ขั้นตอนการพัฒนาระบบฐานข้อมูล

วัฏจักรฐานข้อมูล (The Database Life Cycle: DBLC) เป็นขั้นตอนในการพัฒนาหรือจัดทำระบบฐานข้อมูล ซึ่งประกอบด้วย 6 ขั้นตอน ดังภาพตัวอย่าง

1. การศึกษาเบื้องต้น
     การศึกษาเบื้องต้นมีวัตถุประสงค์เพื่อวิเคราะห์สถานการณ์ขององค์กร กำหนดปัญหาและข้อจากัด กำหนดวัตถุประสงค์และขอบเขตของระบบ ดังรายละเอียดต่อไปนี้
     1.1 การวิเคราะห์สถานการณ์ขององค์กร
          เพื่อศึกษาสภาพแวดล้อมในการทำงานขององค์กร ความต้องการใน การปฏิบัติงาน โดยควรรู้ว่าโครงสร้างขององค์กรเป็นอย่างไร ใครเป็นผู้ควบคุมอะไร และใครทำรายงานให้ใคร เป็นต้น
     1.2 กำหนดปัญหาและข้อจำกัด
โดยการศึกษาว่า ระบบที่มีอยู่มีการทางานอย่างไร ข้อมูลที่ป้อนเข้าสู่ระบบ มีอะไรบ้าง และระบบสร้างรายงานอะไร มีการใช้รายงานเหล่านี้อย่างไรและใครเป็นผู้ใช้ เพื่อให้ทราบถึงปัญหาและข้อจำกัดในการป้อนข้อมูล หรือการค้นหาข้อมูลเพื่อการทำรายงาน
     1.3 กำหนดวัตถุประสงค์และขอบเขตของระบบ
ในการกาหนดวัตถุประสงค์ของระบบฐานข้อมูลควรสอดคล้องกับความต้องการของผู้ใช้ จากคำถามเหล่านี้
          - วัตถุประสงค์แรกเริ่มของระบบที่นาเสนอคืออะไร
          - ระบบนี้ต้องเชื่อมต่อกับระบบอื่นๆ ที่มีอยู่ในองค์กรหรือไม่
          - ระบบนี้จะมีการใช้ข้อมูลร่วมกันกับระบบหรือผู้ใช้อื่นหรือไม่
      เมื่อทราบวัตถุประสงค์แล้วก็ทาการกำหนดขอบเขตของระบบโดยการออกแบบ ตามความต้องการในการปฏิบัติงาน เพื่อใช้ในการออกแบบฐานข้อมูลต่อไป
2. การออกแบบฐานข้อมูล
     เมื่อผู้ออกแบบฐานข้อมูลมีความเข้าใจลักษณะขององค์กร ปัญหาและข้อจากัด รวมทั้งวัตถุประสงค์และขอบเขตของระบบแล้ว ก็ทาการออกแบบฐานข้อมูลดังต่อไปนี้

     2.1 การออกแบบเชิงแนวคิด
     โดยการพัฒนาแบบจาลองอี-อาร์ (E-R Model) ที่ใช้อธิบายถึงความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งที่เราสนใจจะจัดเก็บ ที่เรียกว่า เอนทิตี (entity) และรายละเอียดหรือคุณสมบัติ (attribute) ของสิ่งที่จะจัดเก็บ แล้วทำการแปลงแบบจาลองอี-อาร์ เป็นโครงสร้างตารางฐานข้อมูล จากนั้นก็ทาการนอร์มัลไลเซชัน (normalization) เพื่อให้ได้โครงสร้างของตารางที่ดี สามารถควบคุมความซ้าซ้อนของข้อมูล หลีกเลี่ยงความผิดปกติของข้อมูล

     2.2 การเลือกโปรแกรมจัดการฐานข้อมูล
     ในการตัดสินใจเลือกซื้อโปรแกรมจัดการฐานข้อมูลขององค์กรใด ควรพิจารณาถึงสิ่งต่อไปนี้
          2.2.1 ค่าใช้จ่ายต่างๆ เช่น ราคาการซ่อมบารุง การปฏิบัติงาน ลิขสิทธิ์ การติดตั้ง การฝึกอบรม และค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนไปใช้ระบบใหม่
          2.2.2 คุณลักษณะและเครื่องมือของระบบจัดการฐานข้อมูล โปรแกรมฐานข้อมูลบางตัวจะรวมเอาเครื่องมือต่างๆ ที่ให้ความสะดวกในงานการพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ ตัวอย่างเช่น การออกแบบหน้าจอ การสร้างรายงาน การสร้างโปรแกรมประยุกต์ และพจนานุกรมข้อมูล เป็นต้น ทาให้สะดวกในการบริหารฐานข้อมูล ใช้ง่าย มีความสามารถในการรักษาความปลอดภัย และการควบคุมการใช้งานพร้อมกัน เป็นต้น
          2.2.3 ความสามารถในการใช้ข้าม platforms ข้ามระบบและภาษา
          2.2.4 ความต้องการด้านฮาร์ดแวร์ หน่วยความจา และเนื้อที่ที่ใช้ในการจัดเก็บ

     2.3 การออกแบบทางตรรกะ
     จะเกี่ยวข้องกับการตัดสินใจใช้รูปแบบเฉพาะของฐานข้อมูล (แบบลาดับชั้น แบบเครือข่าย และแบบเชิงสัมพันธ์ เป็นต้น) การกำหนดรูปแบบของฐานข้อมูล ซึ่งการออกแบบ เชิงตรรกะจะเป็นการแปลงการออกแบบระดับเชิงแนวคิด ให้เป็นแบบจำลองของฐานข้อมูล ในระดับภายใน (internal model) ตามระบบการจัดการฐานข้อมูล (DBMS) เช่น MS-Access และ Oracle โดยการสร้างตาราง ฟอร์ม คิวรี และรายงาน เป็นต้น

     2.4 การออกแบบทางกายภาพ
     การออกแบบทางกายภาพ คือ กระบวนการในการเลือกหน่วยจัดเก็บข้อมูล และลักษณะการเข้าถึงข้อมูลของฐานข้อมูล การสร้างดรรชนี (index) การจัดทาคลัสเตอร์ (clustering) ซึ่งเป็นการจัดเก็บข้อมูลที่มีการใช้งานบ่อยๆ ไว้ในหน่วยเก็บข้อมูลเดียวกัน หรือการใช้เทคนิคแฮชชิง (hashing technique) ในการจัดตาแหน่งที่อยู่ของข้อมูลภายในหน่วยเก็บข้อมูล เป็นต้น

3. การติดตั้งระบบ
     ขึ้นอยู่กับระบบจัดการฐานข้อมูลที่ใช้ โดยเริ่มต้นจากการสร้างฐานข้อมูล กำหนดผู้จัดการฐานข้อมูล กำหนดพื้นที่ๆ ที่ต้องการใช้ และการสร้างตารางต่างๆ ในระบบ

4. การทดสอบและประเมินผล
     เพื่อการตรวจสอบดูว่าระบบที่พัฒนามาสามารถทำงานได้ตามที่ต้องการหรือไม่ ซึ่งควรมีการเตรียมข้อมูลทดสอบไว้ล่วงหน้า

5. การดำเนินการ
     เมื่อฐานข้อมูลผ่านขั้นตอนการทดสอบและประเมินผล ต่อไปก็เป็นขั้นตอน การดำเนินการ หรือการติดตั้งระบบ ซึ่งต้องเป็นระบบที่สมบูรณ์พร้อมให้ผู้ใช้ได้ใช้งานนั่นเอง ซึ่งอาจรวมไปถึงการฝึกอบรมให้แก่ผู้ใช้ ที่เป็นพนักงานที่ต้องใช้งานจริงด้วย

6. การบารุงรักษาและการปรับปรุง
     หลังจากระบบได้เริ่มดำเนินการ ผู้จัดการฐานข้อมูลจะต้องเตรียมการบำรุงรักษาฐานข้อมูลโดยการสำรองข้อมูลไว้ เพื่อสะดวกในการกู้คืนข้อมูล เมื่อระบบมีปัญหา และหากมีการใช้งานไปนานๆ อาจต้องทาการปรับปรุงแก้ไขโปรแกรมให้เหมาะสมกับเหตุการณ์ และ ความต้องการของผู้ใช้ที่เปลี่ยนแปลงไป
     เมื่อเราทราบขั้นตอนการพัฒนาระบบฐานข้อมูลทั้งหมดแล้ว ในบทนี้จะเน้นถึงรายละเอียดของขั้นตอนการออกแบบฐานข้อมูลเชิงแนวคิด ตั้งแต่การพัฒนาแบบจาลองอี-อาร์ (E-R Model) และการทำนอร์มัลไลเซชัน (normalization) ดังรายละเอียดที่จะกล่าวต่อไป