลเกี่ยวกับ Index และ pointer - เป็นข้อมูลเชิงนามธรรมในระดับล่างสุด ระดับภายในยังเกี่ยวข้องกับการบีบอัดข้อมูล รวมทั้งเทคนิคการเข้ารหัสข้อมูลด้วย และเป็นส่วนที่พิจารณาถึงความเร็วในการปฏิบัติกับข้อมูล - ผู้รับผิดชอบ คือ ผู้ออกแบบฐานข้อมูลระดับกายภาพ (Physical Database Designer) เลือกใช้อุปกรณ์ที่ใช้ในการจัดเก็บ วิธีเข้าถึงข้อมูล วิธีการบำรุงรักษา และการเพิ่มประสิทธิภาพของฐานข้อมูล Internal level หรือ internal schema จัดเก็บไว้ อ.เกษรา วรนาถจินดา

31 Conceptual level หรือ Conceptual schema
สถาปัตยกรรมของระบบฐานข้อมูล แบ่งเป็น 3 ระดับ (Three-Level Architecture) 2.ระดับเชิงแนวคิด (conceptual level) หรือ ระดับตรรกะ (logical) = เป็นระดับของการออกแบบฐานข้อมูล ซึ่งผลลัพธ์ที่ได้จากการออกแบบฐานข้อมูล  เก็บข้อมูลอะไร (what) และความสัมพันธ์ (relationship) ระหว่างข้อมูลเป็นอย่างไร  สคีมา (Schema) Conceptual Schema = สิ่งที่อธิบายว่า ฐานข้อมูลประกอบด้วย เอนติตี้อะไรบ้าง แต่ละเอนติตี้ประกอบด้วยเขตข้อมูล (Filed)ใด มีชนิดข้อมูลเป็นอะไร มีขนาดเท่าไร และความสัมพันธ์ระหว่างเอนติตี้เป็นอย่างไร เป็นระดับที่มีความเกี่ยวข้องกับ 1. จำนวนเอนติตี้ทั้งหมด = แอตทริบิวต์, ความสัมพันธ์ระหว่างแต่ละเอนติตี้ 2. กฎเกณฑ์ในข้อมูล ความปลอดภัย (Security) และความคงสภาพ (Integrity) ในข้อมูล - การกระทำหรือการปฏิบัติการใดๆ ในโปรแกรมจากผู้ใช้งานจะปฏิบัติบนโครงสร้างข้อมูลในระดับนี้เท่านั้น บุคคลที่สามารถเข้าไปแก้ไขโครงสร้างข้อมูลในระดับนี้ คือ DBA หรือ โปรแกรมเมอร์ Ex. Conceptual level หรือ Conceptual schema อ.เกษรา วรนาถจินดา

32 สถาปัตยกรรมของระบบฐานข้อมูล แบ่งเป็น 3 ระดับ (Three-Level Architecture)
3.ระดับภายนอก (external level) หรือ ระดับวิว (User view level) - เป็นระดับที่มีการนำข้อมูลจากฐานข้อมูลไปใช้งาน - ผู้ใช้แต่ละคนสามารถเลือกดูข้อมูลเฉพาะที่ตนสนใจหรือต้องการใช้ ดังนั้น ผู้ใช้แต่ละคนจะมีวิว/มุมมองข้อมูลในฐานข้อมูลที่แตกต่างกันได้ (ตามสิทธิ์การเข้าใช้ต่างกัน) - เป็นข้อมูลเชิงนามธรรมระดับสูงสุด ใช้อธิบายเกี่ยวกับบางส่วนของฐานข้อมูล - วิวของข้อมูลจะดึงข้อมูลมาจาก Conceptual Level - External Schema / Sub-schema = สิ่งที่จะใช้อธิบายวิวของข้อมูลที่ถูกดึงมาจากฐานข้อมูลที่อยู่ในระดับ Conceptual Level - ระดับภายนอกมี Sub-schema ได้หลาย Sub-schema External level/ User view level หรือ External schema หรือ อ.เกษรา วรนาถจินดา

33 ผู้ใช้ 3 คนเห็นข้อมูลไม่เหมือนกัน
User A User B User C ชื่อ เบอร์ติดต่อ สินธุ วารี ชื่อ ที่อยู่ปัจจุบัน สินธุ 201 ถ.แจ้งวัฒนะ วารี 14/5 ถ.ต้นสน ชื่อ วิชา การศึกษา วารุณี ฐานข้อมูล โท วายุ เขียนโปรแกรม เอก External Conceptual ชื่อ วิชา การศึกษา วารุณี ฐานข้อมูล โท วายุ เขียนโปรแกรม เอก ชื่อ อายุ ที่อยู่ เบอร์ติดต่อ สินธุ 19 201 ถ.แจ้งวัฒนะ วารี 20 14/5 ถ.ต้นสน ตารางนักเรียน ตารางอาจารย์ ผู้ใช้ 3 คนเห็นข้อมูลไม่เหมือนกัน อ.เกษรา วรนาถจินดา

34 ภาพที่เรามองการจัดเก็บข้อมูล จะแตกต่างจากวิธีเก็บข้อมูลจริง
ชื่อ อายุ ที่อยู่ เบอร์ติดต่อ สินธุ 19 201 ถ.แจ้งวัฒนะ วารี 20 14/5 ถ.ต้นสน คงคา 18 1084 ถ.ข้าวสาร Conceptual Internal Index ชื่อ อายุ ที่อยู่ เบอร์ติดต่อ สินธุ 19 201 ถ.แจ้งวัฒนะ วารี 20 14/5 ถ.ต้นสน คงคา 18 1084 ถ.ข้าวสาร อายุ 18 19 20 ภาพที่เรามองการจัดเก็บข้อมูล จะแตกต่างจากวิธีเก็บข้อมูลจริง อ.เกษรา วรนาถจินดา

35 ระดับภายในเป็นระดับที่ใกล้ชิดกับดิสก์มากที่สุด
Index อายุ 18 19 20 ชื่อ อายุ ที่อยู่ เบอร์ติดต่อ สินธุ 19 201 ถ.แจ้งวัฒนะ วารี 20 14/5 ถ.ต้นสน คงคา 18 1084 ถ.ข้าวสาร Conceptual Internal 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 สินธุ 19 … คงคา 18 … วารี 20 … 4 11 X ระดับภายในเป็นระดับที่ใกล้ชิดกับดิสก์มากที่สุด อ.เกษรา วรนาถจินดา

36 การเชื่อมโยงข้อมูลแต่ละระดับด้วยการ Mapping
External schema External/Conceptual Mapping + + ฯลฯ + Conceptual schema Conceptual/Internal Mapping Internal schema จัดเก็บไว้ Database Database อ.เกษรา วรนาถจินดา

37 การเชื่อมโยงข้อมูลแต่ละระดับด้วยการ Mapping
อ.เกษรา วรนาถจินดา

38 ประโยชน์ของสถาปัตยกรรม ทั้ง 3 ระดับดังนี้
สถาปัตยกรรมของระบบฐานข้อมูล แบ่งเป็น 3 ระดับ (Three-Level Architecture) ประโยชน์ของสถาปัตยกรรม ทั้ง 3 ระดับดังนี้ 1. มุมมองของผู้ใช้งาน (View of each user) - ระดับความคิดและระดับภายนอก (External/Conceptual Mapping)  ทำให้ผู้ใช้ฐานข้อมูลมีมุมมองที่แตกต่างกันได้ โดย DBMS ทำการแปล (map) ชื่อข้อมูลให้ระดับภายนอกและระดับความคิด ให้สามารถเข้าใจว่าคือข้อมูลตัวเดียวกัน - ระดับความคิดและภายใน (Conceptual/Internal Mapping) ผู้ใช้ฐานข้อมูลไม่จำเป็นต้องทราบว่าข้อมูลที่ต้องการใช้ถูกจัดเก็บอย่างไรในดิสก์ โดย DBMS จะดูว่าข้อมูลที่ผู้ใช้ต้องการนั้นเก็บ ณ ตำแหน่งใด 2. ความเป็นอิสระของข้อมูล - ระดับความคิดและระดับภายนอก (External/Conceptual Mapping)  การเปลี่ยนแปลงฐานข้อมูลในระดับความคิดจะไม่มีผลกระทบต่อโปรแกรมประยุกต์ที่ใช้ในระดับภายนอก - ระดับความคิดและภายใน (Conceptual/Internal Mapping)  การเปลี่ยนแปลงฐานข้อมูลในระดับภายใน ได้แก่เปลี่ยนแปลงวิธีการจัดเก็บในดิสก์แบบดัชนีเป็นแบบสุ่ม เมื่อมีการสร้างตารางใดๆ ในระดับความคิดจะไม่มีผลกระทบหรือไม่ต้องรับรู้การเปลี่ยนแปลงดังกล่าว อ.เกษรา วรนาถจินดา

39 4.แนวคิดแบบจำลองฐานข้อมูล
4.1 คำศัพท์ที่เกี่ยวข้อง 4.2 ส่วนประกอบของแบบจำลองข้อมูล 4.3 ประเภทของแบบจำลองข้อมูล 4.4 แบบจำลองฐานข้อมูล แบบต่างๆ 4.4.1 แบบจำลองฐานข้อมูลลำดับชั้น (Hierarchical Database Model) 4.4.2 แบบจำลองฐานข้อมูลเครือข่าย (Network Database Model) 4.4.3 แบบจำลองฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ (Relational Database Model) 4.4.4 แบบจำลองฐานข้อมูลเชิงวัตถุ (Object-Oriented Database Model) 4.4.5 แบบจำลองฐานข้อมูลแบบมัลติไดเมนชัน (Multidimensional Database Model 4.5 คุณสมบัติของแบบจำลองที่ดี อ.เกษรา วรนาถจินดา

40 แบบจำลองข้อมูล - เครื่องมือในเชิงแนวคิดที่ใช้ในการอธิบายข้อมูล โครงสร้างข้อมูล ความสัมพันธ์ของข้อมูล ความหมายของข้อมูล และเงื่อนไขบังคับความสอดคล้องกันของข้อมูล - การนำเสนอข้อมูล เพื่อให้เกิดความเข้าใจซึ่งกันและกัน และส่งผลให้การออกแบบฐานข้อมูลเป็นไปได้ง่ายขึ้น ในที่นี้จะใช้แบบจำลองอี-อาร์ (Entity-Relationship model (E-R model)) อ.เกษรา วรนาถจินดา

41 4.1 คำศัพท์ที่เกี่ยวข้อง
เอนทิตี้ (entity) = วัตถุ (object) หรือสิ่งของที่สามารถบอกความแตกต่างของแต่ละเอนทิตี้ได้ กลุ่มของเอนทิตี้ที่มีคุณสมบัติเหมือนกัน เรียกว่า “เอนทิตี้เซต (entity set)” เช่น เอนทิตี้เซตของนักเรียน ประกอบไปด้วยเอนทิตี้ของนักเรียนแต่ละคน คือ นุช แนน นน ต่าย บุ๋ม เป็นต้น นุช แนน นน ต่าย บุ๋ม แทนในแบบจำลองด้วย นักเรียน เอนทิตี้เซต รีเลชันชิพเซต (relationship set) = ความสัมพันธ์ระหว่างเอนทิตี้ รถยนต์ พนักงาน ขับ รีเลชันชิพในแบบจำลอง E-R อ.เกษรา วรนาถจินดา

42 กฎข้อบังคับเบื้องต้นของแบบจำลอง อี-อาร์
แบบจำลองอี-อาร์ ได้นำเสนอกฎข้อบังคับที่จำเป็นในการสร้างฐานข้อมูล ในการนำเสนอนั้น โครงสร้างของฐานข้อมูลทั้งหมดจะถูกแทนด้วยแผนผังอี-อาร์ (E-R diagram) โดยมีสัญลักษณ์ต่างๆ ดังนี้ 1. รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า (rectangles) ใช้แทนเอนทิตี้เซต (entity set) 2. วงรี (ellipses) ใช้แทนแอตทริบิวต์ (attributes) 3. รูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน (diamonds) ใช้แทนรีเลชันชิพ 4. เส้นตรง (lines) ใช้แทนการเชื่อมต่อของแอตทริบิวต์กับเอนทิตี้เซต และการเชื่อมต่อของเอนทิตี้กับรีเลชันชิพ ชื่อสินค้า วันที่ ชื่อ เลขที่ใบเสร็จ ยอดรวม รหัสลูกค้า ที่อยู่ ใบเสร็จ ลูกค้า มี อ.เกษรา วรนาถจินดา

43 ชนิดของความสัมพันธ์ ลูกค้า ใบเสร็จ อาจารย์ ชั้นเรียน นักศึกษา สูติบัตร
แบบจำลองข้อมูล มีการแสดงความสัมพันธ์ระหว่างเอนทิตี้เซตได้ 3 ชนิด 1. ความสัมพันธ์แบบวัน-ทู-เมนนี = 1:M หรือ หนึ่งต่อกลุ่ม 1 M ลูกค้า ใบเสร็จ 2. ความสัมพันธ์แบบเมนนี-ทู-เมนนี = M:N หรือ กลุ่มต่อกลุ่ม M N อาจารย์ ชั้นเรียน 3. ความสัมพันธ์แบบวัน-ทู-วัน = 1:1 หรือ หนึ่งต่อหนึ่ง M N นักศึกษา สูติบัตร อ.เกษรา วรนาถจินดา

44 1. ความสัมพันธ์แบบวัน-ทู-เมนนี = 1:M หรือ หนึ่งต่อกลุ่ม
ข้อมูลลูกค้า รหัสลูกค้า ชื่อ จังหวัด 001 นายแดง นอกรุงเทพ กรุงเทพฯ 002 นางวัน มากเดือน สุโขทัย 003 นายสมชาย จิตดีมาก 004 นายบุญมี แต่น้อย นนทบุรี ข้อมูลใบเสร็จ รหัสลูกค้า เลขที่ใบเสร็จ จำนวนเงิน 001 1234 2,000 1270 1,500 002 2001 200 003 1300 23,000 004 1340 800 1111 450 อ.เกษรา วรนาถจินดา

45 2. ความสัมพันธ์แบบเมนนี-ทู-เมนนี = M:N หรือ กลุ่มต่อกลุ่ม
ข้อมูลอาจารย์ ข้อมูลชั้นเรียน รหัสอาจารย์ ชื่อ รหัสชั้นเรียน T001 ดร.วิเชียร C001 C002 T002 ดร.วรพจน์ T003 ดร.อาริต รหัสชั้นเรียน ชื่อวิชา รหัสอาจารย์ C001 ฐานข้อมูล T001 T002 T003 C002 MIS อ.เกษรา วรนาถจินดา

46 4.2 ส่วนประกอบของแบบจำลองข้อมูล แบ่งเป็น 3 ส่วนหลัก
1. ส่วนโครงสร้าง (Structural) = ส่วนที่ประกอบด้วยกลุ่มสัญลักษณ์ รวมทั้งกฎระเบียบ เพื่อใช้ในการสร้างฐานข้อมูล เช่น การจัดเก็บข้อมูล ในรูปแบบของรีเลชัน (ตาราง) ซึ่งประกอบด้วย แถว และคอลัมน์ 2. ส่วนปรับปรุง (manipulative) = ส่วนที่กำหนดชนิดของการปฏิบัติการต่างๆ กับข้อมูล ประกอบด้วย การอัปเดต หรือ การสืบค้นข้อมูล รวมทั้งการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างข้อมูล ซึ่งนิยมใช้ ชุดคำสั่ง SQL ในการจัดการกับข้อมูล อ.เกษรา วรนาถจินดา

47 3. ส่วนกฎความคงสภาพ (a set of integrity rules) เป็นกฎเกณฑ์ที่ใช้ในการควบคุมความถูกต้องของข้อมูล เพื่อให้เกิดความมั่นใจในความถูกต้อง และความแน่นอนของข้อมูลที่บันทึกลงในฐานข้อมูล เช่น ไม่อนุญาตให้ความยาวเป็นค่า null (0) หรือการกำหนดค่าเริ่มต้น อ.เกษรา วรนาถจินดา

48 4.3 ประเภทของแบบจำลองข้อมูล
สามารถแบ่งออกได้ 2 ประเภทด้วยกัน คือ 1.Conceptual Models = แบบจำลองเชิงแนวคิดที่ใช้บรรยายลักษณะโดยรวมของข้อมูลทั้งหมดในระบบ ทั้งนี้เพื่อต้องการนำเสนอให้เกิดความเข้าใจระหว่างผู้ออกแบบและผู้ใช้งาน กล่าวคือ เมื่อเห็นแผนภาพแบบจำลองแล้ว ก็จะทำให้เข้าใจถึงข้อมูลต่างๆที่เกี่ยวข้องในระบบ แบบจำลองเชิงแนวคิดจะไม่ขึ้นกับ DBMS แต่อย่างใด และจัดเป็นระยะเบื้องต้นของกระบวนการออกแบบฐานข้อมูล จากนั้น จึงค่อยพิจารณาถึง DBMS เพื่อใช้งานต่อไป ตัวอย่างแบบจำลองชนิดนี้ เช่น E-R Model 2.Implementation Models = แบบจำลองที่อธิบายถึงโครงสร้างข้อมูลของฐานข้อมูล ที่แสดงถึงรูปแบบที่อิงกับระบบการจัดการฐานข้อมูลที่เลือกใช้งาน หากเปรียบเทียบแบบจำลองชนิดนี้ก็มีลักษณะทำนองเดียวกันกับชนิดของภาษาโปรแกรม ตัวอย่างเช่น แบบจำลองฐานข้อมูล ทั้ง 5 รูปแบบ ดังแสดงไว้ในหัวข้อแบบจำลองฐานข้อมูล (Database Models) สรุป แบบจำลองข้อมูล ก็คือ เทคนิคที่ใช้ในการจัดโครงสร้างและความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลในระบบ ซึ่งบางครั้งแบบจำลองข้อมูลอาจเรียกว่า แบบจำลองฐานข้อมูล เพราะว่าท้ายสุดแล้ว แบบจำลองข้อมูลดังกล่าวนั้นจะนำไปพัฒนาในฐานข้อมูลนั่นเอง และอาจเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า Informaion Modeling อ.เกษรา วรนาถจินดา

49 4.4 แบบจำลองฐานข้อมูล (Data Models) แบบต่างๆ
การตัดสินใจเลือกใช้แบบจำลองฐานข้อมูลชนิดใดเป็นสิ่งสำคัญต่อการออกแบบฐานข้อมูล โดยรายละเอียดการจัดการฐานข้อมูล จะต้องสนับสนุนหรือตั้งอยู่บนพื้นฐานของแบบจำลองฐานข้อมูล 1 ใน 5 รูปแบบ 4.4.1 แบบจำลองฐานข้อมูลลำดับชั้น (Hierarchical Database Model) 4.4.2 แบบจำลองฐานข้อมูลเครือข่าย (Network Database Model) 4.4.3 แบบจำลองฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ (Relational Database Model) 4.4.4 แบบจำลองฐานข้อมูลเชิงวัตถุ (Object-Oriented Database Model) 4.4.5 แบบจำลองฐานข้อมูลแบบมัลติไดเมนชัน (Multidimensional Database Model อ.เกษรา วรนาถจินดา

50 4.4.1 แบบจำลองฐานข้อมูลลำดับชั้น (Hierarchical Database Model)
ลักษณะสำคัญ 1. เป็นฐานข้อมูลที่มีความสัมพันธ์ของข้อมูลเป็นแบบหนึ่งต่อหนึ่งหรือหนึ่งต่อกลุ่ม (ไม่มีแบบกลุ่มต่อกลุ่ม) 2. โครงสร้างฐานข้อมูล = โครงสร้างแบบต้นไม้ (Tree Structure) มีลักษณะสำคัญคือระเบียนที่อยู่แถวบนจะเป็นระเบียนพ่อแม่ (parent record) ระเบียนในแถวถัดมาเป็นระเบียนลูก (child record) 3. ไฟล์ในระดับสูงสุดจะเรียกว่า root และในระดับล่างสุดจะเรียกว่า leaves 4. มีโครงสร้างซับซ้อนน้อยที่สุด เหมาะกับข้อมูลที่มีการเรียงลำดับอย่างต่อเนื่อง รูปที่ 1: แบบจำลองข้อมูลแบบลำดับชั้น รูปที่ 2: ตัวอย่างข้อมูลตามรูปแบบจำลองข้อมูลแบบลำดับชั้น อ.เกษรา วรนาถจินดา

51 4.4.2 แบบจำลองฐานข้อมูลเครือข่าย (Network Database Model)
ลักษณะสำคัญ 1. เป็นฐานข้อมูลที่มีความสัมพันธ์ของข้อมูลเป็นแบบใดก็ได้ ได้แก่ แบบหนึ่งต่อหนึ่ง (1:1), แบบหนึ่งต่อกลุ่ม (1:M) และแบบกลุ่มต่อกลุ่ม (M:M / M:N / N:N) 2. สามารถเชื่อมโยงข้อมูลแบบไป-กลับได้ 3. มีความยืดหยุ่นในด้านของการค้นหาข้อมูลดีกว่า โดยจะใช้พอยน์เตอร์ในการเข้าถึงข้อมูลได้ทันที 4. สามารถเข้าถึงเรคอร์ดได้โดยตรง ทำให้การป้องกันความปลอดภัยข้อมูลมีน้อย แสดง: ตัวอย่างข้อมูลตามรูปแบบจำลองข้อมูลแบบเครือข่าย อ.เกษรา วรนาถจินดา รูปที่ 2 รูปที่ 1

52 4.4.3 แบบจำลองฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ (Relational Database Model)
ลักษณะสำคัญ 1. เป็นฐานข้อมูลที่มีการเก็บข้อมูลในรูปของรีเลชัน (ตาราง) ซึ่งนำเสนอในรูปแบบของตาราง 2 มิติ คือ ภายในจะแบ่งเป็นAttribute (คอลัมน์, เขตข้อมูล หรือฟิลด์) และ tuple (แภว, ระเบียน หรือเรคคอร์ด) 2. มีความสัมพันธ์กับตารางอื่นได้ ทั้ง แบบหนึ่งต่อหนึ่ง (1:1), แบบหนึ่งต่อกลุ่ม (1:M) และแบบกลุ่มต่อกลุ่ม (M:M / M:N / N:N) 3. ใช้คีย์ (key)ในการอ้างอิงถึงตารางอื่นๆที่เกี่ยวข้อง อ.เกษรา วรนาถจินดา แสดง: ตัวอย่างข้อมูลตามรูปแบบจำลองข้อมูลเชิงสัมพันธ์

53 แสดง: ตัวอย่างข้อมูลตามรูปแบบจำลองข้อมูลเชิงสัมพันธ์
อ.เกษรา วรนาถจินดา

54 4.4.4 แบบจำลองฐานข้อมูลเชิงวัตถุ (Object-Oriented Database Model)
ลักษณะสำคัญ 1. เกิดจากแนวคิดการเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ (Object-oriented Program : OOP) ให้ความสนใจด้วยการมองทุกสิ่งเป็นวัตถุ 2. แต่ละวัตถุจะเป็นแหล่งรวมของข้อมูลและการปฏิบัติ มีคลาสเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติหรือรายละเอียดของวัตถุ รวมทั้งคุณสมบัติการปกปิดความลับของวัตถุ 3. การเข้าถึงข้อมูลจะต้องมีการตอบรับจากเมธอดในวัตถุนั้นว่า จะอนุญาตหรือไม่ที่จะให้วัตถุที่ส่งเมสเสจร้องขอ เพื่อเข้าถึงข้อมูลตน 4. สามารถจัดการกับข้อมูลชนิดต่างๆที่มีความซับซ้อนได้เป็นอย่างดี ไม่ว่าจะเป็นภาพ กราฟฟิก วิดีโอ และเสียง 5. สนับสนุนการนำกลับมาใช้ใหม่ แสดง: ตัวอย่างข้อมูลตามรูปแบบจำลองฐานข้อมูลเชิงวัตถุ อ.เกษรา วรนาถจินดา รูปที่ 1 รูปที่ 2

55 4.4.5 แบบจำลองฐานข้อมูลแบบมัลติไดเมนชัน (Multidimensional Database Model)
ลักษณะสำคัญ 1. ใช้งานกับคลังข้อมูล (data warehousing) โดยจะนำเสนอข้อมูลในลักษณะไดเมนชัน ทำให้วิวข้อมูลได้สองทาง เพื่อให้สามารถมองเห็นปัญหาในธุรกิจ และสร้างวิธีการแก้ไขปัญหาได้ดียิ่งขึ้น 2. เหมาะกับธุรกิจขนาดใหญ่ 3. ใช้ในการนำเสนอแนวทางประกอบการตัดสินใจเชิงธุรกิจและเชิงกลยุทธ์ 4. มีการนำกระบวนการทำงานทางธุรกิจมาจัดการให้อยู่ในรูปของมิติ เช่น การนำข้อมูลผลิตภัณฑ์สินค้ากับข้อมูลพื้นที่การขาย มาประมวลเป็นตารางในรูปแบบของมัลติไดเมนชัน ทำให้ผู้ใช้สามารถตัดขวาง หรือแบ่งข้อมูลออกเป็นส่วนๆ มาวิเคราะห์ใช้งานได้ตามต้องการ อ.เกษรา วรนาถจินดา แสดง: ตัวอย่างข้อมูลตามรูปแบบจำลองข้อมูลเชิงสัมพันธ์

56 4.5 คุณสมบัติของแบบจำลองที่ดี
1.ต้องง่ายต่อความเข้าใจ = แบบจำลองข้อมูลควรใช้กฎเกณฑ์ทั่วๆไป โดยมีข้อมูลแอตทริบิวต์ที่อธิบายในรายละเอียดแต่ละเอ็นติตี้ 2.ต้องมีสาระสำคัญและไม่ซ้ำซ้อน = แอตทริบิวต์ในแต่ละเอ็นติตี้ ไม่ควรมีข้อมูลซ้ำซ้อน โดยบางแอตทริบิวต์อาจเป็นคีย์นอก(foreign key) เพื่อใช้ในการอ้างอิงข้อมูลในอีกเอ็นติตี้หนึ่ง 3. ต้องมีความยืดหยุ่นและง่ายต่อการปรับปรุงในอนาคต = แบบจำลองข้อมูลที่ดี ไม่ควรขึ้นกับตัวแอปพลิเคชั่นโปรแกรม และสนับสนุนการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้าง ซึ่งจะไม่ส่งผลกระทบต่อโปรแกรมที่ใช้งานอยู่ นั่นหมายถึง ความเป็นอิสระในข้อมูล อ.เกษรา วรนาถจินดา อ.เกษรา วรนาถจินดา