บทที่ 4 อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลและองค์ประกอบข้อมูล

4.1 บทนำ การนำคอมพิวเตอร์มาใช้งาน ซึ่งต้องเกี่ยวข้องกับข้อมูลจำนวนมาก ๆ เพื่อทำการประมวลผลให้ได้ผลลัพธ์ตามวัตถุประสงค์ ข้อมูลจำนวนมาก ๆ นี้จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์จัดเก็บที่เหมาะสม เนื่องจากหน่วยความจำมีราคาแพง มีความสามารถในการจัดเก็บข้อมูลที่จำกัดและเป็นหน่วยความจำชั่วคราว เมื่อปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ ข้อมูลในหน่วยความจำหลักจะถูกลบไป ไม่สามารถเก็บข้อมูลไว้ใช้งานในวันข้างหน้าได้ ดังนั้นในระบบคอมพิวเตอร์จึงต้องมีอุปกรณ์ที่ใช้ในการเก็บข้อมูลอย่างถาวร อุปกรณ์ดังกล่าวนี้เรียกว่า หน่วยความจำสำรอง (Secondary Storage)

4.2 ความหมายของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล หมายถึง อุปกรณ์ที่ใช้สำหรับจัดเก็บข้อมูล โปรแกรมคำสั่งและสารสนเทศต่าง ๆ ไว้อย่างถาวรเพื่อสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในวันข้างหน้าได้ เรียกอีกอย่างหนึ่งว่า หน่วยความจำสำรอง (Secondary Storage)

4.3 ประเภทของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ ดังนี้ คือ 4.3.1 อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลชนิดแม่เหล็ก (Magnetic Storage) หมายถึง อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่ใช้เทคโนโลยีแม่เหล็ก แบ่งออกเป็น 1. ฟล็อปปี้ดิสก์ (Floppy Disk) เรียกอีกอย่างว่า ดิสเก็ตต์ (Diskette) เป็นอุปกรณ์ที่ทำมาจากแผ่นไมลาร์ (Mylar) และเคลือบด้วยสารแม่เหล็กบาง ๆ ทั้งสองด้าน มีหลายขนาดด้วยดันคือ 8 นิ้ว 5.25 นิ้วและ 3.5 นิ้ว

ฟล็อปปี้ดิสก์ (Floppy Disk) ขนาด 8 นิ้ว 5.25 นิ้วและ 3.5 นิ้ว

4.3 ประเภทของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล 2. ดิสก์ความจุสูง (High-Capacity Floppy Disk) มีลักษณะคล้ายกับฟล็อปปี้ดิกส์ แต่สามารถจัดเก็บข้อมูลได้ในปริมาณที่มากกว่า ตัวอย่างเช่น ซูเปอร์ดิกส์ (Super Disk) มีความจุ 120 เมกะไบต์ ซิปดิสก์ (Zip Disk) มีความจุ 100, 250 เมกะไบต์ และแจสดิสก์ (JAZ Disk) มีความจุ 1, 2 กิกะไบต์

Super Disk

Zip Disk

JAZ Disk

4.3 ประเภทของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล 3. ฮาร์ดดิสก์ (Hard Disk) เป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่นิยมใช้มากที่สุด เนื่องจากมีความจุข้อมูลสูงและราคาไม่แพง ถือเป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลหลักที่จำเป็นต้องมีในเครื่องคอมพิวเตอร์ เพื่อจัดเก็บโปรแกรมระบบปฏิบัติการ โปรแกรมประยุกต์ ข้อมูลและสารสนเทศต่าง ๆ ลักษณะการทำงานของฮาร์ดดิสก์คล้ายกับแผ่นฟล็อปปี้ดิกส์ แต่ภายในตัวฮาร์ดดิสก์ได้รวมหัวอ่าน/บันทึก ข้อมูลในตัวเดียวกัน ดังนั้นจึงสามารถเรียกว่า ฮาร์ดดิสก์หรือฮาร์ดไดรฟ์ (Hard Drive) ก็ได้

4.3 ประเภทของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล โดยทั่ว ๆ ไป ฮาร์ดดิสก์สามารถแบ่งออกเป็น 2 ชนิด ด้วยกัน - ฮาร์ดดิสก์แบบ IDE (Enhanced Integrated Drive Electronics) หมายถึง ฮาร์ดดิสก์ที่นิยมใช้ทั่วไปในเครื่องคอมพิวเตอร์พีซี

4.3 ประเภทของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล ฮาร์ดดิสก์แบบ SCSI (Small Computer System Interface) หมายถึง ฮาร์ดดิสก์ที่ถูกออกแบบมาใช้งานบนเครื่องเซิร์ฟเวอร์ เพื่อให้บริการข้อมูลกับผู้ใช้งานหลาย ๆ คนบนเครือข่ายเพราะฮาร์ดดิสก์ชนิดที่มีความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลสูง

4.3 ประเภทของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล หลักการพิจารณาความเร็วในการทำงานของฮาร์ดดิสก์ 1.เวลาค้าหา (Seek Time) หมายถึง เวลาที่แขนของหัวอ่าน/บันทึก เคลื่อนที่ไปยังแทร็กหรือไซลินเดอร์ที่ต้องการ มีหน่วยวัดเป็นมิลลิวินาที (Millisecond) 2.เวลาแฝง (Rotation Delay/Latency Time) หมายถึง เวลาที่ตำแหน่งข้อมูลที่ต้องการหมุนมายังตำแหน่งของหัวอ่าน/บันทึก เพื่อทำการถ่ายโอนข้อมูลไปยังหน่วยความจำหลัก มีหน่วยวัดเป็นมิลลิวินาที (Millisecond) 3.เวลาเข้าถึง (Access Time) หมายถึง เวลารวมของเวลาค้นหาและเวลาแฝง 4.เวลาถ่ายโอน (Transfer Time) หมายถึง เวลาการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างตำแหน่งข้อมูลในฮาร์ดดิสก์ไปยังหน่วยความจำหลัก มีหน่วยวัดเป็นบิตต่อวินาที (Bit Per Second: BPS)

Hard Disk

4.3 ประเภทของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล 4. เทปแม่เหล็ก (Magnetic Tape) เป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่ปัจจุบันมีความนิยมน้อยลงไป เพราะการเข้าถึงข้อมูลเป็นไปในลักษณะแบบเรียงลำดับ (Sequential) ซึ่งช้า แต่อย่างไรก็ตามเทปแม่เหล็กยังคงมีการใช้สำหรับจัดเก็บข้อมูลสำรองต่าง ๆ เนื่องจากเทปแม่เหล็กมีความจุสูง เคลื่อนย้ายง่ายและราคาไม่แพง

เทปแม่เหล็ก (Magnetic Tape)

4.3 ประเภทของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล 4.3.2 อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลชนิดแสง (Optical Storage) เป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่ได้รับความนิยมสูงขึ้นเป็นลำดับ เพราะมีความจุสูง ทนทานและราคาถูก แบ่งออกเป็น 1. ซีดีรอม (Compact Disc Read Only: CD-ROM) เป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่มีลักษณะภายนอกเป็นวัตถุทรงกลม ทำมาจากแผ่นพลาสติกโพลีคาร์บอเนต (Polycarbonate) มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 4.75 นิ้ว ด้านที่ใช้บันทึกข้อมูลจะมีสีเงินแวววาว มีความจุข้อมูลประมาณ 600-700 เมกะไบต์ ข้อมูลที่บันทึกลงซีดีรอม สามารถเรียกใช้งานหรืออ่านได้เพียงอย่างเดียว (Read-Only) ไม่สามารถแก้ไขข้อมูลได้

ซีดีรอม (Compact Disc Read Only: CD-ROM)

4.3 ประเภทของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล 2. ดีวีดีรอม (Digital Versatile Disc Read Only: DVD-ROM) เป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่นิยมนำมาใช้บันทึกภาพยนตร์เพราะมีความจุสูง สามารถบันทึกข้อมูลได้ทั้งสองด้าน แต่ละด้านบรรจุข้อมูลได้ประมาณ 47 กิกะไบต์

4.3 ประเภทของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล 3. ซีดีอาร์ (Compact Disc Recordable: CD-R) เป็นอุปกรณ์จัดเก็บที่มีลักษณะเหมือนซีดีรอมแต่ผู้ใช้สามารถทำการบันทึกข้อมูลลงในแผ่นได้ ซึ่งการบันทึกข้อมูลนี้ไม่สามารถบันทึกทับหรือลบข้อมูลเดิมที่บันทึกลงไปแล้วได้

4.3 ประเภทของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล 3. ซีดีอาร์ดับบลิว (Compact Disc ReWritable: CD-RW) เป็นอุปกรณ์จัดเก็บที่มีลักษณะการทำงานคล้ายกับซีดีอาร์ แต่ผู้ใช้สามารถบันทึกข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว

4.3 ประเภทของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล 4.3.3 หน่วยความจำแบบแฟลซ (Flash Memory) เป็นอุปกรณ์จัดเก็บที่มีความสามารถในการเข้าถึงข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว เช่นเดียวกับหน่วยความจำหลัก แต่หน่วยความจำแบบแฟลซ แตกต่างจากหน่วยความจำหลัก คือเป็นหน่วยความจำที่ข้อมูลยังคงสภาพอยู่ได้แม้ไม่มีกระแสไฟฟ้า มีหลายรูปแบบด้วยกัน ซึ่งมีชื่อเรียกที่แตกต่างกันไปตามผู้ผลิต เช่น Thumb Drive, Flash Drive หรือ Handy Drive

4.3 ประเภทของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล 3. ซีดีอาร์ดับบลิว (Compact Disc ReWritable: CD-RW) เป็นอุปกรณ์จัดเก็บที่มีความสามารถในการเข้าถึงข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว เช่นเดียวกับหน่วยความจำหลัก แต่หน่วยความจำแบบแฟลซ แตกต่างจากหน่วยความจำหลัก

4.4 ปัจจัยที่มีผลต่อการพิจารณาเลือกใช้อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล 1.เวลาที่ใช้ในการเข้าถึงข้อมูล (Access Time) 2.ความจุในการจัดเก็บข้อมูล (Storage Capacity) 3.ความปลอดภัยของข้อมูล ความคงทนและอายุการใช้งานของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล (Security) 4.ความเร็วในการอ่าน/เขียน ข้อมูล (Data Transfer Rate)

4.5 การจัดการข้อมูล แนวความคิดเกี่ยวกับการจัดการข้อมูลได้เริ่มมีมาตั้งแต่อดีตกาลโดยการจดบันทึกลงบนกระดาษเพื่อช่วยในการจดจำและเมื่อต้องการดูรายละเอียดข้อมูลเหล่านั้นก็ทำการค้นหาด้วยวิธีต่าง ๆ เช่น ค้นหาตามเลขหน้า ต่อมาได้มีการจัดกลุ่มข้อมูลให้เป็นหมวดหมู่ก่อนแล้วจึงทำการจัดเก็บ ทำให้ง่ายต่อการค้นหา ปัจจุบันเทคโนโลยีทางด้านคอมพิวเตอร์มีความเจริญก้าวหน้า จึงได้มีแนวความคิดในการใช้คอมพิวเตอร์มาช่วยในการจัดการข้อมูล และนำข้อมูลเหล่านั้นมาทำการประมวลผล เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่สามารถนำไปใช้ให้เกิดประโยชน์ได้

4.5 การจัดการข้อมูล องค์ประกอบของข้อมูล (Data Organization) มีดังนี้ คือ 1.บิต (Bit) หมายถึง หน่วยของข้อมูลในคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กที่สุด ซึ่งแทนด้วยเลขฐานสอง (0 และ 1) 2.ไบต์ (Byte) หมายถึง กลุ่มข้อบิตที่ใช้แทนข้อมูลที่เป็นตัวอักษร ตัวเลขหรือสัญลักษณ์พิเศษ 1 ตัว เช่น 01000001 หมายถึงตัวอักษร A 3.ฟิลด์ (Field) หมายถึง การนำกลุ่มของไบต์ตั้งแต่ 1 ไบต์ขึ้นไปมารวมกัน เพื่อทำให้เกิดความหมาย เช่น ฟิลด์ที่ใช้เก็บข้อมูล “ชื่อและนามสกุล” 4.เรคอร์ด (Recode) หมายถึง กลุ่มของฟิลด์ที่มีความสัมพันธ์กัน ในหนึ่งเรคอร์ดประกอบด้วยฟิลด์ต่าง ๆ ที่รวมกันเป็นชุด เช่น ข้อมูลนักเรียนประกอบด้วย รหัสนักเรียน ชื่อและนามสกุล ที่อยู่ รหัสคณะ

4.5 การจัดการข้อมูล องค์ประกอบของข้อมูล (Data Organization) มีดังนี้ คือ 5.แฟ้มข้อมูล (File) หมายถึง กลุ่มของเรคอร์ดที่มีความสัมพันธ์กัน ในหนึ่งแฟ้มข้อมูลประกอบด้วยเรคอร์ดตั้งแต่หนึ่งเรคอร์ดขึ้นไป เช่น แฟ้มข้อมูลนักเรียน หมายถึงแฟ้มข้อมูลที่จัดเก็บรายละเอียดของนักเรียนทั้งหมด 6.ฐานข้อมูล (Database) หมายถึง การนำเอาแฟ้มข้อมูลที่มีความสัมพันธ์กันมาเก็บรวมกันอย่างเป็นระบบ เพื่อประยุกต์ใช้งานหลาย ๆ ด้านหรืองานที่จำเป็นต้องใช้ข้อมูลร่วมกัน

4.5 การจัดการข้อมูล วัตถุประสงค์ในการใช้ระบบฐานข้อมูล เพื่อ 1. ลดความซ้ำซ้อนของข้อมูล 2. เพื่อให้มีการใช้ข้อมูลร่วมกัน 3. สามารถปรับเปลี่ยนข้อมูลได้สะดวก 4. ลดค่าใช้จ่ายในการจัดเก็บและเรียกใช้ข้อมูล 5. เพิ่มความถูกต้องของข้อมูล 6. เพิ่มความปลอดภัยของข้อมูล 7. สามารถบริหารข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

แสดงองค์ประกอบของข้อมูล ฐานข้อมูล แฟ้มข้อมูล แฟ้มข้อมูล แฟ้มข้อมูล เรคอร์ด ฟิลด์ ไบต์ บิต แสดงองค์ประกอบของข้อมูล

4.5 การจัดการข้อมูล วัตถุประสงค์ในการใช้ระบบฐานข้อมูล เพื่อ 1. ลดความซ้ำซ้อนของข้อมูล 2. เพื่อให้มีการใช้ข้อมูลร่วมกัน 3. สามารถปรับเปลี่ยนข้อมูลได้สะดวก 4. ลดค่าใช้จ่ายในการจัดเก็บและเรียกใช้ข้อมูล 5. เพิ่มความถูกต้องของข้อมูล 6. เพิ่มความปลอดภัยของข้อมูล 7. สามารถบริหารข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

4.6 แฟ้มข้อมูล 4.6.1 ประเภทของแฟ้มข้อมูล แบ่งออกเป็น 2 ประเภท 1. แฟ้มข้อมูลหลัก (Master File) หมายถึง แฟ้มข้อมูลที่จัดเก็บข้อมูลที่เป็นส่วนสำคัญของระบบงาน และจัดเก็บข้อมูลไว้อย่างถาวร ข้อมูลในแฟ้มประเภทนี้มีการเปลี่ยนแปลงไม่มากนัก ในระบบงานหนึ่ง ๆ สามารถมีแฟ้มข้อมูลหลักได้หลาย ๆ แฟ้ม ตัวอย่างเช่น ระบบงานขาย มีแฟ้มข้อมูลหลัก คือ แฟ้มลูกค้า แฟ้มสินค้า เป็นต้น 2. แฟ้มรายการเปลี่ยนแปลง (Transaction File) หมายถึง แฟ้มข้อมูลที่จัดเก็บข้อมูลรายการที่เกิดขึ้นประจำวันหรือความเปลี่ยนแปลงที่มีผลต่อแฟ้มข้อมูลหลัก เป็นรายการย่อยที่เกิดขึ้นเพื่อนำไปปรับปรุง (Update) แฟ้มข้อมูลหลัก

4.6 แฟ้มข้อมูล แฟ้มรายการเปลี่ยนแปลงนี้เป็นข้อมูลชั่วคราว เมื่อทำการประมวลผลเสร็จแล้วจะเก็บไว้หรือไม่ก็ได้ ตัวอย่างเช่น ระบบการขาย มีแฟ้มรายการเปลี่ยนแปลง คือ รายการขายสินค้าที่เกิดขึ้นประจำวัน รายการส่งสินค้าให้ลูกค้า 4.6.2 การจัดการแฟ้มข้อมูล การจัดการแฟ้มข้อมูล หมายถึง การจัดการข้อมูลให้เป็นระเบียบ โดยคำนึงถึงการจัดเก็บข้อมูล การเตรียมวิธีการเข้าถึงข้อมูล การเรียกใช้และการปรับปรุงข้อมูล ซึ่งการจัดการแฟ้มข้อมูลนั้นมีหลายวิธีแต่ที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย มีดังนี้ คือ

4.6 แฟ้มข้อมูล 1. การจัดการแฟ้มข้อมูลแบบเรียงลำดับ (Sequential File) มีลักษณะการจัดเก็บข้อมูล การอ่านข้อมูล โดยเรียงลำดับก่อนหลัง ตั้งแต่ เรคอร์ดแรกไปจนถึงเรคอร์ดสุดท้ายของแฟ้มข้อมูล ซึ่งการเรียงลำดับจะเรียงตามฟิลด์ใดฟิลด์หนึ่ง การจัดแฟ้มข้อมูลแบบเรียงลำดับเหมาะกับระบบงานที่มีข้อมูลจำนวนมาก ตัวอย่างเช่น แฟ้มข้อมูลลูกค้า แฟ้มข้อมูลประวัติพนักงานและเหมาะกับงานที่มีการประมวลผลแบบกลุ่ม ข้อดีของการจัดการแฟ้มข้อมูลแบบเรียงลำดับ 1. ใช้งานง่าย 2. อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลมีราคาถูก 3. เหมาะกับงานที่มีรายการเปลี่ยนแปลงข้อมูลจำนวนมาก

4.6 แฟ้มข้อมูล 1. การจัดการแฟ้มข้อมูลแบบเรียงลำดับ (Sequential File) ข้อเสียของการจัดการแฟ้มข้อมูลแบบเรียงลำดับ 1. ไม่สามารถเข้าถึงข้อมูลได้โดยตรง 2. การประมวลผลข้อมูลล่าช้า

4.6 แฟ้มข้อมูล 2. การจัดการแฟ้มข้อมูลแบบสุ่มหรือโดยตรง (Random File/Direct File) เป็นการจัดการแฟ้มข้อมูลที่สามารถเข้าถึงข้อมูลได้โดยตรง โดยไม่ต้องเรียงลำดับข้อมูล การทำงานของการจัดการแฟ้มข้อมูลแบบนี้ จะต้องมีคีย์เป็นตัวกำหนดตำแหน่งข้อมูลของเรคอร์ด โดยคีย์จะต้องเป็นฟิลด์ใดฟิลด์หนึ่งใน เรคอร์ด ระบบงานที่เหมาะสมกับการจัดการแฟ้มข้อมูลแบบนี้ เช่น ระบบสำรอง ที่นั่งของสายการบิน เพราะเป็นงานที่ต้องการความรวดเร็วในการค้นหาข้อมูลและมีการเปลี่ยนแปลงข้อมูลในทันทีทันใด

4.6 แฟ้มข้อมูล 2. การจัดการแฟ้มข้อมูลแบบสุ่มหรือโดยตรง (Random File/Direct File) ข้อดีของการจัดการแฟ้มข้อมูลแบบสุ่มหรือโดยตรง 1. ทำงานรวดเร็ว 2. เหมาะกับงานที่มีการประมวลผลแบบออนไลน์ ข้อเสียของการจัดการแฟ้มข้อมูลแบบสุ่มหรือโดยตรง 1. ต้องใช้อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่สนับสนุนการเข้าถึงแบบสุ่ม 2. ไม่เหมาะกับงานที่มีข้อมูลปริมาณมาก 3. ขั้นตอนการเขียนโปรแกรมซับซ้อน

4.6 แฟ้มข้อมูล 3. การจัดการแฟ้มข้อมูลแบบลำดับเชิงดัชนี (Index Sequential File) เป็นการจัดการแฟ้มข้อมูลที่สามารถใช้งานทั้งแบบลำดับและแบบสุ่ม เหมาะสำหรับงานที่มีข้อมูลจำนวนมากและการใช้งานส่วนใหญ่มีการจัดการแฟ้มข้อมูลแบบลำดับ โดยบางส่วนที่มีการจัดการแฟ้มข้อมูลแบบสุ่มโดยใช้ดัชนีในการเรียกใช้ข้อมูล แต่การทำงานจะช้า เพราะส่วนที่เป็นดัชนีไม่ได้นำเข้าไปในหน่วยความจำหลัก จะต้องอ่านจากหน่วยความจำสำรอง

4.6 แฟ้มข้อมูล ข้อดีของการจัดการแฟ้มข้อมูลแบบลำดับเชิงดัชนี 1. สามารถจัดเก็บแฟ้มข้อมูลได้ทั้งแบบลำดับและแบบสุ่ม 2. เหมาะกับงานที่มีการประมวลผลแบบออนไลน์ ข้อเสียของการจัดการแฟ้มข้อมูลแบบลำดับเชิงดัชนี 1. ต้องใช้อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่สนับสนุนการเข้าถึงแบบลำดับและแบบสุ่ม 2. เสียเนื้อที่ในการจัดเก็บส่วนที่เป็นดัชนี 3. ขั้นตอนการเขียนโปรแกรมซับซ้อน 4. การทำงานช้า