กลุ่มที่3เรื่องการจัดการข้อมูล/โครงสร้างแฟ้มข้อมูล

กลุ่มที่3เรื่องการจัดการข้อมูล

ความต้องการใช้ข้อมูล

ความต้องการของผู้ใช้ คือ ลักษณะและองค์ประกอบที่จะต้องรวมอยู่ในระบบที่จะทำให้ระบบทำการผลิตสารสนเทศให้ตรงกับความต้องการ  

จำแนกออกได้เป็น 3 ลักษณะ  ดังนี้

1. ความต้องการที่เกี่ยวกับหน้าที่ของระบบ  (Functional Requirement)

1.1 คำบรรยายเกี่ยวกับการประมวลผลซึ่งระบบจะต้องทำ

1.2 รายละเอียดเกี่ยวกับข้อมูลที่จะป้อน เข้าสู่ระบบ

1.3 รายละเอียดเกี่ยวกับผลลัพธ์

1.4 รายละเอียดเกี่ยวกับเวลาที่ต้องใช้ในระบบ

1.5 รายละเอียดเกี่ยวกับการควบคุม

2. ความต้องการที่ไม่เกี่ยวกับหน้าที่ของระบบ   (Non-Functional Requirement)  

    แต่มีความสัมพันธ์กับหน้าที่ของระบบ ทำให้ได้มาซึ่งความต้องการที่เกี่ยวกับหน้าที่ของระบบ ได้แก่

2.1 เกณฑ์ในหารปฏิบัติงาน (Performance Criteria) เช่น เวลาในการตอบสนองในการแก้ไขข้อมูลในระบบ  หรือ การรับข้อมูลจากระบบ

2.2 ปริมาณข้อมูลที่เกี่ยวข้อง ไม่ว่าจะเป็นข้อมูลที่จะต้องรวบรวม หรือเก็บไว้ในระบบ

                 2.3 ความปลอดภัยของระบบ

3. ความต้องการเกี่ยวกับความสามารถในการใช้งาน (Usability Requirement)

3.1 ลักษณะผู้ใช้ที่จะใช้ระบบ

3.2 งานที่ผู้ใช้จะต้องทำ  รวมทั้งเป้าหมายที่เขาจะพยายามบรรลุ

3.3 ปัจจัย หรือสถานการณ์ที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการใช้ระบบ

3.4 เกณฑ์ที่ยอมรับได้  ซึ่งผู้ใช้จะใช้ในการตัดสินเมื่อนำระบบไปใช้

แนวทางการศึกษาความต้องการของผู้ใช้ระบบ

ในการศึกษาความต้องการของผู้ใช้ จะต้องศึกษางานปัจจุบันที่องค์กรใช้อยู่แล้ว และทำความเข้าใจให้ได้ว่า ระบบงานปัจจุบันทำงานอย่างไร

แหล่งที่มา

โครงสร้างแฟ้มข้อมูล

แฟ้มข้อมูล (file) คือกลุ่มของข้อมูลที่สัมพันธ์กันและถือว่าเป็นหนึ่งหน่วยข้อมูล วัตถุประสงค์เบื้องต้นของแฟ้มข้อมูลคือการจัดเก็บข้อมูล เนื่องจากข้อมูลในหน่วยความจำหลักจะหายไปเมื่อจบโปรแกรมหรือเมื่อปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ จึงจำเป็นที่จะต้องเก็บแฟ้มข้อมูลไว้ในสื่อที่ถาวร นอกจากนี้จำนวนข้อมูลในแฟ้มข้อมูลมักจะมีขนาดใหญ่เกินกว่าที่จะเก็บในหน่วยความจำหลักในเวลาใดเวลาหนึ่ง ดังนั้นเราจะต้องทำการอ่านและเขียนบางส่วนของข้อมูลในหน่วยความจำหลัก ในขณะที่ข้อมูลที่เหลือจะยังถูกเก็บไว้ในแฟ้มข้อมูล

   เป็นวิธีการจัดเก็บข้อมูลในคอมพิวเตอร์เพื่อให้สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพการเลือกโครงสร้างข้อมูลนั้นโดยส่วนใหญ่แล้วจะเริ่มต้นจากการเลือกประเภทข้อมูลอย่างย่อโครงสร้างข้อมูลที่ออกแบบเป็นอย่างดีจะสามารถรองรับการประมวลผลที่หนักหน่วงโดยใช้ทรัพยากรที่น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ทั้งในแง่ของเวลาและหน่วยความจำ

            โครงสร้างข้อมูลแต่ละแบบจะเหมาะสมกับงานที่แตกต่างกัน และโครงสร้างข้อมูลบางแบบก็ออกแบบมาสำหรับบางงานโดยเฉพาะ

            แนวความคิดในเรื่องโครงสร้างข้อมูลนี้ส่งผลกับการพัฒนาวิธีการมาตรฐานต่างๆในการออกแบบและเขียนโปรแกรมหลายภาษาโปรแกรมนั้นได้พัฒนารวมเอาโครงสร้างข้อมูลนี้ไว้เป็นส่วนหนึ่งของระบบโปรแกรม เพื่อประโยชน์ในการใช้ซ้ำ

                แฟ้มข้อมูล” (file) หมายถึงข้อมูลสารสนเทศหรือข้อมูลทั้งหมดที่เก็บไว้ในสื่อที่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กไม่ว่าจะเป็นจานบันทึกธรรมดาหรือจานแข็ง (hard disk) ก็ตามข้อสนเทศที่นำไปเก็บนั้นจะถูกนำไปเก็บไว้เป็นเรื่องๆ ไป อาจจะเป็นโปรแกรมข้อมูล หรือภาพ (graphics) ก็ได้ แต่ละเรื่องต่างก็ต้องมีชื่อเป็นของตนเองที่ต้องไม่ซ้ำกัน

1.รูปแบบของการจัดระเบียบข้อมูล

                รูปแบบของการจัดระเบียบของข้อมูล ซึ่งมีอยู่หลายรูปแบบ  ประกอบด้วยโครงสร้างพื้นฐานที่ลำดับจากหน่วยที่เล็กที่สุดไปยังหน่วยที่ใหญ่ขึ้นตามลำดับต่อไปนี้

1.1 บิท (Bit : Binary Digit) คือหน่วยของข้อมูลที่เล็กที่สุดที่เก็บอยู่ในหน่วยความจำภายในคอมพิวเตอร์ ซึ่ง Bit จะแทนด้วยตัวเลขหนึ่งตัว คือ 0 หรือ 1 อย่างใดอย่างหนึ่ง เรียกตัวเลข 0 หรือ 1 ว่าเป็น บิท1 บิท

1.2 ไบท์ (Byte) คือหน่วยของข้อมูลที่นำบิทหลายๆบิทมารวมกัน แทนตัวอักษรแต่ละตัว เช่น A, B, …, Z, 0, 1, 2, … ,9 และสัญลักษณ์พิเศษอื่นๆ เช่น $, &, +, -, *, / ฯลฯโดยตัวอักษร 1 ตัวจะแทนด้วยบิท7 บิท หรือ 8 บิทซึ่งตัวอักษรแต่ละตัวจะเรียกว่า ไบท์ เช่น ตัว A เมื่อเก็บอยู่ในคอมพิวเตอร์จะเก็บเป็น 1000001 ส่วนตัว B จะเก็บเป็น 1000010 เป็นต้น

1.3 เขตข้อมูล (Field) คือ หน่วยของข้อมูลที่เกิดจากการนำตัวอักขระหลายๆตัวมารวมกัน เป็นคำที่มีความหมาย

1.4 ระเบียน (Record) คือ หน่วยของข้อมูลที่มีการนำเขตข้อมูลหลายๆ เขตข้อมูล ที่มีความสัมพันธ์กันมารวมกัน หรือค่าของข้อมูลในแต่ละเขตข้อมูล

1.5 แฟ้มข้อมูล (File) คือ หน่วยของข้อมูลที่มีการนำระเบียนหลายๆ ระเบียนที่มีความสัมพันธ์กันมารวมกัน

1.6 ฐานข้อมูล (Database) คือ หน่วยของข้อมูลที่มีการนำแฟ้มข้อมูลหลายๆ แฟ้มข้อมูล ที่มีความสัมพันธ์กันมารวมกัน

โดยปกติแฟ้มข้อมูลจะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำสำรอง (secondary storage) เช่น ฮาร์ดดิสก์เนื่องจากมีความจุข้อมูลสูงและสามารถเก็บได้ถาวรแม้จะปิดเครื่องไปซึ่งการจัดเก็บนี้จะต้องมีวิธีกำหนดโครงสร้างโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้การจัดเก็บและเข้าถึงข้อมูลมีความรวดเร็ว ถูกต้องและเหมาะสมกับความต้องการการเข้าถึงและค้นคืนข้อมูลจะอาศัยคีย์ฟิลด์ในการเรียกค้นด้วยเสมอการจัดโครงสร้างของแฟ้มข้อมูลอาจจะแบ่งได้เป็นลักษณะดังนี้

การจัดการโครงสร้างแฟ้มข้อมูลมีปัจจัยที่ต้องพิจารณาในการเลือกโครงสร้าง ได้แก่

-                    ปริมาณข้อมูล ความถี่ในการดึงข้อมูล ความถี่ในการปรับปรุงข้อมูล จำนวนครั้งที่อ่านข้อมูลจากหน่วยความจำสำกรองต่อการดึงข้อมูล

การจัดโครงสร้างข้อมูลแบบต่างๆ

-                    แฟ้มลำดับ (sequential file)

-                    แฟ้มสุ่ม ( direct file หรือ hash file)

-                    แฟ้มดรรชนี (indexed file)

-                    แฟ้มลำดับดรรชนี (indexed sequential file)

2.1โครงสร้างของแฟ้มข้อมูลแบบเรียงลำดับ (Sequential File Structure)
            เป็นโครงสร้างของแฟ้มข้อมูลชนิดพื้นฐานที่สามารถใช้งานได้ง่ายที่สุดเนื่องจากมีลักษณะการจัดเก็บข้อมูลแบบเรียงลำดับเรคคอร์ดต่อเนื่องกันไปเรื่อยๆการอ่านหรือค้นคืนข้อมูลจะข้ามลำดับไปอ่านตรงตำแหน่งใดๆที่ต้องการโดยตรงไม่ได้เมื่อต้องการอ่านข้อมูลที่เรคคอร์ดใดๆโปรแกรมจะเริ่มอ่านตั้งแต่เรคคอร์ดแรกไปเรื่อยๆจนกว่าจะพบเรคคอร์ดที่ต้องการ ก็จะเรียกค้นคืนเรคคอร์ดนั้นขึ้นมา
            การใช้ข้อมูลเรียงลำดับนี้จึงเหมาะสมกับงานประมวลผลที่มีการอ่านข้อมูลต่อเนื่องกันไปเรื่อยๆตามลำดับและปริมาณครั้งละมากๆ

            แฟ้มข้อมูลแบบนี้ถ้าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ระดับเมนเฟรมขนาดใหญ่ก็จะจัดเก็บอยู่ในอุปกรณ์ประเภทเทปแม่เหล็ก (magnetic tape) ซึ่งมีการเข้าถึงแบบลำดับ (Sequential access) เวลาอ่านข้อมูลก็ต้องเป็นไปตามลำดับด้วยคล้ายกับการเก็บข้อมูลเพลงลงบนเทปคาสเซ็ต
2.2โครงสร้างของแฟ้มข้อมูลแบบสุ่ม (Direct/Random File Structure)
             เป็นลักษณะของโครงสร้างแฟ้มข้อมูลที่เข้าถึงได้โดยตรงเมื่อต้องการอ่านค่าเรคคอร์ดใดๆสามารถทำการเลือกหรืออ่านค่านั้นได้ทำให้การเข้าถึงข้อมูลได้รวดเร็วกว่าปกติแล้วจะมีการจัดเก็บในสื่อที่มีลักษณะการเข้าถึงได้โดยตรงประเภทจานแม่เหล็ก เช่น ดิสเก็ต, ฮาร์ดดิสก์หรือ CD-ROM เป็นต้น
2.3โครงสร้างของแฟ้มข้อมูลแบบลำดับเชิงดรรชนี (Index Sequential File Structure)
            เป็นลักษณะของโครงสร้างแฟ้มข้อมูลที่อาศัยกระบวนการที่เรียกว่า ISAM (Index Sequential Access Method ) ซึ่งรวมเอาความสามารถในการเข้าถึงข้อมูลแบบสุ่มและแบบเรียงตามลำดับเข้าไว้ด้วยกัน การจัดโครงสร้างแฟ้มข้อมูลวิธีนี้ข้อมูลจะถูกจัดเก็บเรียงกันตามลำดับไว้บนสื่อแบบสุ่ม เช่น ฮาร์ดดิสก์และการเข้าถึงข้อมูลจะทำผ่านแฟ้มข้อมูลลำดับเชิงดรรชนี (Index Sequential File) ซึ่งทำหน้าที่ช่วยชี้และค้นหาข้อมูลที่ต้องการได้สามารถทำงานได้ยืดหยุ่นกว่าวิธีอื่นๆโดยเฉพาะกับกรณีที่ข้อมูลในการประมวลผลมีจำนวนมากๆ โครงสร้างแฟ้มข้อมูลแบบนี้จะมีหลักการทำงานคล้ายกับรูปแบบดรรชนีท้ายเล่ม ซึ่งทำให้ง่ายและสะดวกมากยิ่งขึ้น

ตารางเปรียบเทียบโครงสร้างของแฟ้มข้อมูล

โครงสร้างแฟ้ม	ข้อดี	ข้อเสีย	สื่อที่ใช้เก็บ
1.               แบบเรียงลำดับ	- เสียค่าใช้จ่ายน้อยและใช้งานได้ง่ายกว่าวิธีอื่นๆ - เหมาะกับงานประมวลผลที่มีการอ่านข้อมูลแบบเรียงลำดับและในปริมาณมาก - สื่อที่ใช้เก็บเป็นเทปซึ่งมีราคาถูก	- การทำงานเพื่อค้นหาข้อมูลจะต้องเริ่มทำตั้งแต่ต้นไฟล์เรียงลำดับไปเรื่อย  จนกว่าจะหาข้อมูลนั้นเจอ  ทำให้เสียเวลาค่อนข้างมาก - ข้อมูลที่ใช้ต้องมีการจัดเรียงลำดับก่อนเสมอ - ไม่เหมาะกับงานที่ต้องแก้ไข  เพิ่ม  ลบข้อมูลเป็นประจำ  เช่นงานธุรกรรมออนไลน์	เทปแม่เหล็กเช่น เทปคาสเซ็ต
2.    แบบสุ่ม	- สามารถทำงานได้เร็ว  เพราะมีการเข้าถึงข้อมูลเรคคอร์ดแบบเร็วมาก  เพราะไม่ต้องเรียงลำดับข้อมูลก่อนเก็บลงไฟล์ - เหมาะสมกับการใช้งานธุรกรรมออนไลน์ หรืองานที่ต้องการแก้ไข  เพิ่ม  ลบรากการเป็นประจำ	- ไม่เหมาะกับงานประมวลผลที่อ่านข้อมูลในปริมาณมาก - การเขียนโปรแกรมเพื่อค้นหาข้อมูลจะซับซ้อน - ไม่สามารถเข้าถึงข้อมูลแบบเรียงลำดับได้	จานแม่เหล็กเช่นดิสเก็ตต์,  ฮาร์ดดิสก์หรือ  CD-ROM
3.               แบบลำดับเชิงดรรชนี	- สามารถรองรับการประมวลผลได้ทั้ง 2 แบบคือ  แบบลำดับและแบบสุ่ม - เหมาะกับงานธุรกรรมออนไลน์  ด้วยเช่นเดียวกัน	- สิ้นเปลืองเนื้อที่ในการจัดเก็บดรรชนีที่ใช้อ้างอิงถึงตำแหน่งของข้อมูล - การเขียนโปรแกรมเพื่อค้นหาข้อมูลจะซับซ้อน - การทำงานช้ากว่าแบบสุ่ม  และมีค่าใช้จ่ายสูง	จานแม่เหล็ก  เช่น ดิสเก็ตต์,  ฮาร์ดดิสก์หรือ  CD-ROM

ประโยชน์ในการใช้ระบบฐานข้อมูล

      ระบบฐานข้อมูล (Data Base System) สามารถอำนวยความสะดวก เป็นอย่างมากในชีวิตประจำวัน  การรวบรวมข้อมูลต่าง ๆ เข้าเป็นระบบฐานข้อมูล  โดยมีการออกแบบ  วิเคราะห์ และการสร้างความสัมพันธ์ ของข้อมูล   ซึ่งมีประโยชน์ต่อการใช้งานทั่วไป   ดังนี้

      1. ระบบฐานข้อมูลช่วยลดความยุ่งยาก ซ้ำซ้อน  :   เมื่อมีข้อมูลบางส่วนซ้ำซ้อนกัน  ก็สามารถปรับลดข้อมูลให้น้อยลงได้ ในขณะที่ยังคงมีความสามารถเรียกดูข้อมูลได้ดังเดิม   โดยวิธีนี้  คือ การกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูล

    2. สามารถใช้ข้อมูลร่วมกันได้หลายๆคนและหลายองค์กร : โดยเฉพาะการใช้ฐานข้อมูลบนอินเตอร์เน็ต

    3. สารมารถควบคุมมาตรฐานและความถูกต้องของข้อมูลได้

    4. สามารถควบคุมและรักษาความปลอดภัยของข้อมูลได้ 

4. การประยุกต์ใช้ฐานข้อมูลในงานต่างๆ

       การประยุกต์ฐานข้อมูลในงานเอกสารต่างๆ ในปัจจุบันหน่วยงานทั้งภาครัฐและเอกชนได้เล็งเห็นถึงความสำคัญในการนำระบบฐานข้อมูลมาใช้ ในการจัดการบริหารทรัพยากร 

      ฐานข้อมูลกับอินเตอร์เน็ต

        แนวโน้มการพัฒนาระบบฐานข้อมูลในปัจจุบัน  จะเป็นไปในการใช้งานร่วมกันบนอินเตอร์เน็ตและอินทราเน็ต ได้อย่างมีประสิทธิภาพนั่นคือ การติดต่อฐานข้อมูลทำงานร่วมกัน ระหว่างไฟล์ DSN. กับ ไฟล์ Data Base

       ฐานข้อมูลกับงานในสำนักงาน

       1. งานด้านการบัญชี การเงิน

            เช่น  - บัญชีรายรับ - รายจ่าย

                    - บัญชีงบดุล

       2.  งานด้านการศึกษา

           เช่น   - งานทะเบียนนักเรียน

                   - ตารางสอน  ตารางเรียน

                   - งานพัสดุโรงเรียน

                   - งานสารสนเทศโรงเรียน

                   - ทะเบียนสื่อการสอน

      3. งานด้านการควบคุมการผลิต

            เช่น  - การขาย

                    - ระบบสินค้าคงคลัง

                    - ใบสั่งซื้อ

                    - ข้อมูลการทดสอบผลิตภัณฑ์

      4.  งานด้านบริหารธุรกิจและค้าขาย

            เช่น   - ใบเสร็จรับเงิน

                     -  การจัดซื้อ

                     - ข้อมูลการรับประกันสินค้า

                     - ประวัติลูกค้า

      5. งานบริการสาธารณสุข

            เช่น   - ตารางผู้ป่วยนอก - ใน

                     - ประวัติผู้ป่วย

                     - ค่ารักษาพยาบาล     ฯลฯ

5. การออกแบบฐานข้อมูล

       ข้อควรคำนึงในการออกแบบฐานข้อมูล  จะต้องมีความสามารถในการจัดฐานข้อมูล ในงานต่อไปนี้

       1. ให้สร้างและกำหนดชื่อของกลุ่มข้อมูลที่เกี่ยวข้องกันได้ (ในลักษณะของแฟ้มข้อมูล) เพื่อให้สามารถเรียกใช้งาน และดูแลบำรุงรักษาข้อมูลไปด้วยกันเป็นกลุ่ม

       2. มีวิธีการเพิ่ม แก้ไข ลบ หรือ ปรับปรุงโครงสร้างของกลุ่มข้อมูล (แฟ้มข้อมูล) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

       3. มีวิธีการเข้าถึง (ค้นหา) ข้อมูล  ได้อย่างมีประสิทธิภาพและสะดวกในการใช้งาน

       4. มีวิธีการกำหนดรูปแบบ (ฟอร์ม) ในการดูข้อมูลบนจอภาพที่แตกต่างกัน (มุมมอง) ตามกลุ่มผู้ใช้และระดับการใช้งานของผู้ใช้ โดยผู้ใช้สามารถเรียกดูและแก้ไขข้อมูลผ่าน รูปแบบ (ฟอร์ม) ได้

       5. มีวิธีการสร้างเงื่อนไข ในการคัดเลือกข้อมูล (แบบสอบถาม) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

       6. มีวิธีคำนวณข้อมูล ได้ตามหลักทางคณิตศาสตร์

       7. มีวิธีการสร้างกลุ่มข้อมูลย่อย จากกลุ่มข้อมูลใหญ่ เพื่อใช้ในการทำงานเฉพาะด้าน

       8. จัดเรียงข้อมูลในกลุ่มข้อมูลได้หลายลักษณะ โดยข้อมูลที่จัดเตรียมมีผลต่อการแสดงบนจอภาพและการพิมพ์

       9. มีวิธีการกำหนดรูปแบบการพิมพ์ได้หลายลักษณะ   ทั้งรายงาน  , ฉลากสินค้า และ จ่าหน้าซองจดหมาย

      10. มีวิธีการเชื่อมโยงข้อมูล  กลุ่มข้อมูล ที่มีความสัมพันธ์กัน   เข้าด้วยกัน เพื่อการใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

หลักการออกแบบฐานข้อมูล

1. วัตถุประสงค์ของระบบฐานข้อมูล ในการเก็บข้อมูล

2. วัตถุประสงค์ของการใช้งาน

3. วิเคราะห์ระบบฐานข้อมูลและการรวบรวมข้อมูล

4. ศึกษาความถี่ และรูปแบบที่ใช้

5. วิเคราะห์โครงสร้างของตาราง

6. กำหนดความสัมพันธ์ของข้อมูล

ระบบจัดการฐานข้อมูล

ข้อดีของการจัดการข้อมูลด้วยแฟ้มข้อมูล

1 การประมวลผลข้อมูลได้รวดเร็ว เนื่องจากมีการแยกข้อมูลไว้เป็นแฟ้มต่างๆ
2 ลงทุนต่ำในเบื้องต้น อาจไม่จำเป็นต้องใช้คอมพิวเตอร์ที่มีความสามารถมาก ก็สามารถทำการประมวลผลข้อมูลได้
3 สามารถออกแบบแฟ้มข้อมูลและทำการพัฒนาได้ง่าย เนื่องจากมีขั้นตอนไม่สลับซับซ้อนมากนัก