บทที่ 3 การจัดการข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์

บทที่ 3 การจัดการข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์

1.   ขั้นตอนการประมวลผลด้วยเครื่องอิเล็กทรอนิกส์แบ่งได้กี่วิธี อะไรบ้าง

การประมวลผลข้อมูล (Data processing)

               การประมวลผลข้อมูล คือการกระทำการใดๆ กับข้อมูล เพื่อให้ข้อมูลนั้นๆ อยู่ในรูปแบบที่เป็นประโยชน์ หรือตรงตามวัตถุประสงค์ของผู้ใช้งาน

ประเภทของการประมวลผลข้อมูล

การประมวลผลข้อมูลแบ่งออกได้เป็น 3 แบบ คือ

1.  การประมวลผลด้วยมือ (Manual Data Processing)

การประมวลผลด้วยมือ หมายถึงการใช้แรงงานคนเป็นหลักในการประมวลผล โดยมีอุปกรณ์ต่างๆ เข้ามามีส่วนร่วมในการประมวลผล เช่น ดินสอ ปากกา ไม้บรรทัด กระดาษ ลูกคิด เครื่องคิดเลข วิธีการประมวลผลด้วยมือเหมาะกับงานที่มีปริมาณไม่มากนัก และอยู่ในภาวะที่แรงงานยังมีการจ้างงานที่ไม่สูงนัก

2.  การประมวลผลด้วยมือกับเครื่องจักรกล(Manual With Machine Assistance Data Processing)

การประมวลผลด้วยมือกับเครื่องจักรกล หรือการประมวลผลด้วยเครื่องจักรกล ซึ่งการประมวลผลแบบนี้จะเหมาะกับงานระดับกลางที่มีปริมาณไม่มากนัก และต้องการความเร็วในการทำงานในระดับพอสมควร การทำงานจะอาศัยแรงงานคน ร่วมกับเครื่องจักรกล เครื่องที่ใช้กันมาก คือ เครื่องทำบัญชี หรือเครื่องประมวลผลกึ่งอิเล็กทรอนิกส์ (Semi-electronic Data Processing)

3.  การประมวลผลด้วยเครื่องอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Data Processing)

การประมวลผลด้วยเครื่องอิเล็กทรอนิกส์ หรือการประมวลผลด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ เรียกย่อๆ ว่า EDP คือ การประมวลผลด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งงานที่เหมาะสมกับการประมวลผลด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์คือ งานที่มีลักษณะดังนี้

·     งานที่มีปริมาณมากๆ

·     ต้องการความเร็วในการประมวลผล

·     ต้องการความละเอียดและความถูกต้องของงานสูง

·     งานที่มีขั้นตอนยุ่งยาก ซับซ้อน หรือมีลักษณะที่ทำงานแบบเดิมซ้ำกันหลายๆ รอบ

·     มีการคำนวณที่ยุ่งยากซับซ้อน

เช่น ระบบงานทะเบียนและวัดผล, ระบบงานการจองตั๋วเครื่องบิน หรือระบบงานด้านการเงินและการธนาคาร เป็นต้น

            สำหรับการประมวลผลด้วยเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ ยังสามารถแบ่งได้เป็น 2 วิธี คือ

การประมวลผลแบบแบทซ์ ( Batch Processing )

เป็นวิธีที่ต้องใช้เวลารวบรวมข้อมูลตามช่วงเวลาที่กำหนด ก่อนเข้าสู่ขั้นตอนการประมวลผล วิธีนี้จะไม่มีการโต้ตอบกัน (Interactive) ระหว่างผู้ใช้กับคอมพิวเตอร์ จึงเรียกวิธีการประมวลผลแบบนี้ว่า ออฟไลน์ (off-line) เช่น ระบบการคิดดอกเบี้ยทบต้นทุก 3 เดือน หมายถึง หากยังไม่ถึงกำหนด 3 เดือน จะไม่มีการคิดดอกเบี้ยให้ 

ข้อดี

  • เหมาะสำหรับบริษัทที่มีขนาดใหญ่ มีปริมาณงานมาก แต่ไม่จำเป็นต้องใช้ข้อมูลทันที

  • ง่ายต่อการตรวจสอบ ในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดสามารถตรวจสอบข้อมูลได้ง่าย

ข้อเสีย

  • ข้อมูลที่ได้ไม่ทันสมัย เนื่องจากมีกำหนดระยะเวลาในการประมวลผล

  • เสียเวลาในการรวบรวมข้อมูล

การประมวลผลแบบอินเทอร์แอคทีฟ ( Interactive Processing )

เป็นวิธีที่ไม่ต้องรอเวลาในการเก็บรวบรวมข้อมูล เมื่อคอมพิวเตอร์ระบข้อมูลเข้าสู่ระบบก็จะทำการประมวลผลและให้ผลลัพท์ได้ทันที วิธีนี้ผู้ใช้และคอมพิวเตอร์จะมีการโต้ตอบกัน จึงเรียกวิธีการประมวลผลแบบนี้ว่า ออนไลน์ (on-line) เช่น การถอนเงินจากเครื่องถอนเงินอัตโนมัติ (ATM) เมื่อมีการถอนเงิน ยอดเงินในบัญชีจะมีการเปลี่ยนแปลงทันที

ข้อดี     

  • สามารถตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลที่นำเข้าไปได้ทันที

  • ข้อมูลที่ได้ทันสมัย

ข้อเสีย

  • มีโอกาสที่เกิดความผิดพลาดได้

  • การแก้ไขข้อผิดพลาดทำได้ยาก

ขั้นตอนการประมวลผลด้วยเครื่องอิเล็กทรอนิกส์

การประมวลผลข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์แบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอน คือ
1. การเตรียมข้อมูลเข้า (Input Data)
              คือการเก็บรวบรวมข้อมูลให้พร้อมที่จะทำการจัดเก็บ บันทึก และประมวลผล ซึ่งประกอบไปด้วย
              1.1 การลงรหัส (Coding) คือการใช้รหัสแทนข้อมูล ซึ่งทำให้ข้อมูลอยู่ในรูปที่กะทัดรัดเพื่อสะดวกแก่การประมวลผล รหัสที่ใช้อาจเป็นตัวเลขหรือไม่ใช่ตัวเลขก็ได้
              1.2 การแก้ไข (Editing) คือการตรวจสอบข้อมูล ให้มีความถูกต้อง และเป็นไปได้ (เช่น ข้อมูลอายุ ควรจะอยู่ระหว่าง 0 - 100 ปี เป็นต้น) ก่อนนำไปใช้งาน โดยมีการปรับปรุงแก้ไขเท่าที่จำเป็น
              1.3 การแยกประเภท (Classifying) คือ การจัดประเภทของข้อมูล หรือจำแนกข้อมูลออกเป็นกลุ่มเพื่อสะดวกแก่การนำไปประมวลผล เช่น ร้านค้าย่อย อาจจะจำแนกเป็น ชนิดของสินค้า แผนกที่ขาย ผู้ขาย หรือจำแนกหมวดอื่นๆ ตามที่ผู้จัดร้านเห็นว่ามีประโยชน์ต่อการดำเนินงาน
              1.4 การแปรสภาพข้อมูล (Transforming) คือ การเปลี่ยนสื่อ หรือตัวกลางที่ใช้บันทึกข้อมูลเพื่อให้อยู่ในรูปที่สามารถนำไปประมวลผลต่อไปได้ เช่น การเจาะข้อมูลลงบนบัตร เพื่อให้คอมพิวเตอร์สามารถรับไปประมวลผลได้
2. การประมวลผล (Processing)

                                ได้แก่ วิธีการจัดการกับข้อมูล ซึ่งอาจเป็นการบวก ลบ คูณ หาร หรือการคำนวณ และเปรียบเทียบลักษณะต่างๆ ที่กำหนดไว้
3. การนำเสนอข้อมูล (Output)

                                คือ การเอาผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผลมาแสดงให้ผู้อื่นทราบ อาจจะแสดงไว้ในรูปรายงาน ตาราง หรือแบบใดก็ได้ที่สามารถนำเสนอให้ผู้อื่นเข้าใจได้ง่าย
              3.1 การสรุปผล (Summarizing) คือการนำเอาข้อมูลทั้งหมดที่มีอยู่มากลั่นกรอง และย่อลงให้เหลือเฉพาะส่วนที่จำเป็น เพื่อที่จะนำไปปฏิบัติให้คล่องตัว และใช้ประกอบการตัดสินใจ
              3.2 การเก็บข้อมูล (Storing) เพื่อให้สามารถใช้ข้อมูลต่างๆ ได้อีกในอนาคตจึงจำเป็นต้องมีการจัดเก็บไว้อย่างเป็นระเบียบ ในระบบคอมพิวเตอร์มักจะบันทึกลงเทปแม่เหล็กหรือจานแม่เหล็ก
              3.3 การค้นหาและการเรียกใช้ข้อมูล (Searching and Retrieving) คือ การค้นหาข้อมูลในแฟ้มข้อมูล และเรียกข้อมูลนั้นกลับมาใช้งาน (เช่นนำข้อมูลกลับมาแก้ไข ปรับปรุง)
              3.4 การทำสำเนาข้อมูล (Reproduction) ไม่ว่าจะเป็นข้อมูลดิบที่ได้มาใหม่ หรือข้อมูลจากการประมวลผล ในบางครั้งต้องการข้อมูลหลายชุด จึงจำเป็นต้องมีการสำเนาข้อมูลออกมาใช้หลายๆ ชุด

ที่มา : http://www.learners.in.th

ที่มา : http://pirun.kps.ku.ac.th

2. จงเรียงลำดับโครงสร้างข้อมูลจากขนาดเล็กไปใหญ่ พร้อมอธิบายความหมายของโครงสร้างข้อมูลแต่ละแบบ

ลำดับโครงสร้างข้อมูลจากขนาดเล็กไปใหญ่

                โครงสร้างข้อมูล หมายถึง การรวมประเภทข้อมูล (Data Type) เข้าไว้ด้วยกันจนกระทั่งกลายเป็นกลุ่มประเภทข้อมูลและมีการกำหนดคำนิยามของความสัมพันธ์ภายในกลุ่มข้อมูลไว้อย่างชัดเจน ซึ่งเป็นวิธีจัดเก็บข้อมูลในคอมพิวเตอร์ เพื่อให้สามารถนำมาใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การใช้งานโครงสร้างข้อมูล ต้องมีขั้นตอนวิธีที่เหมาะสม จึงจะสามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ และการออกแบบโครงสร้างข้อมูลที่ดีจะช่วยลดเวลาในการกระทำการและลดการใช้งานในพื้นที่ความจำด้วย

หน่วยของข้อมูล  เรียงลำดับจากเล็กไปใหญ่ ดังนี้

- บิท (Bit) คือ ข้อมูลที่มีขนาดเล็กที่สุด เป็นข้อมูลที่เครื่องคอมพิวเตอร์เข้าใจ และใช้งานได้ ได้แก่ 0 และ 1
- ไบท์ (Byte) หรือ อักขระ (Character) คือ การรวมกันตั้งแต่ 8 bits ซึ่ง 8 bits เท่ากับ 1 byte (1 byte คือ ตัวเลข หรือ ตัวอักษร หรือ สัญลักษณ์พิเศษ จำนวน 1 ตัว)

ข้อมูล 8 Bits เรียกว่า 1 Byte (B)

ข้อมูล 16 Bits เรียกว่า 1 Word

ข้อมูล 1024 Bytes เรียกว่า 1 Kilo Bytes (KB)

ข้อมูล 1024 KB เรียกว่า 1 Mega Bytes (MB)

ข้อมูล 1024 MB เรียกว่า 1 Giga Bytes (GB)

ข้อมูล 1024 GB เรียกว่า 1 Tera Bytes (TB)

- ฟิลด์ (Field) หรือ เขตข้อมูล คือ ไบท์ หรือ อักขระตั้งแต่ 1 ตัวขึ้นไปรวมกันเป็นฟิลด์ เช่น เลขประจำตัว หรือ ชื่อพนักงาน
- เรคคอร์ด (Record) หรือระเบียน คือ ฟิลด์ตั้งแต่ 1 ฟิลด์ขึ้นไป ที่มีความสัมพันธ์เกี่ยวข้องกันมารวมกัน
- ไฟล์ (File) หรือ แฟ้มข้อมูล คือ หลายเรคคอร์ดมารวมกัน เช่น ข้อมูลที่อยู่นักเรียนมารวมกัน
- ฐานข้อมูล (Database) คือ หลายไฟล์ข้อมูลมารวมกัน เช่น ไฟล์ข้อมูลนักเรียนมารวมกันในงานทะเบียน แล้วรวมกับไฟล์การเงิน

ที่มา : http://www.thaiall.com

ที่มา : pirun.ku.ac.th

โครงสร้างข้อมูล

                จากรูปแบบต่าง ๆ ของส่วนที่เป็นข้อมูลข่าวสาร คอมพิวเตอร์ไม่สามารถจะให้ความหมายได้ว่าคืออะไร แต่เมื่อนำการจัดการให้มีการทำงานที่เป็นรูปแบบตามที่กำหนดก็จะสามารถสื่อความหมายขึ้นมาได้ ด้วยกระบวนการจัดการแบบนี้จะเรียกว่าโครงสร้างข้อมูลหรือชนิดข้อมูลและด้วยวิธีการดังกล่าวจึงนำไปใช้ในการแก้ปัญหาต่าง ๆได้

โครงสร้างข้อมูลมีส่วนสำคัญในระบบคอมพิวเตอร์ ตัวแปรทุกตัวต้องมีการกำหนดชนิดข้อมูลซึ่งอาจเปิดเผยชัดเจน หรือปิดบังไว้ โครงสร้างข้อมูลเหล่านี้จึงมีลักษณะทางตรรกะ  แต่ในทางกายภาพ อาจมีความแตกต่างกัน โครงสร้างข้อมูลสามารถแบ่งออกเป็นแต่ละประเภทดังในรูป ซึ่งแบ่งตามลักษณะวิธีการจัดเก็บข้อมูล

ประเภทของโครงสร้างข้อมูล

1. โครงสร้างข้อมูลเบื้องต้น (Primitive Data Structure) เป็นชนิดข้อมูลที่ไม่มีโครงสร้างข้อมูลอื่นมาเป็นส่วนประกอบ เมื่อต้องการเก็บค่าสามารถเรียกใช้งานได้ทันที บางครั้งเรียกว่าชนิดข้อมูลพื้นฐาน (Base Type) หรือสร้างมาให้ใช้ด้วยภาษานั้น ๆ

                ส่วนโครงสร้างข้อมูลแบบอื่น ๆ จะมีโครงสร้างข้อมูลอื่นเป็นส่วนประกอบ เมื่อต้องการใช้จะต้องกำหนดรูปแบบรายละเอียดโครงสร้างขึ้นมาก่อนเรียกว่าข้อมูลชนิดผู้ใช้กำหนด

(Uses-defined Type) ดังนี้

2. โครงสร้างข้อมูลแบบเรียบง่าย (Simple Data Structure) จะมีสมาชิกที่เป็นโครงสร้างข้อมูลอื่นเป็นส่วนประกอบ มีรูปแบบง่าย ๆ ไม่ซับซ้อน สามารถทำความเข้าใจและสร้างขึ้นมาใช้งานได้ง่าย

3. โครงสร้างข้อมูลเชิงเส้น (Linear Data Structure) เป็นโครงสร้างที่ความซับซ้อนมากขึ้น ประกอบด้วยสมาชิกที่เป็นโครงสร้างข้อมูลอื่นจัดเรียงต่อกันเป็นแนวเส้น

                4. โครงสร้างข้อมูลไม่เป็นเชิงเส้น (Nonlinear Data Structure) เป็นโครงสร้างที่มีความซับซ้อนเช่นกัน ประกอบด้วยสมาชิกที่เป็นโครงสร้างข้อมูลอื่นจัดเรียงกันในรูปแบบไบนารี่ ที่จัดเรียงสมาชิกมีการแยกออกเป็นสองทาง และแบบ N- อาร์เรย์ ที่จัดเรียงสมาชิกมีการแยกออกได้หลายทางหลายรูปแบบไม่แน่นอน

5. โครงสร้างการจัดการแฟ้มข้อมูล (File Organization) เป็นโครงสร้างสำหรับนำข้อมูลเก็บไว้ในหน่วยความจำสำรอง โดยข้อมูลจะอยู่ในรูปแบบโครงสร้างข้อมูลอื่น และมีวิธีการจัดการโดยการนำโครงสร้างข้อมูลอื่น ๆ มาช่วย

โครงสร้างข้อมูลต่าง ๆที่กล่าวมาอาจต้องมีการควบคุมการทำงานที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลและส่วนที่มาเกี่ยวข้องให้เป็นไปตามที่ต้องการเรียกว่า โครงสร้างข้อมูลนามธรรม ลักษณะโครงสร้างจะแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนข้อมูลและส่วนปฏิบัติการ โดนภายในจะมีรายลเอียดการทำงานต่าง ๆ ประกอบด้วยโครงสร้างการจัดเก็บข้อมูลและอัลกอริทึม เมื่อใดที่เรียกใช้งานโครงสร้างนามธรรมในส่วนรายละเอียดการทำงานจะไม่ถูกเกี่ยวข้องหรือมีผลกระทบโดยถูกปิดบังไว้ จะเห็นว่าโครงสร้างข้อมูลซับซ้อนจะเป็นโครงสร้างข้อมูลนามธรรมที่ต้องมีส่วนการจัดเก็บข้อมูลและส่วนปฏิบัติการ

ที่มา : http://itd.htc.ac.th

การจัดโครงสร้างแฟ้มข้อมูล

การจัดโครงสร้างแฟ้มข้อมูลแบบต่างๆ มีลักษณะเฉพาะตัวในการเข้าถึงข้อมูล ดังนี้

-  แฟ้มลำดับ (Sequential file) เป็นการจัดโครงสร้างแฟ้มที่ง่ายที่สุด คือ ระเบียนถูกเก็บเรียงต่อเนื่องกันไปตามลำดับของเขตข้อมูลคีย์

-  แฟ้มสุ่ม (Direct file) ใช้แก้ปัญหาความล่าช้าในการเข้าถึงข้อมูลของแฟ้มลำดับ โดยใช้ฟังก์ชันสุ่มในเขตข้อมูลคีย์เป็นข้อมูลนำเข้าและให้ผลลัพธ์เป็นตำแหน่งที่อยู่ของระเบียน

-  แฟ้มดรรชนี (Indexed file) คล้ายกับดรรชนีคำศัพท์ที่อยู่ท้ายเล่มหนังสือ ที่ประกอบด้วยคำต่างๆ เรียงตามตัวอักษร โดยจะเก็บค่าของเขตข้อมูลคีย์ทั้งหมดพร้อมด้วยตำแหน่งของระเบียนที่มีค่าเขตข้อมูลคีย์นั้น

                -  แฟ้มลำดับดรรชนี (Indexed sequential file) เป็นการจัดโครงสร้างแฟ้มข้อมูลที่แตกต่างจากแฟ้มดรรชนี ซึ่งตัวระเบียนในแฟ้มข้อมูลไม่เรียงตามลำดับ แต่เรียงเฉพาะคีย์ในดรรชนี แฟ้มลำดับดรรชนี มีระเบียนที่เรียงลำดับตามเขตคีย์ข้อมูล และมีดรรชนีบางส่วน

ที่มา : http://chalad.wordpress.com

  
3.  ให้ออกแบบแฟ้มข้อมูลจำนวน 1 แฟ้มข้อมูลโดยกำหนด Field และ Record ตามเหมาะสม

4.จงอธิบายความแตกต่างระหว่างการประมวลผลข้อมูลแบบแบชและแบบเรียลไทม์

                การประมวลผลแบบกลุ่ม (Batch Processing) ข้อมูลของการประมวลผลแบบนี้จะถูกเก็บไว้ในช่วงเวลาที่กำหนด เช่น 7 วัน หรือ 1 เดือน แล้วจึงนำข้อมูลที่สะสมไว้มาประมวลผลรวมกันครั้งเดียว เช่น การคำนวณค่าบริการน้ำประปา โดยข้อมูลปริมาณน้ำที่ใช้ทั้งหมดจะถูกเก็บบันทึกไว้ในรอบ 1 เดือน แล้วนำมาประมวลผลเป็นค่าน้ำประปาในครั้งเดียวการประมวลผลแบบนี้มักมีความผิดพลาดสูง เนื่องจากข้อมูลอาจเกิดความคลาดเคลื่อนก่อนการประมวลผล แต่เสียค่าใช้จ่ายในการประมวลผลน้อย ส่วน  การประมวลผลแบบทันที (Real-Time Processing) เป็นการประมวลผลที่เกิดขึ้นพร้อมกับการรับข้อมูลหรือหลังจากได้รับข้อมูลทันที เช่น การฝากและถอนเงินกับธนาคาร เมื่อลูกค้าฝากเงิน ข้อมูลนั้นจะถูกประมวลผลทันที ทำให้ยอดเงินฝากในบัญชีนั้นมีการเปลี่ยนแปลงการประมวลผลแบบนี้จะมีความผิดพลาดน้อย แต่เสียค่าใช้จ่ายในการประมวลผลมาก

ที่มา : http://cptd.chandra.ac.th