วันศุกร์ที่ 20 พฤศจิกายน พ.ศ. 2558

บทที่ 4 เรื่องที่ 2 แบบจำลองฐานข้อมูล

4.2  แบบจำลองฐานข้อมูล(Database  Model)
                ระบบสารสนเทศยุคใหม่ ได้มีการนำเทคโนโลยีฐานข้อมูลเพื่อนำมาใช้จัดการฐานข้อมูล และคลังข้อมูลให้เกิดประโยชน์ในด้านของการจัดเก็บและการเรียกดูข้อมูล โดยฐานข้อมูลถือเป็นศูนย์รวมของไฟล์ที่มีความสัมพันธ์กัน  ซึ่งจะมีการเชื่อมโยงความสัมพันธ์อย่างมีระบบ เป็นไปตามแนวความคิดของแบบจำลองข้อมูลเชิงตรรกะ สำหรับความสัมพันธ์ในข้อมูลดังกล่าว ทำให้เราสามารถเข้าถึงข้อมูลต่างๆ ภายในระบบได้ และเทคโนโลยีฐานข้อมูลแต่ละชนิด ต่างก็มีวิธีการเชื่อมโยงเพื่อการเข้าถึงข้อมูลในฐานข้อมูลที่แตกต่างกัน ดังนั้นในการนำซอฟต์แวร์อย่างระบบจัดการฐานข้อมูลมาใช้งานบนฐานข้อมูลนั้น  จึงต้องสอดคล้องกับแบบจำลองข้อมูลที่สร้างขึ้น  ซึ่งประกอบด้วย
                1.  แบบจำลองฐานข้อมูลลำดับชั้น
                2.  แบบจำลองฐานข้อมูลเครือข่าย
                3.  แบบจำลองฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์
                4.  แบบจำลองฐานข้อมูลเชิงวัตถุ
                5.  แบบจำลองฐานข้อมูลแบบมัลติไดเมนชั่น



                4.2.1  แบบจำลองฐานข้อมูลลำดับชั้น(Hierarchical Database Model)

                แบบจำลองชนิดนี้ ไฟล์ข้อมูลจะถูกจัดไว้เป็นโครงสร้างแบบบนลงล่าง (Top – Down) มีลักษณะคล้ายกับโครงสร้างต้นไม้ที่มีการสืบทอดเป็นลำดับชั้น โดยโหนดระดับสูงสุดจะเรียกว่า ราก (Root) และโหนดระดับล่างสุดจะเรียกว่า  ใบ  (Leaves)
         โครงสร้างฐานข้อมูลลำดับชั้นจะเป็นลำดับหรือเซกเมนต์ (Segments) ที่เปรียบเสมือนเรคอร์ดในระบบแฟ้มข้อมูลนั่นเอง แต่ละเซกเมนต์ที่อยู่ลำดับล่างลงไปก็คือลูกของเซกเมนต์ที่อยู่ลำดับก่อนหน้า และด้วยหลักการนี้เองแบบจำลองฐานข้อมูลชนิดนี้จึงมีความสัมพันธ์แบบ one – to – many กล่าวคือ โหนดพ่อสามารถแตกสาขาออกเป็นโหนดลูกได้หลายๆ โหนด ในขณะที่โหนดลูกจะมีเพียงพ่อเดียวเท่านั้น
                การเปิดคอร์สวิชาMIS ซึ่งเป็นโหนดพ่อ ต่อมาวิชานี้ก็ได้มีการแตกออกเป็น 2 เซกชั่นด้วยกันคือ เซกชั่นที่ 1 (ภาคปกติ) และเซกชั่นที่ 2 (ภาคสมทบ) ในแต่ละเซกชั่นก็จะมีจำนวนนักศึกษาที่ลงทะเบียนเรียนคอร์สวิชาดังกล่าว ดังนั้น หากต้องการทราบว่าเซกชั่นที่ 2 ซึ่งเป็นคอร์สที่เปิดให้กับนักศึกษาภาคสมทบนั้น มีนักศึกษาคนใดเรียนบ้าง ก็จะต้องเริ่มต้นเข้าไปค้นหาตั้งแต่รากซึ่งอยู่บนสุด จากนั้นก็ไต่ลำดับลงมา ซึ่งเป็นรูปแบบของการท่องไปยังลำดับชั้นถัดลงไปเรื่อยๆ นั่นเอง สำหรับแบบจำลองฐานข้อมูลลำดับชั้นนี้ จัดเป็นสถาปัตยกรรมฐานข้อมูลที่เก่าแก่ที่สุด และเนื่องจากมีความสัมพันธ์แบบพ่อลูก ความถูกต้องในข้อมูลย่อมมีความคงสภาพสูง แต่ในปัจจุบันไม่นิยมใช้กันแล้ว เนื่องจากความยากต่อการพัฒนาแอปพลิเคชั่นเพื่อใช้งานแบบฐานข้อมูลชนิดนี้  และการปรับปรุงโครงสร้างมีความยืดหยุ่นต่ำ รวมทั้งเป็นโครงสร้างที่ไม่สามารถกำหนดความสัมพันธ์แบบ  Many – to – Many  ได้
4.2.2  แบบจำลองฐานข้อมูลเครือข่าย(Network Database Model)
                แบบจำลองฐานข้อมูลเครือข่าย สามารถรองรับความสัมพันธ์ของข้อมูลที่มีความซับซ้อนยิ่งขึ้น และมีประสิทธิภาพสูงกว่าแบบลำดับชั้น แต่อย่างไรก็ตาม แบบจำลองฐานข้อมูลเครือข่ายยังคงมีโครงสร้างคล้ายกับแบบจำลองฐานข้อมูลลำดับชั้น ซึ่งยงคงไว้ซึ่งลำดับชั้นแบบลงล่างเหมือนกัน แต่จะแตกต่างกันตรงที่แต่ละโหนดสามารถมีความสัมพันธ์กับโหนดอื่นๆ ได้หลายโหนด กล่าวคือ แต่ละโหนดสามารถมีหลายพ่อได้ ซึ่งแตกต่างจากแบบจำลองฐานข้อมูลลำดับชั้นที่สามารถมีได้เพียงพ่อเดียว ดังนั้น  แบบจำลองชนิดหนึ่งมีความยืดหยุ่นสูงกว่าแบบแรก
แบบจำลองฐานข้อมูลเครือข่าย

ความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลในแบบจำลองฐานข้อมูลเครือข่ายจะเรียกว่า เซต (Set) แต่ละเซ็ตอย่างน้อยจะประกอบด้วยเรคอร์ด 2 ชนิดด้วยกัน คือ Owner Record ที่เปรียบเสมือนกับโหนดพ่อ และ Member Record ที่เปรียบเสมือนกับโหนดลูก โดยตัวแทนของเซตที่มีความสัมพันธ์แบบ One – to –Many สามารถเชื่อมโยงไปมาระหว่าง Owner Record และ Member Record ได้ ปัจจุบันแบบจำลองชนิดนี้ยังคงมีใช้งานอยู่บนเครื่องคอมพิวเตอร์ระดับเมนเฟรม โดยจะใช้ตัวชี้ (Pointer) เป็นตัวโยงความ สัมพันธ์ระหว่างเรคอร์ด  และสนับสนุนความสัมพันธ์ทั้งแบบ  One – to – Many  และ Many – to – many
                4.2.3  แบบจำลองฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์(Relational Database Model)
                แบบจำลองชนิดนี้ นำเสนอมุมมองของข้อมูลในลักษณะตาราง ซึ่งประกอบด้วยแถวและคอลัมน์ จึงทำให้สื่อสัมพันธ์กับมนุษย์ได้อย่างเข้าใจ สำหรับข้อมูลที่จัดเก็บอยู่ในตาราง สามารถเชื่อมโยงความสัมพันธ์กับตารางอื่นๆ ผ่านฟิลด์ที่ถูกระบุเป็นคีย์ ซึ่งประกอบด้วย คีย์หลัก (Primary Key : PK) และคีย์อ้างอิง (Foreign Key : FK) อีกทั้งยังรองรับความสัมพันธ์ได้ทั้งแบบ One – to * Many และแบบ Many – to – Many
                ในปัจจุบัน โปรแกรมระบบจัดการฐานข้อมูล (DBMS) ในท้องตลาด ล้วนสนับสนุนการทำงานบนแบบจำลองฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ทั้งสิ้น โดยใช้ภาษามาตรฐานอย่างชุดคำสั่ง SQL เป็นตัวจัดการกับฐานข้อมูลและถือเป็นแบบจำลองฐานข้อมูลที่ถูกนำมาใช้งานมากที่สุดบนเครื่องทุกระดับ
การเชื่อมโยงข้อมูลระหว่างตารางผ่านคีย์ บนแบบจำลองฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์

4.2.4  แบบจำลองฐานข้อมูลเชิงวัตถุ(Object – Oriented Database Model)
                แบบจำลองชนิดนี้ถือเป็นเทคโนโลยีใหม่ของการจัดการฐานข้อมูลเชิงวัตถุ เกิดจากแนวคิดการเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ (Object – Oriented Program : OOP) ด้วยการมองทุกสิ่งเป็นวัตถุ โดยแต่ละวัตถุจะเป็นแหล่งรวมของข้อมูลและโอเปอเรชั่น(Data and Operation) มีคลาส (Class) เป็นตัวกำหนดคุณสมบัติที่ใช้อธิบายรายละเอียดของวัตถุ รวมถึงการถ่ายทอดคุณสมบัติ (Inheritance) การซ่อนรายละเอียด (Encapsulation) สำหรับการเข้าถึงข้อมูลจะต้องมีการตอบรับจากเมธอด  หรือโอเปอเรชั่นในวัตถุนั้นว่าจะอนุญาตหรือไม่ ซึ่งนับว่ามีระบบความปลอดภัยที่ดี และในส่วนข้อเด่นของแบบจำลองฐานข้อมูลเชิงวัตถุนี้ก็คือ  สามารถจัดการกับข้อมูลที่มีความสลับซับซ้อนได้เป็นอย่างดี  ไม่ว่าจะเป็นข้อมูลประเภทกราฟิก  วิดีโอ  และเสียง  นอกจากนี้ยังสนับสนุนคุณสมบัติการนำกลับมาใช้ใหม่ (Reusable) ดังนั้น แบบจำลองฐานข้อมูลเชิงวัตถุ จึงถือเป็นเทคโนโลยีใหม่ของ DBMS ที่มักนำมาใช้กับฐานข้อมูลที่มีความซับซ้อนสูง  และเหมาะกับหน่วยงานขนาดใหญ่
การสืบทอดคุณสมบัติ บนแบบจำลองฐานข้อมูลเชิงวัตถุ

4.2.5  แบบจำลองฐานข้อมูลมัลติไดเมนชั่น(Multidimensional Database Model)
                แบบจำลองชนิดนี้จะเกี่ยวข้องกับแบบจำลองฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์เป็นอย่างดี แต่จะแตกต่างกันตรงที่จะใช้โครงสร้างแบบหลายมิติที่มีลักษณะเหมือนกับสี่เหลี่ยมลูกบาศก์ ด้วยการนำข้อมูลในแต่ละมิติมาเชื่อมโยงความสัมพันธ์เข้าด้วยกัน โดยสามารถจำลองให้เห็นภาพโครงสร้างให้ชัดเจนยิ่งขึ้นคือ เมื่อข้อมูลบนสี่เหลี่ยมลูกบาศก์มีความสัมพันธ์กันในแต่ละด้าน เช่น การนำข้อมูลสินค้า (Product) กับยอดขายในแต่ละสาขา (Branch) มาประมวลเป็นตารางหลายมิติ ทำให้ผู้ใช้สามารถตัดขวางหรือแบ่งข้อมูลออกเป็นส่วนๆ มาวิเคราะห์ใช้งานได้ตามความต้องการ โดยพิจารณาจากรูปที่ 4.7-4.8 ที่เปรียบเทียบการนำเสนอมุมมองของข้อมูล ระหว่างแบบจำลองฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์กับแบบจำลองฐานข้อมูลมัลติไดเมนชั่น ก็จะพบว่า หากเป็นแบบจำลองฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์แล้ว จะมีตารางอยู่ 3 ตารางด้วยกัน ซึ่งแต่ละตารางต่างก็เป็นข้อมูลที่จัดเก็บในแต่ละปี ขณะเดียวกัน หากถูกนำมาใช้งานบนแบบจำลองฐานข้อมูลมัลติไดเมนชั่น ก็จะถูกนำเสนอในรูปแบบของสี่เหลี่ยมลูกบาศก์ ที่แต่ละมิติจะมีความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูล ครั้นเมื่อได้มีการตัดขวางออกเป็นชิ้นส่วนขึ้นมา ก็จะเป็นความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลในปีนั้นๆ นั่นเอง สำหรับแบบจำลองชนิดนี้ มักถูกนำมาใช้งานกับคลังข้อมูล (Data Warehousing)
ข้อมูลที่บันทึกอยู่ในตารางบนฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์

ฐานข้อมูลมัลติไดเมนชั่น

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น