ฐานข้อมูลคืออะไร? คำจำกัดความและประเภท

ข้อมูลคืออะไร?

ในแง่ง่ายๆ, ข้อมูล ข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งที่เราสนใจนั้นมีอยู่มากมาย เช่น ชื่อ อายุ ส่วนสูง และน้ำหนักของคุณ รูปภาพ ไฟล์ และไฟล์ PDF ก็ถือเป็นข้อมูลได้เช่นกัน เพราะแต่ละอย่างล้วนมีข้อมูลที่สามารถจัดเก็บและประมวลผลได้

ฐานข้อมูลคืออะไร?

A ฐานข้อมูล ฐานข้อมูลคือการรวบรวมข้อมูลอย่างเป็นระบบ ฐานข้อมูลสนับสนุนการจัดเก็บ การเรียกค้น และการจัดการข้อมูลทางอิเล็กทรอนิกส์ ทำให้การจัดการข้อมูลในระดับใหญ่เป็นเรื่องง่าย

ลองพิจารณาตัวอย่างที่คุ้นเคยกันสักสองสามตัวอย่าง สมุดโทรศัพท์ออนไลน์ใช้ฐานข้อมูลในการจัดเก็บรายชื่อบุคคล หมายเลขโทรศัพท์ และรายละเอียดการติดต่อ ผู้ให้บริการไฟฟ้าใช้ฐานข้อมูลในการจัดการการเรียกเก็บเงิน ปัญหาของลูกค้า และประวัติการแจ้งเหตุขัดข้อง เฟซบุ๊กจัดเก็บสมาชิก มิตรภาพ โพสต์ ข้อความ โฆษณา และอื่นๆ อีกมากมาย ซึ่งทั้งหมดนี้อยู่ในฐานข้อมูล รูปแบบนี้เหมือนกันในทุกอุตสาหกรรม คือ การจัดระเบียบข้อมูลเพื่อให้แอปพลิเคชันและผู้คนสามารถค้นหาข้อมูลได้อย่างน่าเชื่อถือ

ประเภทของฐานข้อมูล

ประเภทฐานข้อมูลที่ใช้กันทั่วไปส่วนใหญ่มีสรุปไว้ด้านล่างนี้ โดยแต่ละประเภทเหมาะสมกับรูปแบบข้อมูลและปริมาณงานที่แตกต่างกัน

ฐานข้อมูลแบบกระจาย

ฐานข้อมูลแบบกระจายศูนย์จะกระจายข้อมูลไปยังหลายไซต์หรือหลายตำแหน่ง แต่ละไซต์จะเก็บข้อมูลส่วนของตนเอง ในขณะที่ไคลเอ็นต์จะเห็นฐานข้อมูลเชิงตรรกะเพียงฐานเดียว รูปแบบนี้พบได้ทั่วไปในแอปพลิเคชันระดับโลกที่ต้องการความหน่วงต่ำและความพร้อมใช้งานในระดับท้องถิ่น

ฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์

ฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์จัดเก็บข้อมูลในตารางที่มีแถวและคอลัมน์ และใช้คีย์เพื่อเชื่อมโยงตารางหนึ่งกับอีกตารางหนึ่ง โดยมักเรียกว่า RDBMS และยังคงเป็นที่นิยมมากที่สุด DBMS ครอบครัวในตลาด ตัวอย่างเช่น MySQL, Oracle Database, PostgreSQLและ Microsoft SQL Server.

ฐานข้อมูลเชิงวัตถุ

ฐานข้อมูลเชิงวัตถุจัดเก็บข้อมูลในรูปแบบของวัตถุ โดยแต่ละวัตถุจะมีคุณลักษณะและเมธอดที่กำหนดว่าสามารถดำเนินการใดกับข้อมูลได้บ้าง ฐานข้อมูลเชิงวัตถุสามารถแปลงให้เข้ากับภาษาการเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุได้อย่างลงตัว และไม่จำเป็นต้องใช้เลเยอร์ ORM อีกต่อไป

ฐานข้อมูลส่วนกลาง

ฐานข้อมูลแบบรวมศูนย์จะเก็บบันทึกทั้งหมดไว้ในเซิร์ฟเวอร์กลางเพียงแห่งเดียว ผู้ใช้เชื่อมต่อจากหลายสถานที่ไปยังร้านค้าเดียวกัน ซึ่งช่วยลดความซับซ้อนในการบริหารจัดการ แต่ทำให้เซิร์ฟเวอร์กลายเป็นจุดศูนย์กลางของการแย่งชิงทรัพยากร

ฐานข้อมูลโอเพ่นซอร์ส

ฐานข้อมูลโอเพนซอร์สเผยแพร่ซอร์สโค้ดภายใต้ใบอนุญาตแบบเปิดกว้าง ทำให้ทุกคนสามารถใช้งาน แก้ไข และแจกจ่ายต่อได้ MySQL, PostgreSQL, SQLite, MariaDBและ MongoDB เป็นตัวอย่างที่นำไปใช้กันอย่างแพร่หลาย

ฐานข้อมูลบนคลาวด์

ฐานข้อมูลบนคลาวด์ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับโครงสร้างพื้นฐานเสมือนจริงและตามความต้องการ โดยให้บริการในรูปแบบบริการจัดการ ปรับขนาดพื้นที่จัดเก็บและประมวลผลได้อย่างยืดหยุ่น และให้ความพร้อมใช้งานสูงผ่านการจำลองแบบในตัว ตัวอย่างเช่น Amazon ระบบอาร์ดีเอส, Azure ฐานข้อมูล SQL และ Google Cloud ประแจ.

คลังข้อมูล

A คลังข้อมูล ระบบนี้รวบรวมข้อมูลในอดีตและข้อมูลสะสมจากระบบแหล่งข้อมูลหลายแหล่งไว้ในที่เดียว เพื่อสนับสนุนการตัดสินใจ การรายงาน และการคาดการณ์ ช่วยลดความซับซ้อนของการวิเคราะห์โดยการให้องค์กรมีแหล่งข้อมูลที่เชื่อถือได้เพียงแหล่งเดียว

ฐานข้อมูล NoSQL

ฐานข้อมูล NoSQL จัดการกับชุดข้อมูลขนาดใหญ่ ซึ่งมักไม่มีโครงสร้างที่แน่นอนและไม่สามารถจัดเรียงเป็นแถวและคอลัมน์ได้อย่างเรียบร้อย ฐานข้อมูลแบบเอกสาร แบบคู่คีย์-ค่า แบบคู่คอลัมน์ และแบบกราฟ ต่างก็จัดการกับรูปแบบการเข้าถึงที่แตกต่างกัน และให้ความสามารถในการขยายขนาดในแนวนอน ซึ่งฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์แบบดั้งเดิมทำได้ยาก

ฐานข้อมูลกราฟ

ฐานข้อมูลกราฟใช้ทฤษฎีกราฟ—โหนดและขอบ—เพื่อจัดเก็บและสอบถามความสัมพันธ์โดยตรง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจจับการฉ้อโกง ระบบแนะนำ และการวิเคราะห์เครือข่ายสังคม ซึ่งการเชื่อมต่อระหว่างเอนทิตีมีความสำคัญพอๆ กับตัวเอนทิตีเอง

ฐานข้อมูล OLTP

ฐานข้อมูล OLTP (Online Transaction Processing) มุ่งเน้นไปที่ธุรกรรมที่มีปริมาณมากและความหน่วงต่ำในสภาพแวดล้อมที่มีผู้ใช้หลายคน ฐานข้อมูลเหล่านี้รับประกันคุณสมบัติ ACID และได้รับการปรับแต่งให้เหมาะสมกับการอ่านและเขียนข้อมูลขนาดเล็กจำนวนมาก ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของระบบปฏิบัติการ เช่น ระบบขายหน้าร้านและแอปพลิเคชันด้านการธนาคาร

ฐานข้อมูลส่วนบุคคล

ฐานข้อมูลส่วนบุคคลจัดเก็บข้อมูลไว้ในคอมพิวเตอร์เครื่องเดียวสำหรับผู้ใช้คนเดียวหรือทีมขนาดเล็ก Microsoft การเข้าถึงและ SQLite เป็นตัวอย่างทั่วไป

ฐานข้อมูลต่อเนื่องหลายรูปแบบ

ฐานข้อมูลแบบมัลติโมดอลรองรับโมเดลข้อมูลหลายแบบ เช่น เอกสาร กราฟ และคู่คีย์-ค่า ภายในกลไกเดียว ArangoDB และ Microsoft Azure Cosmos DB เป็นตัวเลือกมัลติโมดอลที่ได้รับความนิยม

เอกสาร/ฐานข้อมูล JSON

ในฐานข้อมูลแบบเอกสาร แต่ละระเบียนจะเป็นเอกสารที่สมบูรณ์ในตัวเอง โดยปกติจะอยู่ในรูปแบบ JSON, BSON หรือ XML เอกสารเดียวสามารถเก็บข้อมูลที่มีโครงสร้างซับซ้อนและฟิลด์ที่หลากหลาย ทำให้โมเดลนี้มีความยืดหยุ่นสำหรับแอปพลิเคชันที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว MongoDB และ Couchbase เป็นตัวอย่างที่รู้จักกันดี

ฐานข้อมูลลำดับชั้น

ฐานข้อมูลแบบลำดับชั้นใช้โครงสร้างแบบต้นไม้ที่มีความสัมพันธ์แบบพ่อ-ลูก โหนดแทนระเบียน และกิ่งแทนฟิลด์ Windows การลงทะเบียนบน Windows XP และ IBM IMS เป็นตัวอย่างคลาสสิกของฐานข้อมูลแบบลำดับชั้น

ฐานข้อมูลเครือข่าย

ระบบจัดการฐานข้อมูลแบบเครือข่ายรองรับความสัมพันธ์แบบหลายต่อหลายระหว่างระเบียน ทำให้เกิดโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่าแบบจำลองเชิงลำดับชั้น RDM Server เป็นตัวอย่างของระบบจัดการฐานข้อมูลที่ใช้แบบจำลองเครือข่าย

ส่วนประกอบฐานข้อมูล

ส่วนประกอบของฐานข้อมูล

ฐานข้อมูลทุกฐานสร้างขึ้นจากส่วนประกอบห้าอย่างที่ทำงานร่วมกัน:

ฮาร์ดแวร์

ฮาร์ดแวร์คือชั้นทางกายภาพ ซึ่งประกอบด้วยคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์อินพุต/เอาต์พุต สื่อบันทึกข้อมูล และเครือข่าย ทำหน้าที่เป็นส่วนเชื่อมต่อระหว่างฐานข้อมูลกับโลกภายนอก

ซอฟต์แวร์

ซอฟต์แวร์ครอบคลุมทุกสิ่งที่เกี่ยวข้องกับการจัดการและควบคุมฐานข้อมูล ได้แก่ ระบบจัดการฐานข้อมูล (DBMS) ระบบปฏิบัติการ ซอฟต์แวร์เครือข่ายที่ช่วยให้ผู้ใช้หลายคนสามารถแบ่งปันข้อมูลได้ และแอปพลิเคชันที่อ่านและเขียนข้อมูลผ่านระบบจัดการฐานข้อมูล (DBMS)

ข้อมูล

ข้อมูลคือข้อเท็จจริง การสังเกต ตัวเลข สัญลักษณ์ และรูปภาพดิบๆ ที่ฐานข้อมูลจัดเก็บไว้ ข้อมูลดิบเพียงอย่างเดียวไม่มีความหมาย ฐานข้อมูลจึงจัดระเบียบและประมวลผลข้อมูลเหล่านั้นให้กลายเป็นข้อมูลที่มีประโยชน์

ขั้นตอนการ

ขั้นตอนการปฏิบัติงานคือคำแนะนำและกฎเกณฑ์ที่บันทึกไว้ซึ่งควบคุมวิธีการออกแบบ การใช้งาน และการบำรุงรักษาฐานข้อมูล ขั้นตอนเหล่านี้จะบอกผู้ดูแลระบบและผู้ใช้ถึงวิธีการใช้งานระบบอย่างน่าเชื่อถือ

ภาษาการเข้าถึงฐานข้อมูล

ภาษาสำหรับการเข้าถึงฐานข้อมูล—โดยส่วนใหญ่คือ SQL—ช่วยให้ผู้ใช้และแอปพลิเคชันสามารถแทรก อัปเดต ลบ และสอบถามข้อมูลได้ ผู้ใช้ป้อนคำสั่งเฉพาะที่ระบบจัดการฐานข้อมูล (DBMS) จะวิเคราะห์ วางแผน และดำเนินการกับพื้นที่จัดเก็บข้อมูลพื้นฐาน

ระบบการจัดการฐานข้อมูล (DBMS) คืออะไร?

A ระบบการจัดการฐานข้อมูล (DBMS) คือชั้นซอฟต์แวร์ที่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถกำหนด จัดเก็บ เรียกใช้ อัปเดต และรักษาความปลอดภัยของข้อมูลได้ DBMS ทำหน้าที่ประสานการเข้าถึงระหว่างผู้ใช้และแอปพลิเคชันจำนวนมาก บังคับใช้ความถูกต้องสมบูรณ์ และควบคุมว่าใครสามารถเห็นหรือเปลี่ยนแปลงอะไรได้บ้าง

เทคโนโลยี DBMS ไม่ใช่เรื่องใหม่ — ชาร์ลส์ บาคแมน ระบบจัดเก็บข้อมูลแบบบูรณาการ (IDS)ระบบฐานข้อมูล (DBMS) ที่สร้างขึ้นที่บริษัท General Electric ในช่วงต้นทศวรรษ 1960 ได้รับการยกย่องอย่างกว้างขวางว่าเป็นระบบฐานข้อมูลระบบแรก นับตั้งแต่นั้นมา สาขานี้ได้พัฒนาไปสู่รูปแบบต่างๆ ทั้งแบบลำดับชั้น แบบเครือข่าย แบบเชิงสัมพันธ์ แบบเชิงวัตถุ และแบบ NoSQL โดยแต่ละแบบล้วนออกแบบมาเพื่อรองรับปริมาณงานข้อมูลในยุคถัดไป

ประวัติความเป็นมาของระบบจัดการฐานข้อมูล

เหตุการณ์สำคัญด้านล่างนี้ trace วิวัฒนาการของเทคโนโลยีฐานข้อมูล

• 1960s — ชาร์ลส์ บาคแมน ออกแบบระบบจัดการฐานข้อมูลแบบบูรณาการ (DBMS) ตัวแรกที่บริษัทเจเนอรัลอิเล็กทริก
• 1968 - IBM ระบบจัดการข้อมูลเรือ (IMS) ซึ่งเป็นหนึ่งในระบบจัดการฐานข้อมูลแบบลำดับชั้นรุ่นแรกๆ
• 1970 — เอ็ดการ์ เอฟ. คอดด์ ตีพิมพ์ผลงานเรื่อง “แบบจำลองเชิงสัมพันธ์ของข้อมูลสำหรับธนาคารข้อมูลขนาดใหญ่ที่ใช้ร่วมกัน” ซึ่งเป็นการแนะนำแบบจำลองเชิงสัมพันธ์
• 1976 — ปีเตอร์ เฉิน ได้วางกรอบแบบจำลองความสัมพันธ์ระหว่างเอนทิตี (Entity-Relationship หรือ ER) อย่างเป็นทางการ
• 1980s - The โมเดลเชิงสัมพันธ์ กลายเป็นรูปแบบฐานข้อมูลที่โดดเด่น และ SQL ก็ได้รับการกำหนดให้เป็นมาตรฐาน
• 1985 — ระบบจัดการฐานข้อมูลเชิงวัตถุดูเหมือนจะเหมาะสมกับการเติบโตของภาษาโปรแกรมเชิงวัตถุ
• 1990s — คุณสมบัติเชิงวัตถุสัมพันธ์เริ่มถูกนำมาใช้ในระบบจัดการฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ (RDBMS) หลัก ๆ
• 1992 - Microsoft ปล่อยเวอร์ชันแรกของ Microsoft สิทธิ์ในการเข้าถึงฐานข้อมูลส่วนบุคคล
• 1995 — แอปพลิเคชันบนเว็บเริ่มผลักดันการใช้งานฐานข้อมูลในระดับอินเทอร์เน็ต
• 1997 — XML เข้าสู่ฐานข้อมูลทั้งในฐานะรูปแบบข้อมูลและเป้าหมายในการค้นหาข้อมูล
• 2009 — คำว่า NoSQL กำลังได้รับความนิยมมากขึ้น tracเนื่องจากระบบจัดเก็บข้อมูลแบบเอกสาร คีย์-ค่า และกราฟเติบโตอย่างรวดเร็ว
• ปี 2010 ขึ้นไป — ฐานข้อมูล SQL แบบคลาวด์เนทีฟและแบบกระจาย (Aurora, Spanner, ) CockroachDB) ปรากฏขึ้น

ข้อดีของ DBMS

ระบบจัดการฐานข้อมูล (DBMS) ที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดีจะมอบประโยชน์ในทางปฏิบัติหลายประการแก่องค์กร:

• มีเทคนิคมากมายในการจัดเก็บและเรียกใช้ข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพ
• สร้างความสมดุลระหว่างความต้องการของแอปพลิเคชันหลายตัวที่ใช้ข้อมูลเดียวกัน
• จัดให้มีขั้นตอนการบริหารจัดการที่เป็นมาตรฐานเดียวกัน
• ปกป้องโปรแกรมเมอร์จากรายละเอียดการจัดเก็บข้อมูล
• ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสมบูรณ์และความปลอดภัยของข้อมูลผ่านข้อจำกัดและการควบคุมการเข้าถึง
• กำหนดตารางการเข้าถึงพร้อมกันเพื่อให้เฉพาะการดำเนินการที่ถูกต้องเท่านั้นที่จะสำเร็จ
• ลดเวลาในการพัฒนาแอปพลิเคชันด้วยบริการที่สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้

ข้อเสียของ DBMS

โมเดล DBMS ก็มีข้อดีข้อเสียเช่นกัน:

• ค่าใช้จ่ายด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์อาจสูงมาก
• ระบบส่วนใหญ่มีความซับซ้อน ดังนั้นผู้ใช้และผู้ดูแลระบบจึงจำเป็นต้องได้รับการฝึกอบรม
• การรวมศูนย์ข้อมูลไว้ในฐานข้อมูลเดียวทำให้เกิดเป้าหมายที่มีมูลค่าสูงสำหรับการหยุดชะงัก การเสียหาย หรือการโจมตี
• การเข้าถึงพร้อมกันหลายช่องทางจำเป็นต้องมีการออกแบบอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการอัปเดตที่สูญหายและภาวะหยุดชะงัก
• ระบบจัดการฐานข้อมูล (DBMS) ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับการคำนวณเชิงตัวเลขที่ซับซ้อน เครื่องมือเฉพาะทางจะจัดการงานประเภทนั้นได้ดีกว่า

คำถามที่พบบ่อย