1. 1/33
บทที่ 2
แบบจำลองข้อมูล
(Data Model)

2. 2/33
เป็นการอธิบายถึงรูปแบบและโครงสร้างของข้อมูลภายในระบบ
ฐานข้อมูลโดยทั่วไป ในระดับแนวความคิด โดยไม่ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของ
ฐานข้อมูลนั้นๆ
สถำปัตยกรรมแบบ ANSI/SPARC
(American National Standards Institute / Systems Planning And
Requirements Committee) ได้แบ่งสถาปัตยกรรมของฐานข้อมูลออกเป็น 3
ระดับคือ
สถำปัตยกรรมของฐำนข้อมูล

3. 3/33
1. ระดับ Internal เป็นระดับล่างสุด มีการทางานเกี่ยวกับวิธีการจัดเก็บข้อมูล
วิธีการเข้าถึงข้อมูล ซึ่งจะทางานเชื่อมต่อกับ Operating System
2.ระดับ Conceptual เป็นระดับกลาง จะเกี่ยวกับการอธิบายข้อมูลว่า
ประกอบด้วยข้อมูลอะไร ข้อมูลมีความสัมพันธ์กันอย่างไร มีข้อกาหนดเงื่อนไข
สาหรับ บูรณภาพของข้อมูล (Data Integrity) อะไรบ้าง
3. ระดับ External เป็นระดับบนสุด จะเกี่ยวข้องกับการสร้าง view ของข้อมูล
ให้ตรงตามความต้องการใช้งานของแต่ละ User
กำรแบ่งระดับของข้อมูล

4. 4/33
View 1 View 2 View n
Conceptual Schema
External Level
(Individual user view)
Conceptual Level
(Community user view)
Internal Schema
Internal Level
(Storage view)
สถำปัตยกรรมแบบ ANSI/SPARC

5. 5/33
สถำปัตยกรรมแบบ ANSI/SPARC
External (PL/I)
DCL 1 EMPP,
2 EMP # CHAR (6),
2 SAL FIXED BIN(31);
External (COBOL)
01 EMPC
02 EMPNO PIC X (6)
02 DEPTNO PIC X(4)
Conceptual
EMPLOYEE
EMPLOYEE _NUMBER CHARACTER (6)
DEPARTMENT_NUMBER CHARACTER (4)
SALARY NUMERIC (5)
Internal
STORED_EMP LENGTH = 18
PREFIX TYPE = BYTE (6) , OFFSET = 0
EMP# TYPE = BYTE (6) , OFFSET = 6 ,INDEX = EMPX
DEPT # TYPE = BYTE (4) , OFFSET = 12
PAY TYPE = FULLWORD , OFFSET = 16

6. 6/33
โปรแกรมประยุกต์ โปรแกรมอำนวยควำมสะดวกต่ำงๆ
ภำษำในกำรเขียน
โปรแกรมต่ำงๆ เช่น VB
ภำษำฝังตัว (embeded
sublanguage) (DDL+DML)
โปรแกรมสนับสนุนภำษำ
คิวรี่ เช่น PL/SQL (DDL+DML)
เครื่องมือเฉพำะต่ำงๆ เช่น
Form, Report
ระดับวิว
ใช้ภำษำที่ใช้ในกำรนิยำมข้อมูล (DDL) และภำษำที่ใช้ในกำรจัดกำรข้อมูล (DML)
ระดับแนวความคิด
ใช้ภำษำที่ใช้ในกำรนิยำมข้อมูล (DDL)
ระดับกายภาพ
ภำษำที่ใช้ในสภำวะแวดล้อมต่ำงๆ ในฐำนข้อมูล

7. 7/33
สคีมำ (Schema)
 สคีมำ (Schema) ของระบบฐานข้อมูล คือภาพโดยรวมของระบบฐานข้อมูลในเชิง
ตรรกะ ที่บ่งบอกให้ทราบฐานข้อมูลประกอบด้วยข้อมูลอะไรบ้าง และมี
ความสัมพันธ์กันอย่างไร
 สับสกีมา (sub-schema) มุมมองที่ผู้ใช้ฐานข้อมูลมองเห็นได้ เป็นบางส่วนของสกี
มาฐานข้อมูล

8. 8/33
Data Independence คือความสามารถในการเปลี่ยนแปลงสกี
มาในระดับหนึ่งของฐานข้อมูล โดยไม่มีผลกระทบต่อสกีมาในระดับสูง
ขึ้นไป
เป็นแนวคิดเพื่อให้โปรแกรมมีความเป็นอิสระจากการ
เปลี่ยนแปลงโครงสร้างข้อมูล
- ระดับ Physical เปลี่ยนแปลงสกีมาทางกายภาพ จะไม่มี
ผลกระทบต่อสกีมาทางตรรกะ
- ระดับ Logical เปลี่ยนแปลงสกีมาทางตรรกะ จะไม่มี
ผลกระทบต่อโปรแกรมประยุกต์
ควำมเป็นอิสระของข้อมูล (Data Independence)

9. 9/33
กำรแปลงรูปและควำมเป็นอิสระของข้อมูล
วิว
โครงร่างระดับแนวความคิด
ความเป็นอิสระของข้อมูลเชิงตรรกะ
Conceptual/Internal Mapping
External/Conceptual Mapping
วิว วิว
ความเป็นอิสระของข้อมูลเชิงกายภาพ
โครงร่างระดับภายใน

10. 10/33
 ผู้ใช้งำนไม่จำเป็นต้องสนใจรำยละเอียดของโครงสร้ำงในกำรจัดเก็บข้อมูล
 ผู้ใช้แต่ละคนสำมำรถนำข้อมูลชุดเดียวกัน มำใช้งำนที่แตกต่ำงกัน
 มีควำมเป็นอิสระของข้อมูลกับตัวโปรแกรม
ประโยชน์ของกำรแบ่งโครงสร้ำงของข้อมูลออกเป็นระดับชั้น

11. 11/33
แบบจำลองของข้อมูล (Data Model)
Data Model
เป็นเครื่องมือสาหรับใช้อธิบาย ถึงโครงสร้างและความสัมพันธ์ระหว่าง
ข้อมูลภายในฐานข้อมูล จากรูปแบบที่เป็นแนวความคิดที่เข้าใจได้ยาก ให้อยู่ใน
รูปแบบที่สามารถเข้าใจได้ง่ายขึ้น
แบบจาลองของข้อมูล แบ่งได้เป็น 2 ประเภทคือ
 Conceptual Model
Implementation Model

12. 12/33
1. Conceptual Model
ถูกนาไปใช้ในการออกแบบฐานข้อมูล เพื่ออธิบายถึงข้อมูลและ
ความสัมพันธ์ของข้อมูล
มักประกอบด้วย สัญลักษณ์ที่ใช้แทนตัวข้อมูล คุณสมบัติของข้อมูล และ
ความสัมพันธ์ต่างๆ
แบบจาลองฐานข้อมูลประเภทนี้ได้แก่ Entity-Relationship Model (E-R
Model) และ Object-oriented Model
แบบจำลองของข้อมูล (Data Model)

13. 13/33
2. Implementation Model
ใช้อธิบายถึงโครงสร้างข้อมูลของฐานข้อมูลแต่ละประเภท ที่ถูกคิดค้นขึ้น
เช่น Hierarchical Model, Network Model และ Relational Model
แบบจำลองของข้อมูล (Data Model)

14. 14/33
ประเภทของควำมสัมพันธ์ของข้อมูล
1. ความสัมพันธ์แบบ One-to-One (1:1)
2. ความสัมพันธ์แบบ One-to-Many (1:M)
3. ความสัมพันธ์แบบ Many-to-Many (N:M)

15. 15/33
แบบจำลองของฐำนข้อมูล
Hierarchical Model
ใช้อธิบายถึงฐานข้อมูลที่มีโครงสร้างของข้อมูลในแบบลาดับชั้น
(Hierarchy) คิดค้นโดยบริษัท North American Rockwell เพื่อลดการซ้าซ้อนของ
ข้อมูล (Data Redundancy)
มีการนาข้อมูลแต่ละส่วน (Part) มาจัดเก็บเป็นกลุ่ม ที่เรียกว่า Component
แล้วรวมแต่ละกลุ่มเป็นกลุ่มใหญ่ เรียกว่า Final Component
มีโครงสร้างในรูปแบบ Tree ที่เรียกว่า Upside –down Tree ต่อมา
โครงสร้างในลักษณะนี้ ได้ถูกเรียกว่าโครงสร้างแบบ Hierarchy

16. 16/33
Hierarchical Model

17. 17/33
Child with Multiple Parents

18. 18/33
Network Model
ใช้อธิบายถึงฐานข้อมูลที่มีโครงสร้างของข้อมูลที่จาแนกตามความสัมพันธ์
ของข้อมูล พัฒนามาจาก Hierarchical Model มีจุดมุ่งหมายเพื่อกาหนดให้เป็น
รูปแบบของโครงสร้างข้อมูลที่เป็นมาตรฐาน และให้รองรับข้อมูลที่มีความสัมพันธ์
แบบ Many-to-Many
ปี ค.ศ. 1970 กลุ่มผู้พัฒนาภาษา COBOL ที่ชื่อ Conference On Data
System Language (CODASYL) ได้ตั้งทีมงานเพื่อร่วมกันกาหนดมาตรฐานเพื่อใช้ใน
การสร้าง และจัดการกับข้อมูลภายในฐานข้อมูล มีมาตรฐานหลัก ๆ 3 ประการคือ
1. มาตรฐานในการกาหนดโครงสร้างให้กับฐานข้อมูล ต่อมาได้กลายเป็น
มาตรฐานของกลุ่มคาสั่ง DDL
2. มาตรฐานการเรียกใช้ข้อมูลจากฐานข้อมูลร่วมกับคาสั่งของ
ภาษาคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการพัฒนาโปรแกรม
แบบจำลองของข้อมูล (ต่อ)

19. 19/33
Network Model
3. มาตรฐานในการจัดการกับข้อมูลในฐานข้อมูล ต่อมาได้กลายเป็น
มาตรฐานของกลุ่มคาสั่ง DML
โครงสร้างข้อมูลแบบ Network ถูกกาหนดขึ้นจากความสัมพันธ์ระหว่าง
ข้อมูลตั้งแต่ 2 Record ขึ้นไป ที่เรียกว่า Set โดยแบ่งออกเป็น Owner Record
(เทียบเท่า Parent Segment) และ Member Record (เทียบเท่า Child Segment)
จากที่ Member Record สามารถมีความสัมพันธ์กับ Owner Record ได้
มากกว่า 1 Set (หรือ มากกว่า 1 Record) ทาให้โครงสร้างของฐานข้อมูลแบบ
Network สามารถมีความสัมพันธ์ในแบบ Many-to-Many
แบบจำลองของฐำนข้อมูล (ต่อ)

20. 20/33
A Network Data Model

21. 21/33
Relational Model
แบบจำลองของฐำนข้อมูล (ต่อ)
พัฒนามาจากแบบจาลองความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลที่มีชื่อว่า
Relational Model
ข้อมูลที่จัดเก็บในฐานข้อมูล จะถูกแยกจัดเก็บออกเป็นหน่วยย่อยๆ ที่
เรียกว่า Relation หรือ Table ที่อยู่ในรูปของตารางที่ประกอบด้วยชุดของแถว
และชุดของสดมภ์
ข้อมูลที่จัดเก็บในแต่ละ Relation จะเป็นข้อมูลที่แยกเป็นเอกเทศ แต่
สามารถนามาสร้างความสัมพันธ์ร่วมกันได้ ซึ่งจะอยู่ในแนวความคิด มากกว่า
โครงสร้างทางกายภาพ

22. 22/33
A Relational Schema

23. 23/33
Linking Relational Tables

24. 24/33
The Entity Relationship Model
 Widely accepted and adapted graphical tool for data modeling
 Introduced by Chen in 1976
 Graphical representation of entities and their relationships in a
database structure

25. 25/33
The Entity Relationship Model-Basic Structure
 Entity relationship diagram (ERD)
 Uses graphic representations to model database components
 Entity is mapped to a relational table
 Entity instance is row in table
 Entity set is collection of like entities
 Connectivity labels types of relationships
 Diamond connected to related entities through a relationship line

26. 26/33
Relationships: The Basic Chen ERD

27. 27/33
Relationships: The Basic Crow’s Foot ERD

28. 28/33
The Object Oriented Model
 Object is described by its factual content
 Like relational model’s entity
 Includes information about relationships between facts within
object and relationships with other objects
 Unlike relational model’s entity
 Subsequent OODM development allowed an object to also
contain operations
 Object becomes basic building block for autonomous structures

29. 29/33
Object Oriented Data Model- Basic Structure
 Object: abstraction of a real-world entity
 Attributes describe the properties of an object
 Objects that share similar characteristics are grouped in
classes
 Classes are organized in a class hierarchy
 Inheritance is the ability of an object within the class hierarchy
to inherit the attributes and methods of classes above it

30. 30/33
A Comparison of the OO Model and the ER Model

31. 31/33
Summary : The Evolution of Data Models