บทที่ 1 ระบบฐานข้อมูล (Database System) ม.4/2 ส.5-1-12-64

บทที่ 1 ระบบฐานข้อมูล (Database System) ม.4/2 ส.5-1-12-64

by บชกรษ์ ศรีวิบูณร์

​บทที่ 1 ระบบฐานข้อมูล (Database System)

​ระบบฐานข้อมูล

ปัจจุบันการนาคอมพิวเตอร์มาใช้ในการจัดการเกี่ยวกับฐานข้อมูล (database) ได้รับความนิยมมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในองค์กรที่มีขนาดใหญ่ ทั้งนี้เนื่องจากการจัดการสามารถทาได้รวดเร็วและถูกต้องแม่นยา ทาให้ประสิทธิภาพโดยรวมในการดาเนินการขององค์กรสูงขึ้นด้วยระบบฐานข้อมูล (Database System) คือการจัดเก็บข้อมูลอย่างเป็นระบบ ซึ่งผู้ใช้สามารถเรียกใช้ข้อมุลดังกล่าวได้ในลักษณะต่างๆ เช่น การเพิ่มข้อมูล (Add Data) การแทรกข้อมูล (Insert Data) การเรียกใช้ข้อมูล (Retrieve Data) การแก้ไขและลบข้อมูล (Update & Delete Data) ตลอดจนการเคลื่อนย้ายข้อมูล (Move Data) ไปตามที่กาหนด

โครงสร้างของระบบ (structure of Databases)

ระบบฐานข้อมูลในมุมมองของผู้ใช้สามารถแบ่งออกตามลักษณะโครงสร้าง ซึ่งประกอบไปด้วยโครงสร้างหลัก 2 ส่วน ได้แก่ ส่วน Font end และ Back end

1.Font End เป็นโปรแกรมประยุกต์ (Application) ที่อาจจะสร้างจากภาษาต่างๆ เช่น ภาษาระดับสูง CASE หรือภาษาอื่นๆ ส่วนนี้โดยปกติจะรองรับการทางานของผู้ใช้ (End User) เพื่อทาหน้าที่ติดต่อกับระบบ

2.Back End เป็นส่วนที่ทาหน้าที่ในการจัดการกับระบบฐานข้อมูลทั้งหมด ในแง่ของการจัดเก็บและเรียกใช้ข้อมูลจากแหล่งข้อมูลจริง ได้แก่ การปฏิบัติการต่างๆ กับข้อมูล, การจัดทา Backup, การควบคุมความถูกต้องในการใช้ข้อมูลพร้อมกัน รวมไปถึงการควบคุมความปลอดภัยของระบบ เป็นต้น

องค์ประกอบของระบบฐานข้อมูล Data

เนื่องจากฐานข้อมูลเป็นการจัดเก็บรวบรวมข้อมูล ให้มีลักษณะเป็นศูนย์กลางข้อมูลอย่างเป้ฯระบบ ในกรณีที่มีผู้ใช้ร่วมกันหลายคน (Multi-User) ข้อมูลจะต้องสามารถเรียกใช้ร่วมกันได้ ซึ่งในทางปฏิบัติผู้ใช้จะมองภาพของข้อมูล ที่แตกต่างกันไปตามระดับของการออกแบบระบบ

Hardware

ในส่วนของ Hardware ที่เกี่ยวช้องกับระบบ จะพิจารณาถึงส่วนประกอบที่สาคัญสองประการ ส่วนแรกคือ สื่อในการเก็บข้อมูล (Secondary Storage) ได้แก่ การเก็บข้อมูลด้วย Magnetic Disk รวมไปถึงการติดต่อระหว่างอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง เช่น I/O Device ต่างๆ ส่วนที่สองจะเกี่ยวข้องกับความเร็วในการทางานของโปรเซสเซอร์และเมมโมรี ซึ่งจะขึ้นอยู่กับขนาดของข้อมูลในระบบและจานวนของผู้ใช้เป็นตัวกาหนด

User

ในระบบฐานข้อมูลจะมีบุคลากรที่เกี่ยวช้องดังนี้

Programmer เป็นบุคลากรที่ทาหน้าที่เขียนโปรแกรมประยุกต์ใช้งาน เพื่อการจัดเก็บและการเรียกใช้งาน เป็นไปตามความต้องการของผู้ใช้

End User เป็นบุคลากรที่ทาการใช้ข้อมูลจากระบบ ซึ่งโดยปกติจะทางานใน 3 ลักษณะ คือ การอ่าน (Read Only), การเพิ่มหรือลบข้อมูล (Add/Delete) และการแก้ไขข้อมูล (Modify Data) เป็นต้น

DBA (Database administrator) เป็นบุคลากรที่ทาหน้าที่เป็นผู้ควบคุม และบริหารงานของระบบฐานข้อมูลทั้งหมด นั่นคือจะเป็นผู้ที่ต้องตัดสินใจว่าข้อมูลใด ที่จะรวบรวมเข้าสู่ระบบรวมไปถึงเป็นผู้กาหนดกฏเกณฑ์ที่ใข้ภายในระบบ เช่น วิธีการในการจัดเก็บข้อมูล การเรียกใช้ข้อมูลตลอดจนการกาหนดการรัษาความปลอดภัยในระบบ เป็นต้น

User

Software ทาหน้าที่เป็นสื่อกลางระหว่างผู้ใช้ และข้อมูลที่ถูกจัดเก็บในสื่อต่างๆ Software ในส่วนนี้เรียกว่า Database Management System (DBMS) นั่นคือ ความต้องการใช้ข้อมูลจากผู้ใช้จะถูกจัดการโดย DBMS เพื่อที่จะทานในลักษณะต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นการเรียกใช้ข้อมูลการจัดทารายานและการปรับเปลี่ยนหรือแก้ไขในรูปแบบต่าง ๆ

แนวคิดการออกแบบฐานข้อมูล (Database Approach)

ระบบฐานข้อมูลจะมีแนวคิดในการจัดการกับตัวข้อมูลโดยตรง นี่นคือความพร้อมของข้อมูลที่จะถูกเรียกใช้ได้ทันทีที่ต้องการ นอกจากนี้แล้วข้อมูลในระบบจะถูกใช้ร่วมกัน (Shared Data) โดยผู้ใช้แต่ละคนจะมองเห็นระบบฐานข้อมูล ที่แตกต่างกันตามลักษณะการทางานที่ได้ถูกกาหนดไว้โดยผู้ออกแบบระบบ

​ผลกระทบของการประมวลผลด้วยระบบฐานข้อมูล

ข้อดีของการประมวลผลด้วยระบบฐานข้อมูล

 ลดความซ้าซ้อนของข้อมูล (Minimal Data Redundancy) การจัดเก็บข้อมูลในลักษณะเป็นแฟ้มข้อมูล อาจทาให้ข้อมูลประเภทเดียวกันถูกเก็บไว้หลายๆ แห่ง ทาให้เกิดความซ้าซ้อนของข้อมูลขึ้นได้ ดังนั้นการนาข้อมูลรวมมาเก็บไว้ในระบบฐานข้อมุลจะช่วยลดปัญหาความซ้าซ้อนของข้อมูลได้

 หลีกเลี่ยงความขัดแย้งของข้อมูลได้ (Consistency of Data) การจัดเก็บข้อมูลในลัษณะเป็นแฟ้มข้อมูล โดยที่ข้อมูลเป็นเรื่องดียวกัน อาจมีอยู่ในหลายแฟ้ม ซึ่งก่อให้เกิดความขัดแย้งของขอ้มูลขึ้นได้ ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากการแก้ไขข้อมูลที่แฟ้มแห่งหนึ่ง แต่มิได้แก้ไขข้อมูลเรื่องเดียวกันที่อยู่ในไฟล์อื่นๆ ทาให้ข้อมูลนั้นๆ แตกต่างกันได้

ข้อดีของการประมวลผลด้วยระบบฐานข้อมูล

 จากัดความผิดพลาดในการป้อนข้อมูลให้น้อยที่สุด (Data Integrity) บางครั้งความผิดพลาดของข้อมูล อาจเกิดขึ้นจากการป้อนข้อมูลที่ไม่ถูกต้องเข้าสู่ระบบดังนั้นในระบบจัดการฐานข้อมูล จึงจาเป็นที่จะต้องกาหนดกฏเกณฑ์ในการรับข้อมูลจากการปัอนของผู้ใช้ เพื่อรักษาความถูกต้องของข้อมูลให้มากที่สุดเท่าที่จะทาได้

 สามารถใช้ข้อมูลร่วมกันได้ (Sharing of Data) เนื่องจากระบบฐานข้อมูลเป็นการจัดเก็บข้อมูลไว้ในที่เดียวกัน เมื่อผู้ใช้ต้องการเรียกใช้ข้อมูลจากแฟ้มข้อมูลที่แตกต่างกัน ก็จะสามารถทาได้โดยง่าย

​ สามารถกาหนดความเป็นมาตรฐานเดียวกันได้ (Enforcement of Standard) การเก็บข้อมูลไว้ด้วยกันจะสามารถกาหนด และควบคุมความมีมาตรฐานของข้อมูลให้เป็นไปในทิศทางเดียวกันได้ ดังนั้นจึงทาให้ระบบเกิดความเชื่อมั่นมากยิ่งขึ้น

ข้อดีของการประมวลผลด้วยระบบฐานข้อมูล

 สามารถกาหนดระบบความปลอดภัยของข้อมูลได้ (Security and Privacy Control) เนื่องจากระบบจะทาการกาหนดระดับของผู้ใช้แต่ละคน ตามลาดับความสาคัญของผู้ใช้ดังนั้นจึงสามารถที่จะควบคุมและดูแลความปลอดภัยของข้อมูลภายในระบบได้ดียิ่งขึ้น

 ข้อมูลมีความเป็นอิสระ (Data Independence) ระบบฐานข้อมูลจะทาหน้าที่เป็นตัวเชื่อมโยงกับโปรแกรมประยุกต์ ที่ทางานกับข้อมูลโดยตรง การแก้ไขข้อมูล เช่น ต้องการเปลี่ยนรหัสไปรษณีย์จากเลข 4 หลัก เป็นเลข 5 หลัก ก็จะทาการแก้ไขข้อมูลที่เป็นรหัสไปรษณ๊ย์เฉพาะโปรแกรมที่เรียกใช้รหัสไปรษณีย์เท่านั้น ส่วนโปรแกรมอื่นจะเป็นอิสระต่อการเปลี่ยนแปลงนี้

ข้อเสียของการประมวลผลด้วยระบบฐานข้อมูล

 ขั้นตอนการออกแบบดาเนินการและการบารุงรักษามีต้นทุนที่สูง เนื่องจากระบบต้องใช้ผู้เชี่ยวชาญเฉพาะในการออกแบบระบบ ไม่ว่าจะเป็นทางด้าน Hardware และ Software รวมไปถึงราคาอุปกรณ์ที่ใช้มีราคาค่อนข้างสูง

 ระบบมีความซับซ้อนจาเป็นต้องมีผู้ดูแลระบบที่ถูกฝึกมาอย่างดี เพื่อรองรับสถานการณ์ที่ผิดพลาดอันอาจจะเกิดขึ้นได้

 การเสี่ยงต่อการหยุดชะงักของระบบ เนื่องจากข้อมูลอาจถูกจัดเก็บแบบรวมศูนย์ (Centralized Database System) ความล้มเหลวของการทางานบางส่วน อาจทาให้ระบบฐานข้อมูลโดยรวมหยุดชะงักการทางานได้

Open Ended

ให้นักเรียนให้ความหมายของระบบฐานข้อมูล (Database System)

Open Ended

โครงสร้างของระบบ (structure of Databases) มีอยู่ 2 ได้แก่

Open Ended

ให้นักเรียนอธิบายเกี่ยวกับองค์ประกอบของระบบฐานข้อมูล (Data) มีอะไรบ้างพร้อมยกตัวอย่าง

Open Ended

แนวคิดการออกแบบฐานข้อมูล (Database Approach) คืออะไร

Open Ended

ข้อดีของการประมวลผลด้วยระบบฐานข้อมูล มีอะไรบ้าง (พร้อมยกตัวอย่างประกอบ)

Open Ended

ข้อเสียของการประมวลผลด้วยระบบฐานข้อมูล มีอะไรบ้าง (พร้อมยกตัวอย่างประกอบ)

Open Ended

ข้อเสียของการประมวลผลด้วยระบบฐานข้อมูล มีอะไรบ้าง (พร้อมยกตัวอย่างประกอบ)