ระบบฐานข้อมูลเริ่มต้นจากโครงการใด

หน่วยที่ 1 ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับฐานข้อมูล

1.1 ความหมายฐานข้อมูล

                ฐานข้อมูล หมายถึง แหล่งที่ใช้สำหรับเก็บรวบรวมข้อมูลซึ่งอยู่ในรูปแฟ้มข้อมูลมารวมไว้ที่เดียวกัน รวมทั้งต้องมีส่วนของพจนานุกรมข้อมูล (data dictionary) เก็บคำอธิบายเกี่ยวกับโครงสร้างของฐานข้อมูล และเนื่องจากข้อมูลที่จัดเก็บนั้นต้องมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกันทำให้สามารถสืบค้น (retrieval) แก้ไข (modified) ปรับปรุงเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง ข้อมูล (update) และจัดเรียง (sort) ได้สะดวกขึ้นโดยในการกระทำการดังที่กล่าวมาแล้ว ต้องอาศัยซอฟต์แวร์ประยุกต์สำหรับจัดการฐานข้อมูล

    ระบบฐานข้อมูล หมายถึง ระบบการรวบรวมแฟ้มข้อมูลหลายๆ แฟ้มข้อมูลเข้าด้วยกัน โดยขจัดความซ้ำซ้อนของข้อมูลออก แล้วเก็บข้อมูลไว้ที่ศูนย์กลาง เพื่อการใช้งานร่วมกันในองค์กร ภายในระบบต้องมีส่วนที่เป็นโปรแกรมประยุกต์ที่สร้างขึ้นเพื่อเชื่อมโยงและใช้งานข้อมูลในฐานข้อมูล (database) และจะต้องมีการดูแลรักษาความปลอดภัยของข้อมูลเหล่านั้น มีการกำหนดสิทธิของผู้ใช้งานแต่ละคนให้แตกต่างกัน ตามแต่ความต้องการในการใช้งาน

1.2 โครงสร้างฐานข้อมูล

   ซึ่งประกอบด้วยข้อมูลที่มีขนาดต่างกัน ดังนี้

1.              บิต (Bit)

เป็นหน่วยข้อมูลที่มีขนาดเล็กที่สุด ซึ่งเป็นข้อมูลที่เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถเข้าใจและนำไปใช้งานได้ ได้แก่ เลข 0 และ เลข 1

2.              ไบต์ (Byte) หรือ อักขระ (Character)

ได้แก่ ตัวเลข หรือ ตัวอักษร หรือ สัญลักษณ์พิเศษ 1 ตัว เช่น 0,1…9,A, B,…Z   ซึ่ง 1 ไบต์ จะเท่ากับ 8 บิต หรือ ตัวอักขระ 1 ตัว

3.              ฟิลด์ (Flied)

 คือ อักขระ ตั้งแต่ 1 ตัวขึ้นไป รวมกันเป็น ฟิลด์ เช่น เลขประจำตัว ชื่อสกุล เป็นต้น

4.              เรคคอร์ด (Record)

คือ การนำเอาฟิลด์หลายฟิลด์และมีความสัมพันธ์มารวมกลุ่มกัน เช่น นักเรียนแต่ละคนจะมีข้อมูลที่เกี่ยวกับ ชื่อ สกุล อายุ เพศ เกรดเฉลี่ยฯลฯ โดยข้อมูลในลักษณะนี้คือ 1 เรคคอร์ดนั่นเอง

5.              แฟ้มข้อมูล หรือ ไฟล์ ( Flies)

 คือ เรคคอร์ดหลายๆ เรคคอร์ดรวมกัน และเป็นเรื่องเดียวกันเช่น แฟ้มข้อมูลนักเรียนห้อง ม.1/1 จำนวน 50 คน ทุกคนจะมีข้อมูลเกี่ยวกับ ชื่อ สกุล เพศ อายุ เกรดเฉลี่ย ฯลฯ ซึ่งข้อมูลทั้งหมดนี้ของนักเรียนจำนวน 50 คนนี้ เรียกว่า แฟ้มข้อมูล

       6.   ฐานข้อมูล (Database)

คือ การเก็บรวบรวมไฟล์หรือแฟ้มข้อมูลหลายๆ ไฟล์ที่เกี่ยวข้องมารวมกัน

นอกจากโครงสร้างของข้อมูลทั้ง  8   โครงสร้างแล้ว   ระบบฐานข้อมูลจำเป็นต้องอาศัยโครงสร้างของข้อมูลเพิ่มอีก   2  ชนิดคือ

 เอนทิตี้  (ENTITY)  หมายถึง  ชื่อของสิ่งใดสิ่งหนึ่ง เปรียบเสมือนคำนาม  อาจได้แก่  คน  สถานที่  สิ่งของ  การกระทำ  ซึ่งต้องการจัดเก็บข้อมูลไว้  เช่น เอนทิตี้ของลูกค้า เอนทิตี้ของพนักงาน เป็นต้น  บางเอนทิตี้อาจจะไม่มีความหมายเลย  หากขาดเอนทิตี้อื่นในฐานข้อมูล  เช่น  เอนทิตี้ประวัตินักสึกษาจะไม่มีความหมาย  หากปราศจากเอนทิตี้นักศึกษา  เพราะจะไม่ทราบว่าเป็นประวัติของนักศึกษาคนใด

 แอททริบิวต์  (ATTRIBUTE) หมายถึง รายละเอียดข้อมูลที่แสดงลักษณะและคุณสมบัติของเอนทิตี้หนึ่ง ๆ  เช่น เอนทิตี้นักศึกษา ประกอบด้วย แอททริบิวต์รหัสนักศึกษา   ชื่อนักเรียนศึกษา  ที่อยู่นักศึกษา  เป็นต้น

ภาพที่ 1.1 โครงสร้างฐานข้อมูล

1.3 ความเป็นมาของฐานข้อมูล

การจัดการฐานข้อมูลเริ่มต้นจากการที่องค์การบริหารการบินและอวกาศสหรัฐอเมริกา หรือนาซาได้ว่าจ้างบริษัทไอบีเอ็ม (IBM) ประเทศสหรัฐอเมริกา ให้ออกแบบระบบเก็บรวบรวมข้อมูลที่ได้จากการสำรวจดวงจันทร์ในโครงการอะพอลโล (โครงการอะพอลโลเป็นโครงการสำรวจอวกาศอย่างจริงจัง และมีการส่งมนุษย์ขึ้นบนดวงจันทร์ได้สำเร็จด้วยยานอะพอลโล 11) ได้พัฒนาระบบการดูแลข้อมูลเรียกว่า ระบบ GUAM ( Generalized Upgrade Access Method) ซึ่งถือเป็นต้นกำเนิดของระบบการจัดการฐานข้อมูล

ต่อมาบริษัท ไอบีเอ็ม ได้พัฒนาระบบการจัดการฐานข้อมูลขึ้นมาใหม่เพื่อให้ใช้งานกับธุรกิจทั่วๆ ไปได้ เรียกว่า DL/I (Data Language/I ) จนในที่สุดก็ได้กลายมาเป็นระบบ IMS

 ( Information Management System) ในช่วงปี พ.ศ. 2525 มีการนำระบบฐานข้อมูลเข้ามาใช้กับคอมพิวเตอร์อย่างเต็มที่  ได้มีการคิดค้นและผลิตซอฟต์แวร์เกี่ยวกับฐานข้อมูลออกมามากมาย การเจริญเติบโตของการจัดการฐานข้อมูลรุดหน้าไปอย่างรวดเร็วพร้อมกับระบบคอมพิวเตอร์และมีการพัฒนามาจนถึงทุกวันนี้

ปัจจุบันได้มีการนำคอมพิวเตอร์มาใช้ในการเก็บข้อมูล โดยใช้โปรแกรมสำเร็จรูปทั่วไปโดยที่ผู้ใช้ไม่ต้องเขียนโปรแกรมเอง เพียงแต่เรียนรู้คำสั่งการเรียกใช้ข้อมูลหรือการจัดการข้อมูล เช่น การป้อนข้อมูล การบันทึกข้อมูล การแก้ไขและเปลี่ยนแปลงข้อมูล เป็นต้น

ในอดีตยุคที่มีไมโครคอมพิวเตอร์เกิดขึ้นแรกๆ โปรแกรมสำเร็จรูปทางด้านการจัดการฐานข้อมูลที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย คือ Personal Filling System) ต่อมาได้มีโปรแกรมฐานข้อมูลเพิ่มขึ้นหลายโปรแกรม เช่น Datastar DB Master และ dBASE II เป็นต้นโดยเฉพาะโปรแกรม dBASE II ได้รับความนิยมมาก จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2528 ผู้ผลิตได้สร้าง dBASE III Plus ออกมาซึ่งสามารถจัดการฐานข้อมูลแบบสัมพันธ์ (relational) เชื่อมโยงแฟ้มข้อมูลต่างๆ เข้าด้วยกัน ค้นหา และนำมาสร้างเป็นรายงานตามความต้องการได้สะดวก รวดเร็ว ต่อมาได้มีการสร้าง โปรแกรมสำเร็จรูปเกี่ยวกับฐานข้อมูลออกมา เช่น FoxBASE, FoxPro, Microsoft Access และ Oracle เป็นต้น

1.4 องค์ประกอบของฐานข้อมูล

   ฐานข้อมูล  แบ่งออกเป็น  5  ประเภท  ดังนี้

1.             ฮาร์ดแวร์  (  Hardware  )

ในระบบฐานข้อมูลที่มีประสิทธิภาพควรมีฮาร์ดแวร์ต่าง ๆ ที่พร้อมจะอำนวยความสะดวกในการบริหารระบบงานฐานข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพ  ไม่ว่าจะเป็นขนาดของหน่วยความจำ  ความเร็วของหน่วยประมวลผลกลาง  อุปกรณ์นำเข้าและออกรายงานรวมถึงหน่วยความจำสำรองที่รองรับการประมวลผลข้อมูลในระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ

2.             โปรแกรม  (  Program  )

ในการประมวลผลฐานข้อมูลอาจจะใช้โปรแกรมที่แตกต่างกัน  ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระบบคอมพิวเตอร์ที่ใช้ว่าเป็นแบบใด โปรแกรมที่ทำหน้าที่การสร้าง  การเรียกใช้ข้อมูล  การจัดทำรายงาน  การปรับเปลี่ยนแก้ไขโครง

สร้าง  การควบคุม  หรือกล่าวได้อีกอย่างหนึ่งว่า  ระบบจัดการฐานข้อมูล  (  Database  Management  System  )  คือโปรแกรมหรือซอฟท์แวร์ที่ทำหน้าที่ในการจัดการฐานข้อมูลโดยจะเป็นสื่อกลางระหว่างผู้ใช้  

และโปรแกรมประยุกต์ต่าง ๆ ที่มีอยู่ในฐานข้อมูล

3.             ข้อมูล  (  Data  )

ฐานข้อมูลเป็นการจัดเก็บรวบรวมข้อมูลให้เป็นศูนย์กลางข้อมูลอย่างเป็นระบบ  ซึ่งข้อมูลเหล่านี้สามารถใช้ร่วมกันได้  ผู้ใช้ข้อมูลในระบบฐานข้อมูล  จะมองภาพข้อมูลในลักษณะที่แตกต่างกัน  เช่น  ผู้ใช้บางคนมองภาพของข้อมูลที่ถูกจัดเก็บไว้ในสื่อเก็บข้อมูลจริง           (  Physical  Level )  ในขณะที่ผู้ใช้บางคนมองภาพข้อมูลจากการใช้งานของผู้ใช้    

4.              บุคลากร  (  People  )

4.1 ผู้ใช้ทั่วไป เป็นบุคลากรที่ใช้ข้อมูลจากระบบฐานข้อมูล  เพื่อให้งานสำเร็จลุล่วงได้  เช่น  ในระบบข้อมูลการจองตั๋วเครื่องบิน  ผู้ใช้ทั่วไป  คือ  พนักงานจองตั๋ว

4.2 พนักงานปฏิบัติงาน  (  Operating  ) เป็นผู้ปฏิบัติการด้านการประมวลผล  การป้อนข้อมูลลงเครื่องคอมพิวเตอร์

4.3 นักวิเคราะห์และออกแบบระบบ  (  System  Analyst  ) เป็นบุคลากรที่ทำหน้าที่วิเคราะห์ระบบฐานข้อมูล  และออกแบบระบบงานที่จะนำมาใช้

4.4 ผู้เขียนโปรแกรมประยุกต์ใช้งาน  (  Programmer  ) เป็นผู้ทำหน้าที่เขียนโปรแกรมประยุกต์ใช้งานต่าง ๆ เพื่อให้การจัดเก็บการเรียกใช้ข้อมูลเป็นไปตามความต้องการของผู้ใช้

4.5 ผู้บริหารงานฐานข้อมูล  (  Database  Administrator  : DBA  )  เป็นบุคคลที่ทำหน้าที่บริหารและควบคุมการบริหารงานของระบบฐานข้อมูลทั้งหมด  เป็นผู้ที่จะต้องตัดสินใจว่าจะรวบรวมข้อมูลอะไรเข้าสู่ระบบ  จัดเก็บโดยวิธีใด  เทคนิคการเรียกใช้ข้อมูล  กำหนดระบบการรักษาความปลอดภัยของข้อมูล  การสร้างระบบข้อมูลสำรอง  การกู้  และประสานงานกับผู้ใช้ว่าต้องการใช้ข้อมูลอย่างไร  รวมถึงนักวิเคราะห์และออกแบบระบบ  และโปรแกรมเมอร์  ประยุกต์ใช้งาน  เพื่อให้การบริหารการใช้งานเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ      

5.              ขั้นตอนการปฏิบัติงาน  (  Procedures  )

ในระบบฐานข้อมูลควรมีการจัดทำเอกสารที่ระบุขั้นตอนการทำงานของหน้าที่การงานต่างๆ ในระบบฐานข้อมูล  ในสภาวะปกติ  และในสภาวะที่ระบบเกิดปัญหา  (  Failure  )  ซึ่งเป็นขั้นตอนการปฏิบัติงานสำหรับบุคลากรทุกระดับขององค์กร

1.5 ข้อดีและข้อเสียของการประมวลผลในฐานข้อมูล

                เมื่อมีการนำระบบการจัดการฐานข้อมูลมาใช้ เพื่ออำนวยความสะดวกในการบันทึกข้อมูล แก้ไขปรับปรุงข้อมูล ค้นหาข้อมูล รวมทั้งกำหนดผู้ที่ได้รับอนุญาตให้ใช้ฐานข้อมูล เป็นต้น ทำให้ฐานข้อมูลมีข้อดีมากมาย ได้แก่

 1.  ลดความจำเจของงานดูแลเอกสาร ซึ่งเป็นงานประจำที่ทำให้ผู้ดูแลรู้สึกเบื่อหน่าย และขาดแรงจูงใจ แต่เราสามารถใช้คอมพิวเตอร์ในการปฏิบัติงานนี้แทนมนุษย์ได้ โดยผ่านโปรแกรมสำหรับการจัดการฐานข้อมูล

 2.  ข้อมูลที่จัดเก็บมีความทันสมัย เมื่อข้อมูลในระบบฐานข้อมูลได้รับการดูแลปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ทำให้ข้อมูลที่จัดเก็บเป็นข้อมูลที่มีความทันสมัย ตรงกับเหตุการณ์ในปัจจุบัน และตรงกับความต้องการอยู่เสมอ

 3.  ลดความซ้ำซ้อนในการจัดเก็บข้อมูล เนื่องจากการจัดทำฐานข้อมูลจะมีการรวบรวมข้อมูลประเภทต่างๆ เข้ามาจัดเก็บไว้ในระบบและเก็บข้อมูลเพียงชุดเดียว ซึ่งทุกฝ่ายที่เกี่ยวข้องจะสามารถเรียกใช้ข้อมูลที่ต้องการได้  เป็นการประหยัดเนื้อที่ในการจัดเก็บ และทำให้เกิดความรวดเร็วในการค้นหาและจัดเก็บข้อมูลด้วย

 4.  หลีกเลี่ยงความขัดแย้งของข้อมูลได้ เมื่อข้อมูลถูกจัดเก็บในระบบฐานข้อมูล จะทำให้ข้อมูลลดความซ้ำซ้อนลง คือ มีข้อมูลแต่ละประเภทเพียงหนึ่งชุดในระบบ ทำให้ข้อมูลที่เก็บได้ไม่ขัดแย้งกันเอง ในกรณีที่จำเป็นต้องเก็บข้อมูลที่ซ้ำซ้อนกัน เพื่อสาเหตุบางประการ เช่น เพื่อความรวดเร็วในการประมวลผลข้อมูล ระบบจัดการฐานข้อมูลจะเป็นผู้ดูแลข้อมูลที่ซ้ำกันให้มีความถูกต้องตรงกัน

 5.  ใช้ข้อมูลร่วมกันได้ เนื่องจากระบบการจัดการฐานข้อมูลสามารถจัดให้ผู้ใช้แต่ละคนเข้าใช้ข้อมูลในแฟ้มที่มีข้อมูลเดียวกันได้ในเวลาเดียวกัน เช่น ฝ่ายบุคคลและฝ่ายการเงิน สามารถที่จะใช้ข้อมูลจากแฟ้มประวัติพนักงานในระบบฐานข้อมูลได้พร้อมกัน

 6 . ควบคุมมาตรฐานของข้อมูลได้ เมื่อข้อมูลต่างๆ ในหน่วยงานถูกรวบรวมเข้ามา ผู้บริหารระบบฐานข้อมูลสามารถที่จะวางมาตรฐานในการรับข้อมูล แสดงผลข้อมูล ตลอดจนการจัดเก็บข้อมูลได้ เช่น การกำหนดรูปแบบของตัวเลขให้มีทศนิยม 2 ตำแหน่งสำหรับค่าที่เป็นตัวเงิน การกำหนดรูปแบบของการรับ และแสดงผลสำหรับข้อมูลที่เป็นวันที่ นอกจากนี้การที่ข้อมูลมีมาตรฐานเดียวกัน ทำให้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างระบบได้อย่างสะดวก

 7.   จัดทำระบบการรักษาความปลอดภัยของข้อมูลได้ ผู้บริหารระบบฐานข้อมูลสามารถกำหนดรหัสผ่านเข้าใช้งานข้อมูลของผู้ใช้แต่ละราย โดยระบบการจัดการฐานข้อมูลจะทำการตรวจสอบสิทธิ์ในการทำงานกับข้อมูลทุกครั้ง เช่น การตรวจสอบสิทธิ์ในการเรียกดูข้อมูล   การลบข้อมูล  การปรับปรุงข้อมูล   และการเพิ่มข้อมูลในแต่ละแฟ้มข้อมูล

 8.  ควบคุมความถูกต้องของข้อมูลได้   ปัญหาเรื่องความขัดแย้งกันของข้อมูลที่มีความซับซ้อน เป็นปัญหาหนึ่งในเรื่องความถูกต้องของข้อมูล ซึ่งเมื่อได้มีการกำจัดความซับซ้อนของข้อมูลออก ปัญหาเรื่องความถูกต้องของข้อมูลที่อาจเกิดขึ้นได้ เช่น อายุโดยปกติของคนงาน ควรอยู่ระหว่าง 18 – 60 ปี ถ้าหากในระบบฐานข้อมูล ปรากฏมีพนักงานที่มีอายุ 150 ปีซึ่งเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติที่หน่วยงานจะมีการว่าจ้างคนงานที่มีอายุเกิน 60 ปี และอายุของคนในปัจจุบันไม่ควรเกิน 100 ปี ผู้บริหารระบบฐานข้อมูลสามารถกำหนดกฎเกณฑ์ในการนำเข้าข้อมูล และระบบจัดการฐานข้อมูลจะคอยควบคุมให้มีการนำเข้าข้อมูล เป็นไปตามกฎเกณฑ์ให้มีความถูกต้อง

  ข้อเสียของการใช้ฐานข้อมูล

     แม้ว่าการประมวลผลข้อมูลด้วยระบบการจัดการจัดการฐานข้อมูล จะมีข้อดีหลายประการ แต่ก็จะมีข้อเสียอยู่บ้างดังต่อไปนี้

1.               เสียค่าใช้จ่ายสูง เนื่องจากราคาของโปรแกรมที่ใช้ในระบบการจัดการฐานข้อมูลจะมีราคาค่อนข้างแพง รวมทั้งเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง คือ ต้องมีความเร็วสูง มีขนาดหน่วยความจำและหน่วยเก็บข้อมูลสำรองที่มีความจุมาก ทำให้ต้องเสียค่าใช้จ่ายสูงในการจัดทำระบบการจัดการฐานข้อมูล

2.               เกิดการสูญเสียข้อมูลได้ เนื่องจากข้อมูลต่างๆ ภายในฐานข้อมูลจะถูกจัดเก็บอยู่ในที่เดียวกัน ดังนั้นถ้าที่เก็บข้อมูลเกิดมีปัญหา อาจทำให้ต้องสูญเสียข้อมูลทั้งหมดในฐานข้อมูลได้ ดังนั้นการจัดทำฐานข้อมูลที่ดีจึงต้องมีการสำรองข้อมูลไว้เสมอ

ฐานข้อมูลเกิดขึ้นจากโครงการอะไร

ผู้บุกเบิกระบบฐานข้อมูลเป็นครั้งแรกคือใคร

สร้างฐานข้อมูล คืออะไร

ระบบฐานข้อมูล มีอะไรบ้าง