ผลการเรียนรู้ครั้งที่3 บทที่ 3 การออกแบบฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ

 เรื่องการออกแบบฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ

การทําให้เป็น บรรทัดฐาน (Normal Form) เป็นกระบวนการวิเคราะห์ ภาวการณ์พึ่งพิงซึ่งกันและกันของคอลัมน์หรือ แอตทริบิวต์(Attribute Interdependency) ในแต่ละตารางสัมพันธ์ (Relation) โดยทดสอบเปรียบเทียบกับ เกณฑ์ของการเป็นรูปแบบบรรทัดฐาน (Normal for m criteria) ซึ่งที่ใช้งานกันทั่วไป มีทั้งหมด 6 ระดับ หรือ 6รูปแบบบรรทัดฐาน ได้แก

👉รูปแบบบรรทัดฐานที่ 1 (1NF) 

👉รูปแบบบรรทัดฐานที่ 2 (2NF) 

👉รูปแบบบรรทัดฐานที่ 3 (3NF)

👉 รูปแบบบรรทัดฐาน BCNF

👉 รูปแบบบรรทัดฐานที่ 4 (4NF) 

👉รูปแบบบรรทัดฐานที่ 5 (5NF)                                     👇

เกณฑ์ของการเป็นรูปแบบบรรทัดฐานแต่ละระดับ มีวัตถุประสงค์เพื่อ แก้ปัญหาอันเกิดจากภาวการณ์พึ่งพิงซึ่งกันและกันที่ไม่เหมาะสม ของ Attribute ในตารางความสัมพันธ์ โดยปกติ เมื่อผลการวิเคราะห์บ่งชี ้ว่า ตารางความสัมพันธ์ใดยังไม่ผ่านเกณฑ์แห่งการเป็ นรูปแบบ บรรทัดฐาน ในระดับที่กําลังพิจารณา ตารางความสัมพันธ์นั ้นจะถูก แตกออก (Decomposed) เป็นชุดตารางความสัมพันธ์ย่อยที่อยู่ในรูปแบบ บรรทัดฐานที่กําลังพิจารณา 

ปัญหาของการออกแบบฐานข้อมูล 

รูปแบบที่เป็น บรรทัดฐานขั้นที่ 1 1NF

**การปรับปรุงข้อมูล (update anomaly) ใด ๆ จะต้องทําซํ้าหลายแห่ง ทําให้สิ้นเปลืองเวลา

**การเพิ่มเติมข้อมูล (insert anomaly) ใน Relation ข้างต้นไม่สามารถทําได

**การลบข้อมูล (delete anomaly) ออกจาก Relation อาจทําให้ข้อมูลบางส่วนสูญ หายไปจากฐานข้อมูล

รูปแบบที่เป็น บรรทัดฐานขั้นที่2

**การปรับปรุงข้อมูลใด ๆ จะต้องทําซํ ้าหลายแห่ง ทําให้สิ ้นเปลืองเวลา รวมทั ้งอาจทําการแก้ไข้อมูลได้ไม่ ครบถ้วนและถูกต้องทุกรายการ

**การเพิ่มเติมข้อมูลอาจไม่สามารถทําได้

**การลบข้อมูลออกจาก Relation อาจทําให้ข้อมูลบางส่วนสูญหายไปจากฐานข้อมูล

 

Boyce-Codd Normal Form (BCNF

** รูปแบบที่ขยายขอบเขตมาจากรูปแบบที่เป็นบรรทัดฐานขั้นที่ 3 แก้ไขปัญหาความซ้ำซ้อน ของ ข้อมูลที่พบในรีเลชัน ให้ชัดเจนและรัดกุมยิ่งขึ้น

 ** คุณสมบัติของรูปแบบที่เป็นบรรทัดฐานของบอยส์และคอดด์ – คีย์คู่แข่งนั้นเป็นคีย์ผสม ซึ่งมีแอททริบิวต์บางส่วนร่วมกัน

 ** ทุกแอททริบิวต์ที่เป็นตัวระบุค่า หรือ DETERMINANT ในรีเลชันนั้นต้องเป็นคีย์คู่แข่ง

 ** ไม่มีแอททริบิวต์ใดในรีเลชันที่สามารถระบุค่าของแอททริบิวต์ที่เป็นคีย์หลัก หรือส่วนใดส่วนหนึ่งของ แอททริบิวต์ที่ประกอบกันเป็นคีย์หลักได้

รูปแบบที่เป็น บรรทัดฐานขั้นที่4

**การปรับปรุงข้อมูลใด ๆ จะต้องทําซํ ้าหลายแห่ง ทําให้สิ้นเปลืองเวลา

**การเพิ่มเติมข้อมูลใน Relation ไม่สามารถทําได้

**การลบข้อมูลออกจาก Relation อาจทําให้ข้อมูลบางส่วนสูญหายไปจากฐานข้อมูล 

รูปแบบที่เป็น บรรทัดฐานขั้นที่5

** ต้องมีโครงสร้างเป็นไปตามคุณสมบัติของ 4 NF

** ต้องมีคุณสมบัติ Join Dependency

 – เป็นการนํา relation ย่อย ที่เกิดจากการแตก Relation เดิมมารวมกัน (Join)แล้วได้ข้อมูลเช่นเดียวกับ Relation เดิม

ผลการเรียนรู้ครั้งที่2 บทที่2 เรื่องสถาปัตยกรรมระบบฐานข้อมูล

 สรุปผลการเรียนรู้ครั้งที่2

สถาปัตยกรรมระบบฐานข้อมูล 

สถาปัตยกรรมฐานข้อมูลนี้จะถูก แบ่งออกเป็น 3 ระดับ ด้วยกัน

- ระดับความคิด (Conceptual Level ผู้ออกแบบฐานข้อมูล ใช้วิเคราะห์ความต้องการสารสนเทศและออกแบบฐานข้อมูล ให้ครบถ้วน ทั้งตาราง ฟิลด์ และความสัมพันธ์ของตาราง

-ระดับภายนอก (External Level) ระดับการมองหรือวิว (View) ของข้อมูลภายใน ฐานข้อมูลสำหรับการใช้ งานแต่ละคน

-ระดับภายใน (Internal Level) จัดเก็บฐานข้อมูลไว้ใน หน่วยเก็บข้อมูลสำรอง จริง

รูปที่ 1แสดงสถาปัตยกรรม 3 ระดับของระบบฐานข้อมูล

รูปที่ 1 แสดงตัวอย่างของสถาปัตยกรรม 3 ระดับ ในระดับความคิดเป็นนิยามโครงสร้าง ฐานข้อมูลระบบทะเบียนนักศึกษา ซึ่งประกอบด้วยตารางต่าง ๆ เช่น ตารางการลงทะเบียนตารางการลงทะเบียนจะมีโครงสร้างที่ประกอบไปด้วย เขตข้อมูล ปีการศึกษา (EN_YEAR) เทอม(EN_TERM) รหัสวิชาสำหรับ ตารางวิชา จะประกอบด้วยเขตข้อมูล รหัสวิชา (SUB_ID) ชื่อวิชา(SUB_NAME) จำนวนหน่วยกิต(SUB_UNIT) ซึ่งมีการกำหนดประเภทข้อมูล และขนาดตามตัวอย่างในรูปใน ระดับภายนอก จะเป็นการน าข้อมูลในระดับความคิดไปใช้งาน จากรูปที่ 1 จะแสดง ตัวอย่าง หน้าจอของผู้ใช้แต่ละคน

แบบจำลองฐานข้อมูล 3 แบบจำลอง

 จำลองลำดับชั้นมาจากโครงสร้างต้นไม้ Hierarchical Model

จำลองเครือข่าย มาจากทฤษฎีเซต Network Model 

 าลองเชิงสัมพันธ์ มาจากพีชคณิตเชิงสัมพันธ์ Relational Model

แบบลำดับ

แบบเครือข่าย

ข้อมูลในฐานข้อมูลแบบนี้สามารถมีความสัมพันธ์กับแบบใดก็ได้ เช่น อาจเป็นแบบหนึ่งต่อหนึ่ง หนึ่งต่อกลุ่ม หรือกลุ่มต่อกลุ่ม ตัวอย่างของฐานข้อมูลแบบนี้เช่น การสั่งซื้อสินค้าจากร้านผู้ผลิตสินค้า และการน าสินค้าไปเก็บในคลังสินค้า

แบบเชิงสัมพันธ์ 

ฐานข้อมูลแบบเชิงสัมพันธ์ นิยมใช้กันมากในปัจจุบัน สามารถใช้งานได้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกระดับตั้งแต่ไมโครคอมพิวเตอร์ จนถึงเมนเฟรมคอมพิวเตอร์

รูปที่ 6 แสดงโครงสร้างรีเลชั่น (Relations)

Relational Model 

List of Relational Database Management Software: RDBMS 

สรุปด้วยแผนที่ความคดิข้อดแีละข้อจำกัด

พัฒนาการของบันทึกจัดเก็บข้อมูลเริ่มต้นจากจัดเก็บแบบแฟ้มลำดับ (Sequential file) ก่อนจะมีการพัฒนาแบบจำลองฐานข้อมูล (Database) แบบต่าง ๆ ขึ้น ได้แก่ แบบจำลองลำดับชั้น (Hierarchical models), แบบจำลองเครือข่าย (Network models) และแบบจำลองเชิงสัมพันธ์ (Relational models) ซึ่งแต่ละแบบจะมีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกัน