ระบบฐานข้อมูล (Database system)
ฐานข้อมูล หมายถึง
ที่เก็บข้อมูลและความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลเหล่านั้น (A collection of data and
relationships) โดยปกติแล้ว
ในเรื่องของฐานข้อมูลมักจะเกี่ยวข้องกับ logical file มากกว่า physical file โดยเฉพาะการออกแบบฐานข้อมูลจะเป็นการออกแบบในส่วนของ logical
file ถ้ากล่าวถึง logical file จะเป็นมุมมองของผู้ใช้หรือ application program แต่ถ้ากล่าวถึง physical file จะเป็นมุมมองของ system หรือ operating system การเกี่ยวข้องกันระหว่าง physical
file กับ logical file นั้นก็คือ
สามารถใช้ physical file มาสร้าง logical
file ได้ สำหรับการเปลี่ยน logical file เป็น physical file นั้น
ในระดับไฟล์ธรรมดาจะใช้ Operating system แต่ถ้าเป็นฐานข้อมูลจะใช้ระบบจัดการฐานข้อมูลเป็นตัวเปลี่ยน (map) และนำเสนอโครงสร้างข้อมูลให้กับ application หรือผู้ใช้ เช่น ถ้าเราใช้ฐานข้อมูลแบบ relational
model โครงสร้างที่เห็นจะเป็นตาราง (relation) แต่ฐานข้อมูลที่มีโครงสร้างแบบ hierarchical model หรือ network model นั้น application หรือผู้ใช้จะมองเห็นเป็น tree และ link
list ตามลำดับ
ที่มา : www.sut.ac.th/ist/Courses/204204_461/Lecture/204204_46_01.doc
ความสำคัญของระบบฐานข้อมูล การจัดข้อมูลให้เป็นระบบฐานข้อมูลทำให้ข้อมูลมีส่วนดีกว่าการเก็บข้อมูลในรูปของแฟ้มข้อมูล
เพราะการจัดเก็บข้อมูลในระบบฐานข้อมูล จะมีส่วนที่สำคัญกว่าการจัดเก็บข้อมูลในรูปของแฟ้มข้อมูลดังนี้
1. ลดการเก็บข้อมูลที่ซ้ำซ้อน ข้อมูลบางชุดที่อยู่ในรูปของแฟ้มข้อมูลอาจมีปรากฏอยู่หลาย ๆ แห่ง
เพราะมีผู้ใช้ข้อมูลชุดนี้หลายคน
เมื่อใช้ระบบฐานข้อมูลแล้วจะช่วยให้ความซ้ำซ้อนของข้อมูลลดน้อยลง เช่น ข้อมูลอยู่ในแฟ้มข้อมูลของผู้ใช้หลายคน
ผู้ใช้แต่ละคนจะมีแฟ้มข้อมูลเป็นของตนเอง
ระบบฐานข้อมูลจะลดการซ้ำซ้อนของข้อมูลเหล่านี้ให้มากที่สุด
โดยจัดเก็บในฐานข้อมูลไว้ที่เดียวกัน
ผู้ใช้ทุกคนที่ต้องการใช้ข้อมูลชุดนี้จะใช้โดยผ่านระบบฐานข้อมูล
ทำให้ไม่เปลืองเนื้อที่ในการเก็บข้อมูลและลดความซ้ำซ้อนลงได้
2. รักษาความถูกต้องของข้อมูล
เนื่องจากฐานข้อมูลมีเพียงฐานข้อมูลเดียว
ในกรณีที่มีข้อมูลชุดเดียวกันปรากฏอยู่หลายแห่งในฐานข้อมูล
ข้อมูลเหล่านี้จะต้องตรงกัน ถ้ามีการแก้ไขข้อมูลนี้ทุก ๆ
แห่งที่ข้อมูลปรากฏอยู่จะแก้ไขให้ถูกต้องตามกันหมดโดยอัตโนมัติด้วยระบบจัดการฐานข้อมูล
3. การป้องกันและรักษาความปลอดภัยให้กับข้อมูลทำได้อย่างสะดวก การป้องกันและรักษาความปลอดภัยกับข้อมูลระบบฐานข้อมูลจะให้เฉพาะผู้ที่เกี่ยวข้องเท่านั้นจึงจะมีสิทธิ์เข้าไปใช้ฐานข้อมูลได้เรียกว่ามีสิทธิส่วนบุคคล (privacy) ซึ่งก่อให้เกิดความปลอดภัย (security) ของข้อมูลด้วย
ฉะนั้นผู้ใดจะมีสิทธิ์ที่จะเข้าถึงข้อมูลได้จะต้องมีการกำหนดสิทธิ์กันไว้ก่อนและเมื่อเข้าไปใช้ข้อมูลนั้น
ๆ
ผู้ใช้จะเห็นข้อมูลที่ถูกเก็บไว้ในฐานข้อมูลในรูปแบบที่ผู้ใช้ออกแบบไว้ตัวอย่างเช่น
ผู้ใช้สร้างตารางข้อมูลขึ้นมาและเก็บลงในระบบฐานข้อมูล
ระบบจัดการฐานข้อมูลจะเก็บข้อมูลเหล่านี้ลงในอุปกรณ์เก็บข้อมูลในรูปแบบของระบบจัดการฐานข้อมูลซึ่งอาจเก็บข้อมูลเหล่านี้ลงในแผ่นจานบันทึกแม่เหล็กเป็นระเบียน
บล็อกหรืออื่น ๆ ผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องรับรู้ว่าโครงสร้างของแฟ้มข้อมูลนั้นเป็นอย่างไร
ปล่อยให้เป็นหน้าที่ของระบบจัดการฐานข้อมูลดังนั้นถ้าผู้ใช้เปลี่ยนแปลงลักษณะการเก็บข้อมูล
เช่น เปลี่ยนแปลงรูปแบบของตารางเสียใหม่
ผู้ใช้ก็ไม่ต้องกังวลว่าข้อมูลของเขาจะถูกเก็บลงในแผ่นจานบันทึกแม่เหล็กในลักษณะใด
ระบบการจัดการฐานข้อมูลจะจัดการให้ทั้งหมด
ในทำนองเดียวกันถ้าผู้ออกแบบระบบฐานข้อมูลเปลี่ยนวิธีการเก็บข้อมูลลงบนอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล
ผู้ใช้ก็ไม่ต้องแก้ไขฐานข้อมูลที่เขาออกแบบไว้แล้ว
ระบบการจัดการฐานข้อมูลจะจัดการให้ ลักษณะเช่นนี้เรียกว่า
ความไม่เกี่ยวข้องกันของข้อมูล (data independent)
4. สามารถใช้ข้อมูลร่วมกันได้ เนื่องจากในระบบฐานข้อมูลจะเป็นที่เก็บรวบรวมข้อมูลทุกอย่างไว้
ผู้ใช้แต่ละคนจึงสามารถที่จะใช้ข้อมูลในระบบได้ทุกข้อมูล
ซึ่งถ้าข้อมูลไม่ได้ถูกจัดให้เป็นระบบฐานข้อมูลแล้ว
ผู้ใช้ก็จะใช้ได้เพียงข้อมูลของตนเองเท่านั้น ข้อมูลของระบบเงินเดือน
ข้อมูลของระบบงานบุคคลถูกจัดไว้ในระบบแฟ้มข้อมูลผู้ใช้ที่ใช้ข้อมูลระบบเงินเดือน
จะใช้ข้อมูลได้ระบบเดียว แต่ถ้าข้อมูลทั้ง 2 ถูกเก็บไว้เป็นฐานข้อมูลซึ่งถูกเก็บไว้ในที่ที่เดียวกัน
ผู้ใช้ทั้ง 2 ระบบก็จะสามารถเรียกใช้ฐานข้อมูลเดียวกันได้
ไม่เพียงแต่ข้อมูลเท่านั้นสำหรับโปรแกรมต่าง ๆ
ถ้าเก็บไว้ในฐานข้อมูลก็จะสามารถใช้ร่วมกันได้
5. มีความเป็นอิสระของข้อมูล เมื่อผู้ใช้ต้องการเปลี่ยนแปลงข้อมูลหรือนำข้อมูลมาประยุกต์ใช้ให้เหมาะสมกับโปรแกรมที่เขียนขึ้นมา
จะสามารถสร้างข้อมูลนั้นขึ้นมาใช้ใหม่ได้ โดยไม่มีผลกระทบต่อระบบฐานข้อมูล
เพราะข้อมูลที่ผู้ใช้นำมาประยุกต์ใช้ใหม่นั้นจะไม่กระทบต่อโครงสร้างที่แท้จริงของการจัดเก็บข้อมูล
นั่นคือ
การใช้ระบบฐานข้อมูลจะทำให้เกิดความเป็นอิสระระหว่างการจัดเก็บข้อมูลและการประยุกต์ใช้
6.สามารถขยายงานได้ง่าย เมื่อต้องการจัดเพิ่มเติมข้อมูลที่เกี่ยวข้องจะสามารถเพิ่มได้อย่างง่ายไม่ซับซ้อน
เนื่องจากมีความเป็นอิสระของข้อมูล จึงไม่มีผลกระทบต่อข้อมูลเดิมที่มีอยู่
7.ทำให้ข้อมูลบูรณะกลับสู่สภาพปกติได้เร็วและมีมาตรฐาน เนื่องจากการจัดพิมพ์ข้อมูลใน ระบบที่ไม่ได้ใช้ฐานข้อมูล ผู้ เขียนโปรแกรมแต่ละคนมีแฟ้มข้อมูลของตนเองเฉพาะ
ฉะนั้น แต่ละคนจึงต่างก็สร้างระบบการบูรณะข้อมูลให้กลับสู่ สภาพปกติในกรณีที่ข้อมูลเสียหายด้วยตนเองและด้วยวิธีการของตนเอง
จึงขาดประสิทธิภาพและมาตรฐาน แต่เมื่อมาเป็นระบบฐาน ข้อมูลแล้ว การบูรณะข้อมูลให้กลับคืนสู่สภาพปกติจะมีโปรแกรมชุดเดียวและมีผู้ดูแลเพียงคนเดียวที่ดูแลทั้งระบบ
ซึ่งย่อมต้อง มีประสิทธิภาพและเป็นมาตรฐานเดียวกันแน่นอน
ที่มา :
http://portal.in.th/asudah/pages/detu/
ตัวอย่างฐานข้อมูล
ระบบฐานข้อมูล
|
|
ระบบฐานข้อมูลจะประกอบด้วยแฟ้มข้อมูลจำนวนหลาย ๆ
แฟ้มข้อมูลเหล่านี้จะต้องมีการจัดระบบข้อมูล ไว้อย่างดี กล่าวคือ
ข้อมูลในแฟ้มข้อมูลเดียวกันจะต้องไม่มีการซ้ำซ้อนกันแต่ระหว่างแฟ้มอาจมีการซ้ำซ้อนกันได้บ้าง
และต้องเปิดโอกาสให้ผู้ใช้สามารถเข้าถึงข้อมูล และค้นหาได้ง่าย
นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มเติม หรือ ลบออกได้โดยไม่ทำให้ข้อมูลอื่นเสียหาย
ดังตัวอย่างในรูป
|
|
ในรูป แสดงแฟ้มข้อมูลทั้งหมดที่ประกอบรวมอยู่ในฐานข้อมูล
ส่วนของข้อมูลที่ซ้ำซ้อน คือส่วนของข้อมูลที่แรเงา
การเก็บข้อมูลอาจแยกอิสระเป็นแฟ้มเลยก็ได้
แต่มีส่วนชี้แสดงความสัมพันธ์ถึงกัน ดังรูประบบฐานข้อมูลนี้
1) แฟ้มข้อมูลอาจารย์
2) แฟ้มข้อมูลนักเรียน
3) แฟ้มข้อมูลวิชาเรียน
4) แฟ้มข้อมูลห้องเรียน
|
แสดงความสัมพันธ์ของแฟ้มแต่ละแฟ้มในฐานข้อมูล
|
สมมติว่าแฟ้มข้อมูลอาจารย์ประกอบด้วยเขตข้อมูลต่าง ๆ ดังนี้ ชื่อ
ตำแหน่ง เงินเดือน ที่อยู่ ฯลฯ
ส่วนแฟ้มข้อมูลนักเรียนนั้นก็ต้องมีตัวชี้ว่ามีใครเป็นอาจารย์ประจำชั้น
หรือในแฟ้มอาจจะมีตัวชี้ว่าใคร เป็นผู้สอน เป็นต้น
โดยปกติ อาจเก็บชื่ออาจารย์ที่ปรึกษาไว้ในแฟ้มของนักเรียนเลยก็ได้
แต่จะทำให้ เสียเนื้อที่การเก็บข้อมูลมากขึ้น ดังนั้นจึงต้องหาทางสร้างตัวชี้
เพื่อแยกแยะข้อมูลในแต่ระเบียน ตัวอย่างเช่น ข้อมูลนักเรียนประกอบด้วย
เลขประจำตัว ชื่อ สกุล รหัสอาจารย์ประจำชั้น
|
ฐานข้อมูล หมายถึง
การเก็บข้อมูลของผู้ใช้ และสามารถนำข้อมูลมาใช้งานร่วมกันได้
โดยไม่มีการซ้ำซ้อนของข้อมูล
หรือความขัดแย้งของข้อมูล
ซึ่งสามารถแสดงลำดับขั้นในการเกิดฐานข้อมูลได้ดังรูป
|
|
จากรูป ฐานข้อมูลเกิดจากบิต (Bit) หรือเลขฐานสองมารวมกัน
8 บิต รวมเป็นไบต์(Byte) หลาย ๆ
ไบต์รวมกันเรียกว่า
ฟิลด์(Field) หลาย ๆ ฟิลด์รวมกันเรียกว่า
เรคคอร์ด(Record) หลาย ๆ เรคคอร์ดรวมกันเรียกว่าไฟล์(File)
และหลาย ๆ ไฟล์
รวมกันเรียกว่า ฐานข้อมูล (Database) ตามลำดับ
แนวความคิดของฐานข้อมูล
จากปัญหาต่าง
ๆ ที่เกิดขึ้นจากการจัดการข้อมูลแบบไฟล์
ทำให้เกิดแนวคิดในการจัดการข้อมูลแบบใหม่
ซึ่งแนวคิดเบื้องต้นของฐานข้อมูลคือการนำข้อมูลที่เกี่ยวข้องและสัมพันธ์กันมาจัดเก็บลงในที่เดียวกัน
โดยฐานข้อมูลดังกล่าวจะถูกควบคุมโดยซอฟต์แวร์ชุดหนึ่ง
แทนที่จะใช้งานแฟ้มข้อมูลคอมพิวเตอร์ที่กระจัดกระจายและมีการ
ดูแลโดยผู้ใช้กลุ่มต่าง ๆ กัน
เป้าหมายสูงสุดของแนวความคิดเกี่ยวกับฐานข้อมูลคือการที่ข้อมูลแต่ละชุดถูกป้อนและจัดเก็บเพียง
ครั้งเดียว ผู้ใช้ที่ได้รับสิทธิ์เท่านั้นที่จะสามารถเรียกใช้ข้อมูลที่ถูกจัดเก็บได้อย่างสะดวกและรวดเร็ว
รวมทั้งการที่ข้อมูลเป็นอิสระจากโปรแกรมประยุกต์เฉพาะกิจใด ๆ
โดยการบริหารฐานข้อมูลเราจะอาศัยซอฟต์แวร์ที่เรียกว่า
ระบบบริหารจัดการฐานข้อมูล ( DBMS : Database Management
System) เป็นตัวกลางในการเชื่อมต่อระหว่าง โปรแกรม
กับฐานข้อมูลดังรูป
|
|
เป้าหมายของการใช้ระบบฐานข้อมูล
1.
ลดความซ้ำซ้อน
2.ใช้ข้อมูลร่วมกัน
3. การใช้และการเปลี่ยนแปลงข้อมูลสะดวก
และถูกต้อง
4. ลดค่าใช้จ่ายในการจัดเก็บและเรียกใช้
5. ให้ความปลอดภัย
6.เกิดมาตรฐานในการใช้งาน
|
แบบจำลองฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ (The Relational
Database Model)
แบบจำลองฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์เป็นแบบจำลองที่ได้รับความนิยมใช้สูงสุดในปัจจุบัน
โดยโครงสร้างการจัดเก็บ
ข้อมูลอยู่ในรูปของตาราง ซึ่งประกอบด้วยแถวและหลักที่สัมพันธ์กัน
ข้อมูลในแต่ละแถวเรียก เรคคอร์ด (Record) และ
ข้อมูลในแต่ละหลักเรียกว่า ฟิล์ด (Field) แสดงได้ดังรูป
|
|

ที่มา : http://www.chakkham.ac.th/technology/lesson22/database.html