การออกแบบฐานข้อมูลด้วยอี-อาร์โมเดล

ในการออกแบบฐานข้อมูลจำเป็นต้องทำการศึกษาคุณสมบัติและความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลที่มีอยู่ในระบบเพื่อให้ได้มาซึ่งโครงสร้างพื้นฐานของฐานข้อมูล ซึ่งโดยทั่วไปมักดำเนินการโดยการใช้แบบจำลอง ข้อมูล

อี-อาร์โมเดลเป็นแบบจำลองข้อมูลที่ได้รับความนิยมมากในการใช้เป็นเครื่องมือสำหรับงานออกแบบฐานข้อมูล โดยอี-อาร์โมเดลจะเสนอโครงสร้างของฐานข้อมูลในระดับแนวคิดออกมาในรูปของแผนภาพที่มีโครงสร้างง่ายต่อการทำความเข้าใจ ทำให้เห็นภาพรวมของเอนทิตีทั้งหมดและความสัมพันธ์ระหว่างเอนทิตีในระบบฐานข้อมูล

การออกแบบฐานข้อมูลด้วยอี-อาร์โมเดลประกอบด้วยขั้นตอนต่าง ๆ ดังนี้คือ

การศึกษารายละเอียดและลักษณะหน้าที่งานของระบบเป็นการศึกษาและรวบรวมรายละเอียด เกี่ยวกับลักษณะหน้าที่งานของระบบ ข้อมูลที่เกี่ยวข้อง ขั้นตอนในการทำงาน ตลอดจนข้อกำหนดและสมมติฐานต่าง ๆ ซึ่งอาจทำได้ด้วยการสัมภาษณ์หรือศึกษาจากแบบฟอร์มต่าง ๆ ที่มีการใช้งานอยู่ในระบบงานขณะนั้น

เนื่องจากฐานข้อมูลหนึ่ง ๆ อาจประกอบด้วยเอนทิตีต่าง ๆ ได้จำนวนมาก ดังนั้น ขั้นตอนนี้จึงเป็นการนำรายละเอียดในข้อ 1 มาทำการกำหนดเอนทิตีที่จำเป็นต้องมีอยู่ในระบบฐานข้อมูล โดยคำนึงถึงการเป็นเอนทิตีประเภทอ่อนแอ ตลอดจน Supertype หรือ Subtype ด้วย

การกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างเอนทิตีเป็นการกำหนดประเภทของความสัมพันธ์ระหว่างเอนทิตี โดยพิจารณาจากข้อกำหนดและสมมติฐานต่าง ๆ ที่ได้ทำการศึกษามาในข้อ 1

การกำหนดคุณลักษณะของเอนทิตีเป็นการกำหนดว่า แต่ละเอนทิตีควรประกอบด้วย Property ใดบ้าง Property ใดที่มีคุณสมบัติเป็น Key Property หรือ Composite Property หรือ Derived Property

การกำหนดคีย์หลักของแต่ละเอนทิตีเป็นการกำหนด Key Property ของแต่ละเอนทิตีเพื่อให้แต่ละสมาชิกในเอนทิตีสามารถมีคุณสมบัติเป็นเอกลักษณ์เฉพาะได้

การนำสัญลักษณ์ที่ใช้ในอี-อาร์โมเดลมาอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลเป็นการนำรายละเอียดในขั้นตอนต่าง ๆ มาพิจารณาทบทวนเพื่อเพิ่มหรือลดเอนทิตี Property และความสัมพันธ์ต่าง ๆ จากนั้นจึงนำข้อมูลที่ได้จากขั้นตอนทั้งหมดมาเขียนเป็นแบบจำลองเพื่ออธิบายความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลด้วยสัญลักษณ์ต่าง ๆ หรืออี-อาร์ไดอะแกรม ดังนั้น แบบจำลองข้อมูลที่เกิดขึ้นจึงมีความชัดเจน สอดคล้อง ถูกต้องและเหมาะสมกับองค์ประกอบของงานที่กำลังศึกษาทำให้เป็นที่ยอมรับของทุกฝ่ายที่เกี่ยวข้อง

เพื่อแสดงให้เห็นถึงขั้นตอนการออกแบบฐานข้อมูลด้วยอี-อาร์โมเดล ในที่นี้ขอนำตัวอย่างภาระงานสอนของอาจารย์ในสถาบันการศึกษาแห่งหนึ่งมาประกอบดังนี้

1. การศึกษารายละเอียดและลักษณะหน้าที่งานของระบบ

สถาบันการศึกษาแห่งหนึ่งเปิดทำการสอนโดยแบ่งเป็น 3 คณะ คือ คณะเกษตร คณะวิทยาศาสตร์ และคณะศึกษาศาสตร์ ในแต่ละคณะประกอบด้วยภาควิชาต่าง ๆ และในแต่ละภาควิชาประกอบด้วยอาจารย์ได้หลายคน โดยอาจารย์แต่ละคนจะสังกัดภาควิชาใดภาควิชาหนึ่งเท่านั้น และมีอาจารย์เพียงคนเดียวเท่านั้นที่อยู่ในตำแหน่งหัวหน้าภาควิชาทำหน้าที่บริหารงานภาควิชา โดยในแต่ละภาควิชาจะเปิดทำการสอนได้หลายชุดวิชา ซึ่งอาจารย์แต่ละคนจะต้องสอนไม่น้อยกว่า 2 ชุดวิชา

2. การกำหนดเอนทิตีที่ควรมีในระบบฐานข้อมูล

เอนทิตีคณะเป็นเอนทิตีที่แสดงรายละเอียดของแต่ละคณะ

เอนทิตีภาควิชาเป็นเอนทิตีที่แสดงรายละเอียดของแต่ละภาควิชา

เอนทิตีอาจารย์เป็นเอนทิตีที่แสดงรายละเอียดของอาจารย์แต่ละคน

เอนทิตีชุดวิชาเป็นเอนทิตีที่แสดงรายละเอียดของแต่ละชุดวิชา

3. การกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างเอนทิตี

• ความสัมพันธ์สังกัด เป็นความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อกลุ่มระหว่างเอนทิตีคณะและเอนทิตีภาควิชา เนื่องจากในแต่ละคณะสามารถมีได้หลายภาควิชา และข้อมูลในเอนทิตีภาควิชาจะมีความสัมพันธ์กับเอนทิตีคณะแบบ Total Participation เนื่องจากแต่ละภาควิชาจะต้องสังกัดคณะใดคณะหนึ่ง

ภาพที่ 3.26 ความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อกลุ่มระหว่างเอนทิตีคณะและเอนทิตีภาควิชา

• ความสัมพันธ์สังกัด เป็นความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อกลุ่มระหว่างเอนทิตีภาควิชาและเอนทิตีอาจารย์ เนื่องจากในแต่ละภาควิชาสามารถมีอาจารย์ได้หลายคน และข้อมูลในเอนทิตีอาจารย์จะมี ความสัมพันธ์กับเอนทิตีภาควิชาแบบ Total Participation เนื่องจากอาจารย์แต่ละคนจะต้องสังกัดภาควิชาใดภาควิชาหนึ่ง

ภาพที่ 3.27 ความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อกลุ่มระหว่างเอนทิตีภาควิชาและเอนทิตีอาจารย์

• ความสัมพันธ์หัวหน้าภาค เป็นความสัมพันธ์แบบ Recursive เนื่องจากในหนึ่งภาควิชามีอาจารย์ได้หลายคน แต่มีอาจารย์เพียงหนึ่งคนเท่านั้นที่ทำหน้าที่หัวหน้าภาควิชา

ภาพที่ 3.28 ความสัมพันธ์แบบ Recursive ของเอนทิตีอาจารย์

• ความสัมพันธ์สังกัด เป็นความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อกลุ่มระหว่างเอนทิตีภาควิชาและเอนทิตี ชุดวิชา เนื่องจากในแต่ละภาควิชาสามารถเปิดสอนได้หลายชุดวิชา และข้อมูลของเอนทิตีชุดวิชามี ความสัมพันธ์กับเอนทิตีภาควิชาแบบ Total Participation เนื่องจากแต่ละชุดวิชาจะต้องสังกัดภาควิชาใด ภาควิชาหนึ่ง

ภาพที่ 3.29 ความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อกลุ่มระหว่างเอนทิตีภาควิชาและเอนทิตีชุดวิชา

• ความสัมพันธ์การสอน เป็นความสัมพันธ์แบบกลุ่มต่อกลุ่มระหว่างเอนทิตีชุดวิชาและเอนทิตีอาจารย์ โดยข้อมูลของเอนทิตีอาจารย์มีความสัมพันธ์กับเอนทิตีชุดวิชาแบบ Total Participation เนื่องจากในแต่ละชุดวิชาสามารถมีอาจารย์ผู้สอนได้หลายคน และอาจารย์แต่ละคนจะต้องสอนอย่างน้อย 2 ชุดวิชา

ภาพที่ 3.30 ความสัมพันธ์แบบกลุ่มต่อกลุ่มระหว่างเอนทิตีชุดวิชาและเอนทิตีอาจารย์

เนื่องจากความสัมพันธ์การสอนความสัมพันธ์การสอนเป็นความสัมพันธ์แบบกลุ่มต่อกลุ่มระหว่างเอนทิตีชุดวิชาและเอนทิตีอาจารย์ ดังนั้น จึงแปลงความสัมพันธ์ดังกล่าวเป็นความสัมพันธ์ระหว่างเอนทิตีแบบหนึ่งต่อกลุ่มด้วยการสร้าง Composite Entity การสอน

ภาพที่ 3.31 ความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อกลุ่มระหว่างเอนทิตีชุดวิชากับ Composite Entity การสอนและเอนทิตีอาจารย์กับ Composite Entity การสอน

เอนทิตีคณะ ประกอบด้วย Property รหัสคณะ ชื่อคณะ

ภาพที่ 3.32 เอนทิตีคณะ

เอนทิตีภาควิชา ประกอบด้วย Property รหัสภาควิชา ชื่อภาควิชา ที่ทำการ

ภาพที่ 3.33 เอนทิตีภาควิชา

เอนทิตีอาจารย์ ประกอบด้วย Property รหัสอาจารย์ ชื่ออาจารย์ วันที่เริ่มทำงาน เงินเดือน

ภาพที่ 3.34 เอนทิตีอาจารย์

เอนทิตีชุดวิชา ประกอบด้วย Property รหัสชุดวิชา ชื่อชุดวิชา จำนวนหน่วยกิต

ภาพที่ 3.35 เอนทิตีชุดวิชา

ดังนั้น Composite Entity การสอน จะประกอบด้วย Property รหัสชุดวิชา รหัสอาจารย์

เอนทิตีคณะ มีรหัสคณะเป็นคีย์หลัก

เอนทิตีภาควิชา มีรหัสภาควิชาเป็นคีย์หลัก

เอนทิตีอาจารย์ มีรหัสอาจารย์เป็นคีย์หลัก

เอนทิตีชุดวิชา มีรหัสชุดวิชาเป็นคีย์หลัก

ทั้งนี้ Composite Entity การสอน จะมีรหัสชุดวิชาและรหัสอาจารย์เป็นคีย์หลัก

ภาพที่ 3.36 อี-อาร์ไดอะแกรมภาระงานสอนของอาจารย์

---

2.1 การออกแบบฐานข้อมูลด้วยอี-อาร์โมเดล 2.2 ปัญหาจากการออกแบบฐานข้อมูลด้วยอี-อาร์โมเดล 2.3 การแปลงฐานข้อมูลที่ออกแบบด้วยอี-อาร์โมเดลเป็นฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์