Transcript 204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด

ความรู้ เบือ้ งต้ นเกีย่ วกับ
ฐานข้ อมูลในงานสารสนเทศ
อ.พรอนันต์ เอีย่ มขจรชัย
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
1
 ฐานข้อมูล
?
 องค์ประกอบของฐานข้อมูล ?
 ความสาคัญของฐานข้อมูล ?
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
2
การบริหารฐานข้ อมูล
ระบบฐานข้อมูลต้องมีบุคลากรที่ทาหน้าที่ควบคุม/ดูแลระบบ
ผูบ้ ริ หารฐานข้อมูล
(Database administer - DBA)
หน้ าที่ของผู้บริหารฐานข้ อมูล
กาหนดโครงสร้าง/รู ปแบบของฐานข้อมูล
 กาหนดโครงสร้างของอุปกรณ์เก็บข้อมูล และวิธีการเข้าถึงข้อมูล
 มอบหมายขอบเขตอานาจหน้าที่ของการเข้าถึงข้อมูลของผูใ้ ช้งาน

204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
3
ระบบการจัดการฐานข้ อมูล
(Database Management System – DBMS)




ซอฟต์แวร์ที่ทาหน้าที่ในการสร้าง แก้ไข เข้าถึง และควบคุมฐานข้อมูล
เปรี ยบเสมือน สะพาน หรื อ ตัวเชื่อม ระหว่างฐานข้อมูลกับโปรแกรม
ช่วยให้ผใู ้ ช้เข้าถึงข้อมูลได้ง่าย สะดวกและมีประสิ ทธิภาพ
ผูใ้ ช้ไม่จาเป็ นต้องทราบถึงรายละเอียดภายในโครงสร้างฐานข้อมูล
ระบบบัญชี
ฐานข้ อมูล
DBMS
ระบบงานบุคคล
ระบบคลังสิ นค้ า
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
4
หน้ าทีข่ องระบบการจัดการฐานข้ อมูล

ดูแลการใช้งานให้กบั ผูใ้ ช้


เปรี ยบเสมือน “ผูจ้ ดั การแฟ้ มข้อมูล (File manager)” ทาหน้าที่ติดต่อ กับ
ระบบแฟ้ มข้อมูล
ประสานกับตัวจัดการระบบแฟ้ มข้อมูลในการจัดเก็บ ค้นคืนและ แก้ไข
ข้อมูล
ควบคุมระบบความปลอดภัยของข้อมูล
 ควบคุมการใช้ขอ
้ มูลในสภาพที่มีผใู ้ ช้งานพร้อมกันหลายคน

204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
5
ประโยชน์ ของระบบการจัดการฐานข้ อมูล
ลดความซ้ าซ้อนของข้อมูล
 รักษาความถูกต้องของข้อมูล
 ข้อมูลมีความเป็ นอิสระ
 ข้อมูลมีความปลอดภัยสู ง
 สามารถใช้ขอ
้ มูลร่ วมกันได้ โดยการควบคุมจากศูนย์กลาง

204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
6
สถาปัตยกรรมของระบบฐานข้ อมูล
View 1
View 2
View 3
เค้ าร่ างแนวคิด
เค้ าร่ างภายใน
โครงสร้ างทีแ่ ท้ จริง
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
7
The Standards Planning and Requirement
Committee (SPARC) ของ American National
Standard Institute (ANSI)
แบ่งระดับชั้นของระบบการจัดการฐานข้อมูลออกเป็ น 4 ระดับ




ระดับภายนอก (External Level หรื อ View)
ระดับหลักการ (Conceptual Level)
ระดับภายใน (Internal Level)
ระดับโครงสร้างแท้จริ ง (Physical Organization Level)
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
8
ระดับภายนอก (External Level หรือ View)


เป็ นระดับสู งสุ ดของระบบการจัดการฐานข้อมูล
ผูใ้ ช้สามารถมองเห็นงานของผูใ้ ช้แต่ละคน และสามารถเรี ยกใช้ฐานข้อมูลได้
ในระดับนี้เท่านั้น
ระดับหลักการ (Conceptual Level)


เป็ นระดับของการมองแฟ้ มข้อมูลของระบบฐานข้อมูล กฎเกณฑ์ต่างๆ และ
ผูท้ ี่มีสิทธิ์เข้าใช้งาน
ข้อมูลในระดับนี้จะถูกใช้งานโดยโปรแกรมเมอร์ / ผูเ้ ขียนโปรแกรม
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
9
ระดับภายใน (Internal Level)


เป็ นระดับของการจัดความสัมพันธ์ระหว่างแฟ้ มข้อมูลของระบบ และการ
เชื่อมโยงแต่ละแฟ้ มข้อมูล
ข้อมูลในระดับนี้จะถูกใช้งานโดยผูจ้ ดั การฐานข้อมูล / ผูเ้ ขียนโปรแกรมระบบ
ระดับโครงสร้ างแท้ จริง (Physical Organization Level)


เป็ นระดับต่าที่สุดของระบบฐานข้อมูล
ประกอบด้วย กลุ่มของแฟ้ มข้อมูลที่จดั เก็บไว้เป็ นแฟ้ มข้อมูลจริ ง
โครงสร้างของแฟ้ มข้อมูล
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
และ
10
ความเป็ นอิสระของข้ อมูล
แนวคิดเชิงกายภาพและตรรกะ
 การออกแบบฐานข้อมูล
 วิวกับการแปลงรู ป

204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
11
แนวคิดเชิงกายภาพและตรรกะ
ความเป็ นอิสระของข้อมูลแบ่งออกเป็ น 2 ลักษณะคือ


ความเป็ นอิสระของข้อมูลเชิงตรรกะ (Logical Data Independence)
ความเป็ นอิสระของข้อมูลเชิงกายภาพ (Physical Data Independence)
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
12
ความเป็ นอิสระของข้ อมูลเชิงตรรกะ
(Logical Data Independence)



เป็ นความอิสระของข้อมูลในระดับแนวคิด (Conceptual Level)กับระดับ
ภายนอก (External Level)
กรณี ที่มีการเปลี่ยนแปลง แก้ไขข้อมูลในระดับแนวคิดจะไม่มีผลต่อเค้าร่ างใน
ระดับภายนอก หรื อโปรแกรมประยุกต์ใช้งาน
เช่น การปรับโครงสร้าง เช่น การเพิ่ม Attributes หรื อการเพิ่ม Entities ใหม่
เข้าไปในฐานข้อมูล
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
13
ความเป็ นอิสระของข้ อมูลเชิงกายภาพ
(Physical Data Independence)




เป็ นความอิสระของข้อมูลในระดับภายใน (Internal Level) กับระดับแนวคิด
(Conceptual Level)หรื อระดับภายนอก (External Level)
กรณี ที่มีการเปลี่ยนแปลง แก้ไขข้อมูลในระดับภายในจะไม่มีผลต่อเค้าร่ างใน
ระดับแนวคิด หรื อระดับภายนอก
เช่น การเพิ่มประสิ ทธิภาพการเรี ยกดูขอ้ มูลให้เร็ วขึ้น โดยการปรับปรุ งเค้าร่ าง
ภายใน โดยไม่กระทบถึงเค้าร่ างแนวคิด หรื อเค้าร่ างภายนอก
เช่น การเปลี่ยนวิธีการจัดเก็บข้อมูลจากแบบเรี ยงลาดับ (Sequential) ไปเป็ น
แบบดัชนี (Indexed) ในระดับภายใน จะไม่มีผลต่อโปรแกรมประยุกต์ทเี่ ขียน
ในระดับภายนอก
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
14
การออกแบบฐานข้ อมูล

การสร้างฐานข้อมูลเพื่อใช้งานในองค์การ จาเป็ นต้องออกแบบ
ฐานข้อมูลโดยแบ่งออกเป็ น 2 ระยะ หรื อ 2 ขั้นตอน คือ


การออกแบบเชิงแนวคิด (Conceptual Design) หรื อ
การออกแบบเชิงตรรกะ (Logical Design)
การออกแบบเชิงกายภาพ (Physical Design)
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
15
การออกแบบเชิงตรรกะ (Logical Design)





เน้นด้านการจัดกลุ่มข้อมูลในฐานข้อมูลให้เป็ นหมวดหมู่ / ตารางที่เหมาะสม
โดยเริ่ มจากการพิจารณาว่าหน่วยงานต้องการ / ต้องใช้ขอ้ มูลใดบ้าง
ข้อมูลเหล่านั้นมีความสัมพันธ์กนั อย่างไร
การจัดกลุ่มข้อมูลต้องพิจารณาถึงความเหมาะสมและไม่ให้เกิดความซ้ าซ้อน
การจัดกลุ่มต้องคานึงถึงลักษณะประเภทฐานข้อมูลที่จะสร้างขึ้นด้วย
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
16
การออกแบบเชิงกายภาพ (Physical Design)




กาหนดประเภทของข้อมูล เช่น อักขระ จานวน วันเวลา เป็ นต้น
กาหนดสื่ อที่ใช้ในการจัดเก็บข้อมูล
พิจารณาเนื้อที่ของสื่ อที่ใช้ในการจัดเก็บข้อมูล
การออกแบบในส่ วนนี้จาเป็ นต้องใช้ผเู ้ ชี่ยวชาญด้านฐานข้อมูลโดยตรง
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
17
วิวกับการแปลรู ป
ระบบการจัดการฐานข้อมูล (DBMS) มีหน้าที่ในการแปลงรู ประดับ
ข้อมูลจากระดับหนึ่งไปสู่ ระดับหนึ่ง เช่น
 การถ่ายทอดมุมมองจากสถาปั ตยกรรมในระดับที่สูงกว่าไปยังระดับ
ที่ต่ากว่า เรี ยกว่า “การแปลงรู ป (Mapping)”
 การแปลงรู ป แบ่งออกเป็ น 2 ลักษณะ คือ



การแปลงรู ประหว่างระดับภายนอก กับ ระดับแนวคิด
การแปลงรู ประหว่างระดับแนวคิด กับ ระดับภายใน
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
18
การแปลงรูประหว่ างระดับภายนอกกับระดับแนวคิด
(External / Conceptual Mapping)




เป็ นการกาหนดความสอดคล้องกันระหว่างมุมมองระดับภายนอกกับมุมมอง
ระดับแนวคิด ที่เรี ยกว่า ความเป็ นอิสระของข้อมูลเชิงตรรกะ
เป็ นการถ่ายทอดมุมมองที่มีต่อข้อมูลจากสถาปัตยกรรมในระดับภายนอก
ไปสู่ ระดับแนวคิด
เพื่อให้ผใู ้ ช้ฐานข้อมูลสามารถมีมุมมองข้อมูลที่แตกต่างกัน
เป็ นการรักษาความเป็ นอิสระข้อมูลเชิงตรรกะ เช่น


การเปลี่ยนแปลงชนิดของข้อมูล(Data type) ของ Attribute
การเปลี่ยนแปลงชื่อ Attribute
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
19
การแปลงรูประหว่ างระดับแนวคิดกับระดับภายใน
(Conceptual / Internal Mapping)



เป็ นการกาหนดความสอดคล้องกันระหว่างมุมมองระดับแนวคิดกับมุมมอง
ระดับภายใน ที่เรี ยกว่า ความเป็ นอิสระของข้อมูลเชิงกายภาพ
เป็ นการถ่ายทอดมุมมองที่มีต่อข้อมูลจากสถาปัตยกรรมในระดับแนวคิดไปสู่
ระดับภายใน
เพื่อใช้ในการจัดเก็บข้อมูล โดยการระบุโครงสร้างของเรคอร์ดและฟิ ลด์ที่ใช้
จัดเก็บข้อมูลในระดับภายใน
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
20
ภาษาทีใ่ ช้ ในระบบฐานข้ อมูล

ภาษาของระบบการจัดการฐานข้อมูลที่ใช้กนั ในปัจจุบนั



ภาษานิยามข้อมูล (Data Definition Language : DDL)
ภาษาจัดการข้อมูล (Data Manipulation Language : DML)
ภาษาควบคุมข้อมูล (Data Control Language : DCL)
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
21
ภาษานิยามข้ อมูล (Data Definition Language : DDL)


เป็ นภาษาที่ใช้ในการกาหนดเค้าร่ าง (Schema) ระดับแนวคิด
ใช้กาหนดวิวของผูใ้ ช้และโครงสร้างการจัดเก็บข้อมูล
CREATE TABLE EMPLOYEE
(EMPNUM CHAR (4),
EMPNAME CHAR (15),
HIREDATE DATE,
SALARY NUMERIC (6),
POSITION CHAR (10),
DEPNO CHAR (2),
MGRNO CHAR (4))
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
22
ภาษาจัดการข้ อมูล
(Data Manipulation Language : DML)


เป็ นภาษาที่ใช้สาหรับจัดการข้อมูลภายในฐานข้อมูล ได้แก่ ค้นค้น เพิ่ม ลบ
และแก้ไขปรับปรุ งฐานข้อมูล
ภาษาจัดการข้อมูล แบ่งออกเป็ น


ภาษาที่ผใู้ ช้กาหนดโครงสร้าง หรื อแบบแผนในการเก็บข้อมูล
ภาษากาหนดข้อมูล
SELECT EMPNAME, POSITION
FROM EMPLOYEE
WHERE SALARY > 30000
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
23
ภาษาควบคุมข้ อมูล (Data Control Language : DCL)




เป็ นภาษาที่ใช้ในการควบคุมความถูกต้อง และความปลอดภัยของข้อมูล
ทาหน้าที่ป้องกันการเกิดเหตุการณ์ที่ผใู ้ ช้หลายคนเรี ยกใช้ขอ้ มูลพร้อมกัน
ทาหน้าที่ควบคุมความถูกต้องของการใช้ขอ้ มูล และทาการลาดับการใช้ขอ้ มูล
ของผูใ้ ช้แต่ละคน รวมถึงการตรวจสอบสิ ทธิ์การใช้ขอ้ มูลนั้นๆ
เช่น การให้สิทธิ์ผใู ้ ช้ A ในการเรี ยกดูขอ้ มูลจากตาราง EMLLOYEE
GRANT SELECT ON EMPLOYEE TO A
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
24
แบบจาลองระบบการจัดการฐานข้ อมูล

ระบบการจัดการฐานข้อมูล จาแนกตามชนิดของแบบจาลองได้เป็ น
3 ประเภท คือ




แบบลาดับขั้น (Hierarchical Model)
แบบเครื อข่าย (Network Model)
แบบเชิงสัมพันธ์ (Relational Model)
แบบจาลองแต่ละประเภท มีองค์ประกอบที่สาคัญ 2 ส่ วน คือ


โครงสร้าง (Structure) ได้แก่ โครงสร้างของระบบฐานข้อมูล
การใช้งาน (Operation) ได้แก่ วิธีการที่จะให้ผใู ้ ช้สามารถค้นคืน และ
แก้ไขข้อมูลในระบบ
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
25
แบบจาลองแบบลาดับขั้น
(Hierarchical Model)







พัฒนาขึ้นโดยบริ ษทั IBM ในปี ค.ศ. 1968
มีการเชื่อมโยงข้อมูลภายในฐานข้อมูลด้วยความสัมพันธ์แบบลาดับขั้น
เป็ นการรวมข้อมูลทั้งหมดไว้ในไฟล์เพียงไฟล์เดียว
กลุ่มของฟิ ลด์จะเรี ยกว่า Segment แทนการเรี ยกว่า Record
ขั้นบนสุ ดของฐานข้อมูล เรี ยกว่า Parent Element
ขั้นรองลงมาเรี ยกว่า Child Element
นิยมในงานในเครื่ องระดับเมนเฟรม และมินิคอมพิวเตอร์ เช่น
ระบบ MIS ของ IBM
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
26
Univ.
Institute
Institute
Institute
School
School
School
Staff
Instructor
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
27
แบบจาลองแบบเครือข่ าย
(Network Model)
พัฒนาขึ้นในช่วงปลายปี ค.ศ. 1960
 หลักการทางานคล้ายกับแบบลาดับขั้น
 การจัดข้อมูลอยูใ่ นความสัมพันธ์แบบ Parent - Child
ั Parent Element
 Child Element สามารถมีความสัมพันธ์กบ
ได้มากกว่า 1 Element

204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
28
Scholl
English
Computer
Match
Vichai
Somjit
Pornthip
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
29
แบบจาลองแบบความสั มพันธ์
(Relational Model)
เป็ นแบบจาลองที่ได้รับความนิยมอย่างมากในปัจจุบนั
 ฐานข้อมูลส่ วนใหญ่ใช้แบบจาลองชนิ ดนี้ ในการจัดการข้อมูล
ั
 ข้อมูลจะถูกจัดเก็บไว้ในรู ปของตาราง แต่ละตารางมีความสัมพันธ์กน
 นิ ยมใช้คาสัง่ SQL (Structured Query Language) ในการคืนค้นและ
แก้ไขข้อมูล

204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
30
แบบจาลองแบบความสั มพันธ์
(Relational Model) (ต่ อ)

ข้อดีของระบบการจัดการฐานข้อมูลแบบนี้ คือ




ลดความซ้ าซ้อนของข้อมูล
ประหยัดเนื้อที่ในการจัดเก็บข้อมูล
ปรับปรุ งแก้ไขข้อมูลง่าย และสะดวก
สามารถเพิ่ม ลดไฟล์หรื อฟิ ลด์ต่างๆ ได้
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
31
ประโยชน์ ของการประมวลผลด้ วยฐานข้ อมูล








ลดความซ้ าซ้อนของข้อมูล
หลีกเลี่ยงความขัดแย้งข้อมูล
ใช้ขอ้ มูลร่ วมกันได้
ควบคุมความเป็ นมาตรฐานได้
จัดหาระบบความปลอดภัยที่รัดกุมได้
ควบคุมความคงสภาพของข้อมูลได้
สร้างความสมดุลในความขัดแย้งของความต้องการได้
เกิดความเป็ นอิสระของข้อมูล
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
32
ระบบฐานข้ อมูลแบบกระจาย
(Distributed Database System – DDS)
ระบบฐานข้อมูลที่มีฐานข้อมูลจัดเก็บอยูใ่ นเครื่ องคอมพิวเตอร์
หลายเครื่ อง และมีการเชื่อมต่อกันผ่านทางเครื อข่ายการสื่อสาร
 ผูใ้ ช้สามารถเรี ยกใช้ขอ
้ มูลจากฐานข้อมูลที่อยูใ่ นเครื่ องใดก็ได้
โดยไม่ตอ้ งไปใช้เครื่ องที่จดั เก็บข้อมูลนั้นๆ
 ซอฟต์แวร์ ที่ใช้ในการจัดการฐานข้อมูล เรี ยกว่า
“ระบบการจัดการฐานข้อมูลแบบกระจาย”
(Distributed Database Management System – DDBMS)

204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
33
เครื อข่าย
การสื่ อสาร
Data Process
Data Process
App. Process
Site 1
Data Process
App. Process
Site 2
204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
Site N
34
คุณสมบัตขิ องฐานข้ อมูลแบบกระจาย
เรี ยกใช้ขอ้ มูลที่อยูบ่ น Node (Site) ต่างๆ ที่อยูห่ ่างไกลกันได้
โดยอาศัยเครื อข่ายการสื่ อสาร
 เลือกตัดสิ นใจได้วา่ ควรจะเรี ยกข้อมูลจากที่ใดมาใช้งาน
 จัดการดูแลการเรี ยกดูขอ
้ มูลจากที่ต่างๆ ได้
 หากระบบใดระบบหนึ่ งมีปัญหา ระบบจัดการฐานข้อมูลสามารถ
กูฐ้ านข้อมูลเองได้

204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
35
ปัจจัยทีใ่ ช้ พจิ ารณาเลือกใช้ ระบบฐานข้ อมูลแบบกระจาย
ข้อมูลบางประเภทมีความเหมาะสมกับการใช้ฐานข้อมูลแบบ
กระจาย เช่น บริ ษทั ที่มีสาขาในต่างจังหวัด และธนาคาร เป็ นต้น
ั ข้อมูล
 เพิ่มความน่าเชื่ อถือและความมีประโยชน์ให้กบ
 ใช้ขอ
้ มูลร่ วมกันได้
 เพิม
่ ประสิ ทธิ ภาพในการทางาน

204409 ฐานข้อมูลงานสารสนเทศและห้องสมุด (ครั้งที่ 1)
36