03 data abstraction
- 1. Degree of Data Abstraction
- 2. Degree of Data Abstraction • วิธีการหนึ่งในการแยกแยะดาต้าโมเดลต่างๆ สามารถทำได้จากการพิจารณาระดับ หรือโครงสร้างของดาต้าโมเดล หรือที่เรียกว่า Data Abstraction • เปรียบได้กับการสร้างรถยนต์จะต้องมีการแบ่งระดับการทำงานต่างๆก่อนที่จะมา เป็นรถยนต์ที่สามารถใช้งานได้ – นักออกแบบ(Designer) ทำการออกแบบรถต้นแบบ (Conceptual Design) – วิศวกร(Engineer) ทำการระบุรายละเอียดของเครื่องยนต์และอุปกรณ์ทาง เทคนิคต่างๆ – วิศวกร(Engineer) ทำการเขียนแบบเพื่อส่งต่อให้โรงงานฝ่ายผลิตทำการผลิต รถยนต์ออกมา #
- 5. Degree of Data Abstraction • ค.ศ.1970 องค์กร the American National Standards Institute/Standards Planning and Requirements Committee (ANSI/SPARC) ทำการแบ่งระดับของ Data Abstraction ออกเป็น – ระดับแนวคิด (Conceptual) – ระดับภายใน (Internal) – ระดับภายนอก (External) • Peter Rob และ Carlos Coronel ได้ทำการแบ่งระดับเพิ่มเติมคือ – ระดับกายภาพ (Physical) #
- 6. Degree of Data Abstraction #
- 7. ระดับแนวคิด (The Conceptual Model) • แสดงภาพรวมทั้งหมดของฐานข้อมูล สามารถนำมาใช้เป็นเครื่องมือสื่อสารให้ผู้ บริหารระดับสูงเข้าใจได้ • แสดงข้อมูลเพื่อให้มนุษย์ (People) เห็นและเข้าใจได้ • ใช้อธิบายและระบุข้อมูลหลักๆ ของระบบฐานข้อมูล ทำให้เข้าใจภาพรวมได้ง่าย ยิ่งขึ้น • เครื่องมือที่นำมาใช้ในการออกแบบเชิงแนวคิดก็คือ Entities Relationship Diagram (ER-Diagram) ซึ่งเปรียบเสมือนพิมพ์เขียว (Blueprint) ของฐาน ข้อมูล • กล่าวในทางกลับกันก็คือเราใช้ ER-Diagram ในการอธิบายการออกแบบฐาน ข้อมูลระดับแนวคิดนั่นเอง #
- 8. ระดับแนวคิด (The Conceptual Model) #
- 9. ระดับแนวคิด (The Conceptual Model) • ประโยชน์ในการออกแบบระดับแนวคิด • ทำให้สามารถมองภาพรวมของฐานข้อมูลทั้งหมดได้ง่าย โดยแสดงออก มาทางการสร้าง ER-Diagram • มีความเป็นอิสระทั้งทางด้านซอร์ฟแวร์ (Software Independence) และ ฮาร์ดแวร์ (Hardware Independence) #
- 10. ระดับภายใน (The Internal Model) • เพื่อแสดงข้อมูลให้ DBMS เข้าใจ (เป็นสิ่งที่ DBMS ต้องการเห็น) • เป็นการนำเอาสิ่งที่ได้จากการออกแบบเชิงแนวคิดมาทำการปรับปรุง ให้เป็นข้อมูลเชิงเทคนิค เพื่อให้เหมาะสมกับการพัฒนาฐานข้อมูลด้วย เทคโนโลยีที่เลือกใช้ • ยกตัวอย่างเช่น รูปแบบการเก็บข้อมูล #
- 11. ระดับภายใน (The Internal Model) • การออกแบบระดับภายในจึงเป็นส่วนที่สำคัญในการออกแบบฐาน ข้อมูลแบบ Hierarchical Model และ Network Model เพราะทั้ง สองโมเดลให้ความสำคัญกับที่อยู่ในการเก็บข้อมูลรวมถึง เส้นทางใน การเข้าถึงข้อมูล (Data access path) • ส่วน Relational Model นั้นจะมี RDBMS ทำหน้าที่จัดการการจัด เก็บข้อมูลให้ จึงทำให้ไม่จำเป็นต้องจัดทำรายละเอียดของการ ออกแบบระดับภายในมากเท่ากับสองโมเดลที่กล่าวมา • ดังนั้นระดับภายใน (The Internal Model) จึงไม่เป็นอิสระต่อ ซอร์ฟแวร์ #
- 12. ระดับภายนอก (The External Model) • มุมมองที่แสดงต่อผู้ใช้ (End User) • โดยผู้ใช้แต่ละระดับจะมีมุมมองรวมถึงความเกี่ยวข้องกับฐานข้อมูลที่ แตกต่างกัน • นักออกแบบสามารถแยกมุมมองจากระดับภายใน (Internal Model) ออกเป็นระดับภายนอก (External Model) ส่วนต่างๆ สำหรับผู้ใช้ แต่ละคนได้ • รวมถึงยังสามารถแยกให้นักพัฒนาโปรแกรมพัฒนาแต่ละมุมมองได้ • ง่ายต่อการรักษาความปลอดภัยของข้อมูล #
- 13. ระดับภายนอก (The External Model) #
- 14. ระดับภายนอก (The External Model) #
- 15. ระดับภายนอก (The External Model) #
- 16. ระดับกายภาพ (The Physical Model) • ระดับที่อยู่ต่ำที่สุดของโครงสร้าง • ใช้อธิบายวิธีการในการบันทึกข้อมูลลงในสื่อบันทึกข้อมูลต่างๆ เช่น Disk หรือ Tape • ระดับนี้ต้องการวิธีการบันทึกจากทั้ง ซอร์ฟแวร์ และฮาร์ดแวร์ ดังนั้น จึงถือได้ว่าระดับกายภาพไม่เป็นอิสระต่อทั้งซอร์ฟแวร์และฮาร์ดแวร์ #
- 17. สคีมา (Schema) และการแปลงรูป (Mapping) • สคีมา (Schema) คือส่ิงที่แสดงรายละเอียดของฐานข้อมูลใน ระดับต่างๆ • เปรียบเสมือนพิมพ์เขียว (Blue Print) ของฐานข้อมูล • การแปลงรูป (Mapping) เป็นหน้าที่ของ DBMS ที่จะทำการ แปลงรูปและตรวจสอบสคีมา ระหว่างระดับให้ถูกต้องตรงกัน • เช่น การแปลงรูประหว่าง External Schema กับ Internal Schema (External/Internal Mapping) #
- 18. ความเป็นอิสระของข้อมูล (Data Independence) • วัตถุประสงค์ของสถาปัตยกรรม 3 ระดับคือ การให้มีความเป็นอิสระของข้อมูล (Data Independence) • หมายถึง ผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องทำการแก้ไขโปรแกรมทุกครั้งเมื่อมีการเปลี่ยนแปลง โครงสร้างหรือข้อมูลในระดับแนวคิดและระดับภายใน โดยจะปล่อยให้ DBMS เชื่อมข้อมูลในระดับต่างๆ เอง • ความเป็นอิสระของข้อมูลมี 2 ชนิดคือ – ความเป็นอิสระของข้อมูลทางลอจิคอล (Logical Data Independence) – ความเป็นอิสระของข้อมูลทางฟิสิคอล (Physical Data Independence) #
- 19. ความเป็นอิสระของข้อมูลทางลอจิคอล (Logical Data Independence) • การเปลี่ยนแปลงทางด้านแนวคิด จะไม่ส่งผลกระทบต่อ ระดับ ภายนอก (External Model) ที่ผู้ใช้ (End User) ใช้งานอยู่ • เช่น การเพิ่ม การเปลี่ยนแปลงแอตตริบิวต์ หรือความสัมพันธ์ใดๆ ใน ฐานข้อมูล จะไม่ส่งผลต่อการใช้งานของผู้ใช้ที่ใช้งานอยู่ และไม่จำเป็น ต้องมีการแก้ไขโปรแกรมประยุกต์ใดๆ #
- 20. ความเป็นอิสระของข้อมูลทางฟิสิคอล (Physical Data Independence) • การเปลี่ยนแปลงระดับกายภาพ (Physical Model) จะไม่ส่งผลกระทบต่อการ เรียกดูข้อมูลจากผู้ใช้งานใดๆ • เช่น การเปลี่ยนอุปกรณ์การจัดเก็บข้อมูล การปรับปรุงการเรียงลำดับดัชนีใน อุปกรณ์บันทึก การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างการจัดเก็บข้อมูล จะไม่่ส่งผลต่อการ ใช้งานของผู้ใช้ (End User) ที่เรียกดูข้อมูลอยู่ #