บทที่ 5 โครงสร้างพื้นฐานด้านเทคโนโลยีสารสนเทศ

NETWORKING TEACHNOLOGY

Client/Server คืออะไร

          Client คือ เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ไปร้องขอบริการและรับบริการอย่างใดอย่างหนึ่งจาก Serverserver คือเครื่องคอมพิวเตอร์หรือระบบปฏิบัติการหรือโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ที่ทำหน้าที่ให้บริการอย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลายอย่าง โดยอาศัยโปรแกรม Web server แก่เครื่องคอมพิวเตอร์หรือโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่เป็นลูกข่าย ในระบบเครื่อข่ายserver แบ่งเป็น 3 ประเภทได้แก่          1. เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่ให้บริการอะไรบางอย่างแก่คอมพิวเตอร์หรือโปรแกรมคอมพิวเตอร์อื่น          2. ระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่ให้บริการอะไรบางอย่างแก่คอมพิวเตอร์หรือโปรแกรมคอมพิวเตอร์อื่น          3.โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่ให้บริการอะไรบางอย่างแก่คอมพิวเตอร์หรือโปรแกรมคอมพิวเตอร์อื่น


          client/server คือ การที่มีเครื่องผู้ให้บริการ (server) และเครื่องผู้ใช้บริการ (client) เชื่อมต่อกันอยู่ และเครื่องผู้ใช้บริการได้มีการติดต่อร้องขอบริการจากเครื่องผู้ให้บริการ เครื่องผู้ให้บริการก็จะจัดการตามที่เครื่องผู้ขอใช้บริการร้องขอ แล้วส่งข้อมูลกลับไปให้เครือข่ายแบบ Client / server เหมาะกับระบบเครือข่ายที่ต้องการเชื่อมต่อกับเครื่องลูกข่ายจำนวนมาก โดยการรองรับจำนวนเครื่องลูกข่าย (Client ) อาจเป็นหลักสิบ หลักร้อย หรือหลักพัน เพราะฉะนั้นเครื่องที่จะนำมาทำหน้าที่ให้บริการจะต้องเป็นเครื่องที่มี ประสิทธิภาพสูง เนื่องจากถูกต้องออกแบบมาเพื่อทนทานต่อความผิดพลาด ( Fault Tolerance ) และต้องคอยให้บริการทรัพยาการให้กับเครื่องลูกข่ายตลอดเวลา โดยเครื่องที่จะนำมาทำเป็นเซิร์ฟเวอร์อาจเป็นคอมพิวเตอร์แบบเมนเฟรม มินิคอมพิวเตอร์ หรือไมโครคอมพิวเตอร์ก็ได้

Packet Switching 

          Packet Switching คือเทคโนโลยีที่ใช้สำหรับการส่งข้อมูล โดยการแบ่งข้อมูลออกเป็นหลาย ๆ packet เพื่อให้มีขนาดเล็กลง แล้วจึงกระจายกันออกไปผ่านเครือข่ายในเส้นทางต่าง ๆ ด้วยความเร็วที่ต่างกัน เพราะ Packet Switching จะทำการหาเส้นทางที่เหมาะสมตั้งแต่ต้นทางจนถึงปลายทางให้กับแต่ละ packet หากมี packet ใดผิดพลาดหรือไม่สามารถส่งต่อได้ ระบบก็จะทำการส่ง packet ดังกล่าวให้ใหม่ทันที และเมื่อข้อมูลทั้งหมดไปถึงผู้รับแล้ว คอมพิวเตอร์ที่เครื่องปลายทางจะจัดลำดับข้อมูลจาก packet ที่ได้รับให้ถูกต้อง

TCP/IP คืออะไร

          การที่เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ถูกเชื่อมโยงกันไว้ในระบบ  จะสามารถติดต่อสื่อสารกันได้นั้น จำเป็นจะต้องมีภาษาสื่อสารที่เรียกว่า โปรโตคอล (Protocol) ซึ่งในระบบ Internet จะใช้ภาษาสื่อสารมาตรฐานที่ชื่อว่า TCP/IP เป็นภาษาหลัก ดังนั้นหากเครื่องคอมพิวเตอร์ไม่ว่าจะเป็นเครื่องระดับไมโครคอมพิวเตอร์ มินิคอมพิวเตอร์ หรือเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ ก็สามารถเชื่อมโยงเข้าสู่อินเทอร์เน็ตได้          TCP  ย่อมาจากคำว่า   Transmission Control Protocol          IP   ย่อมาจากคำว่า   Internet  Protocol

          TCP/IP คือชุดของโปรโตคอลที่ถูกใช้ในการสื่อสารผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ต โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้สามารถใช้สื่อสารจากต้นทางข้ามเครือข่ายไปยังปลายทางได้และสามารถหาเส้นทางที่จะส่งข้อมูลไปได้เองโดยอัตโนมัติ 

TCP และ IP มีหน้าที่ต่างกัน คือ

          1. TCP จะทำหน้าที่ในการแยกข้อมูลเป็นส่วน ๆ หรือที่เรียกว่า Package ส่งออกไป ส่วน TCP ปลายทาง ก็จะทำการรวบรวมข้อมูลแต่ละส่วนเข้าด้วยกัน เพื่อนำไปประมวลผลต่อไป โดยระหว่างการรับส่งข้อมูลนั้นก็จะมีการตรวจสอบความถูกต้องของ ข้อมูลด้วย ถ้าเกิดผิดพลาด TCP ปลายทางก็จะขอไปยัง TCP ต้นทางให้ส่งข้อมูลมาใหม่

          2. IP จะทำหน้าที่ในการจัดส่งข้อมูลจากเครื่องต้นทางไปยังเครื่องปลายทางโดยอาศัย 

IP Address

ความแแตกต่างชนิดของเครือข่าย

ความแตกต่างของ Analog และ Digital

         เคยได้ยินกันใช่หรือไม่ ทั้งคำว่า “ Analog” และคำว่า “Digital”  ทั้ง 2 คำนี้นับเป็นพื้นฐานสำคัญของการก่อเกิดเทคโนโลยีต่างๆ โดยเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับสัญญาณหรือ โทรคมนาคม  แล้วทราบกันหรือไม่ว่าทั้ง 2 คำนี้มีความแตกต่างกันอย่างไร

         สัญญาณที่ใช้ในระบบสื่อสารแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทคือ สัญญาณอนาลอกและสัญญาณดิจิตอล

         สัญญาณอนาลอก (Analog Signal) หมายถึงสัญญาณข้อมูลแบบต่อเนื่อง (Continuouse Data) มีขนาดของสัญญาณไม่คงที่มีการเปลี่ยนแปลงขนาดของสัญญาณแบบค่อยเป็นค่อยไป มีลักษณะเป็นเส้นโค้งต่อเนื่องกันไป โดยการส่งสัญญาณแบบอนาล็อกจะถูกรบกวนให้มีการแปลความหมายผิดพลาดได้ง่าย เช่น สัญญาณเสียงในสายโทรศัพท์ เป็นต้น

         สัญญาณดิจิตอล(Digital Signal) หมายถึง สัญญาณที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลแบบไม่ต่อเนื่อง(Discrete Data) ที่มีขนาดแน่นอนซึ่งขนาดดังกล่าวอาจกระโดดไปมาระหว่างค่าสองค่า คือ สัญญาณระดับสูงสุดและสัญญาณระดับต่ำสุด ซึ่งสัญญาณดิจิตอลนี้เป็นสัญญาณที่คอมพิวเตอร์ใช้ในการทำงานและติดต่อสื่อสารกันเป็นค่าของเลขลงตัว โดยปกติมักแทนด้วย ระดับแรงดันที่แสดงสถานะเป็น "0" และ "1" หรืออาจจะมีหลายสถานะ ซึ่งจะกล่าวถึงในเรื่องระบบสื่อสารดิจิตอล มีค่าที่ตั้งไว้ (threshold) เป็นค่าบอกสถานะ ถ้าสูงเกินค่าที่ตั้งไว้สถานะเป็น "1" ถ้าต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้ สถานะเป็น "0" ซึ่งมีข้อดีในการท่าให้เกิดความผิดพลาดน้อยลง

ประเภทของเครือข่ายคอมพิวเตอร์

         เครือข่ายสามารถจำแนกออกได้ หลายประเภทแล้วแต่เกณฑ์ที่ใช้ เช่น ขนาด ลักษณะการแลกเปลี่ยนข้อมูลของคอมพิวเตอร์ เป็นต้น โดยทั่วไปการจำแนกประเภทของเครือข่ายมีอยู่ 4 วิธีคือ
Personal Area Network (PAN)
คือเทคโนโลยีการเข้าถึงไร้สายในพื้นที่เฉพาะส่วนบุคคล โดยมีระยะทางไม่เกิน 1
เมตร และมีอัตราการรับส่งข้อมูลความเร็วสูงมาก (สูงถึง 480 Mbps) ซึ่งเทคโนโลยีที่ใช้
กันแพร่หลาย

LAN (Local Area Network): ระบบเครือข่ายระดับท้องถิ่น

         เป็นระบบเครือข่ายที่ใช้งานอยู่ในบริเวณที่ ไม่กว้างนัก     อาจใช้อยู่ภายในอาคารเดียวกันหรืออาคารที่อยู่ใกล้กัน เช่น  ภายในมหาวิทยาลัย  อาคารสำนักงาน  คลังสินค้า หรือโรงงาน เป็นต้น  การส่งข้อมูลสามารถทำได้ด้วยความเร็วสูง และมีข้อผิดพลาดน้อย ระบบเครือข่ายระดับท้องถิ่นจึงถูกออกแบบมาให้ช่วยลดต้นทุนและเพื่อเพิ่ม ประสิทธิภาพในการทำงาน และใช้งานอุปกรณ์ต่าง ๆ ร่วมกัน

MAN (Metropolitan Area Network): ระบบเครือข่ายระดับเมือง 

         เป็นระบบเครือข่ายที่มีขนาดอยู่ระหว่าง Lan และ Wan เป็นระบบเครือข่ายที่ใช้ภายในเมืองหรือจังหวัดเท่านั้น การเชื่อมโยงจะต้องอาศัยระบบบริการเครือข่ายสาธารณะ จึงเป็นเครือข่ายที่ใช้กับองค์การที่มีสาขาห่างไกลและต้องการเชื่อมสาขา เหล่านั้นเข้าด้วยกัน เช่น ธนาคาร   เครือข่ายแวนเชื่อมโยงระยะไกลมาก จึงมีความเร็วในการสื่อสารไม่สูง เนื่องจากมีสัญญาณรบกวนในสาย เทคโนโลยีที่ใช้กับเครือข่ายแวนมีความหลากหลาย มีการเชื่อมโยงระหว่างประเทศด้วยช่องสัญญาณดาวเทียม เส้นใยนำแสง คลื่นไมโครเวฟ คลื่นวิทยุ สายเคเบิล

WAN (Wide Area Network): ระบบเครือข่ายระดับประเทศ หรือเครือข่ายบริเวณกว้าง

         เป็นระบบเครือข่ายที่ติดตั้งใช้งานอยู่ในบริเวณกว้าง เช่น ระบบเครือข่ายที่ติดตั้งใช้งานทั่วโลก เป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ที่อยู่ห่างไกลกันเข้าด้วย กัน อาจจะต้องเป็นการติดต่อสื่อสารกันในระดับประเทศ ข้ามทวีปหรือทั่วโลกก็ได้ ในการเชื่อมการติดต่อนั้น จะต้องมีการต่อเข้ากับระบบสื่อสารขององค์การโทรศัพท์หรือการสื่อสารแห่ง ประเทศไทยเสียก่อน เพราะจะเป็นการส่งข้อมูลผ่านสายโทรศัพท์ในการติดต่อสื่อสารกันโดยปกติมี อัตราการส่งข้อมูลที่ต่ำและมีโอกาสเกิดข้อผิดพลาด การส่งข้อมูลอาจใช้อุปกรณ์ในการสื่อสาร เช่น โมเด็ม (Modem) มาช่วย

PAN (Personal Area Network)

         PAN คือ "ระบบการติดต่อสื่อสารไร้สายส่วนบุคคล" ย่อมาจาก Personal Area Network หรือเรียกว่า BluetoothPersonal Area Network (PAN)คือเทคโนโลยีการเข้าถึงไร้สายในพื้นที่เฉพาะส่วนบุคคล โดยมีระยะทางไม่เกิน 1 เมตร และมีอัตราการรับส่งข้อมูลความเร็วสูงมาก (สูงถึง 480 Mbps) ซึ่งเทคโนโลยีที่ใช้ กันแพร่หลาย

อุปกรณ์ที่ใช้เป็นตัวกลาง

อุปกรณ์ที่ใช้เป็นตัวกลาง (Transmission Media)

Twisted-Pair Wire (STP และ UTP)

         เป็นสายลวดทองแดงสองเส้นนำมาพันเกลียวเข้าด้วยกันเพื่อทำให้เกิดเป็นสนามแม่เหล็ก ซึ่งใช้ลดสัญญาณรบกวนจากภายนอกเส้นลวด

         - Unshielded twisted pair (UTP): ไม่มีฉนวนหุ้ม

         - Shielded twisted pair (STP) has an extra layer of insulation: มีการเพิ่มฉนวนป้องกัน      สัญญาณรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ

         มีหลายประเภท ปัจจุบันที่ใช้กัน มากคือ Category 5 (CAT5) และ Category 5e (CAT5e) เนื่องจาก รองรับการส่งข้อมูลได้ 100 Mbps และ 1000 Mbps

สายโคแอกเซียล (Coaxial Cables)

         เป็นสายเส้นเดียวมีลวดทองแดงเป็น แกนกลางหุ้มด้วยฉนวนสายยาง มีลวดถักหุ้มฉนวนสายยางอีกชั้น (shield) ป้องกันสัญญาณรบกวน

         - มีความเร็วในการส่งข้อมูลต่ำากว่า สายแบบ UTP

         - ส่วนมากจะใช้งานบนระบบ Ethernet โดยที่ปลายสายทั้ง 2 ด้าน จะต้องมีตัว terminator ปิดด้วย

ใยแก้วนำแสง (Optical Fibers)

         เป็นตัวกลางของสัญญาณแสงชนิดหนึ่งที่ทำมาจากแก้ว ซึ่งมีความบริสุทธิ์สูงมาก เส้ใยแก้วนำแสงมีลักษณะเป็นเส้นยาวขนาดเล็กมีขนาดประมาณเส้นผมของมนุษย์เรา เส้นใยแก้วนำแสงที่ดีต้องสามารถนำสัญญาณแสงจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งได้ โดยมีการสูญเสียของสัญญาณ แสงน้อยมาก

อ้างอิง

http://www.scimath.org/article/item/4819-analog-digital

https://sites.google.com/site/sucya51/hnwy-thi2/prapheth-khxng-kherux-khay-khxmphiwtexr

http://www.cs.science.cmu.ac.th/course/204202/lib/exe/fetch.php?media=lec03_data_communication.pdf

บทที่ 4 โครงสร้างด้านเทคโนโลยีสารสนเทศ (ฐานข้อมูลและระบบสารสนเทศ)

Information Technology Infrastructure

โครงสร้างลำดับชั้นข้อมูล 

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับระบบฐานข้อมูล (Database system concept)

ลำดับชั้นของการจัดเก็บข้อมูล

• บิต (bit) ย่อมาจาก Binary Digit ข้อมูลในคอมพิวเตอร์ 1 บิต จะแสดงได้ 2 สถานะ คือ 0หรือ1

• ไบต์ (byte) คือ นำ บิต หลายๆ บิต มาเรียงต่อกันจำนวน 8 บิต มาเรียงเป็น 1 ชุด เรียกว่า 1 ไบต์

          10100001 หมายถึง ก 

          10100010 หมายถึง ข

• เขตข้อมูล (Field) คือ การนำ ไบต์ (byte) หลายๆ ไบต์ มาเรียงต่อกัน

           เช่น เขตข้อมูล Name ใช้เก็บชื่อ

           เช่น เขตข้อมูล Last Name ใช้เก็บนามสกุล เป็นต้น

• ระเบียน (Record) คือ การนำเขตข้อมูล หลายๆ เขตข้อมูล มาเรียงต่อกัน เรียกว่า ระเบียน 

             เช่น ระเบียน ที่ 1 เก็บ ชื่อ นามสกุล วันเดือนปีเกิด ของ นักเรียนคนที่ 1 เป็นต้น

• แฟ้มข้อมูล (File) / ตารางข้อมูล (Table) คือ การเก็บระเบียนหลายๆระเบียน รวมกัน

             เช่น แฟ้มข้อมูลนักเรียน จะเก็บ ชื่อ นามสกุล วันเดือนปีเกิด ของนักเรียน จำนวน 500 คน เป็นต้น

• ฐานข้อมูล (Database) คือ การจัดเก็บแฟ้มข้อมูล หลายๆ แฟ้มข้อมูล ไว้ภายใต้ระบบเดียวกันเช่น ฐานข้อมูลหนึ่ง เก็บแฟ้มข้อมูลนักเรียน แฟ้มข้อมูลอาจารย์   และแฟ้มข้อมูลวิชาที่เปิดสอน เป็นต้น

ระบบประมวลผลแฟ้มข้อมูลแบบเดิม (Traditional File Processing System)

          เป็นระบบแฟ้มข้อมูล (File-based system) คือ ชุดของโปรแกรมประยุกต์ที่ให้ผู้ใช้ใช้เพื่อประมวลผลงานที่ต้องการ โดยแต่ละโปรแกรมก็จะกำหนดและจัดการแฟ้มข้อมูลของตนเอง แฟ้มข้อมูลที่ใช้ในระบบไฟล์จะแยกจากกันเป็นเอกเทศ และอาจไม่มีความสัมพันธ์กัน โดยส่วนใหญ่ข้อมูลและโปรแกรมมักรวมอยู่ด้วยกันเป็นแฟ้มข้อมูล

ข้อจำกัดของการประมวลผลแบบแฟ้มข้อมูลแบบเดิม

          1. ข้อผิดพลาดจากการเพิ่มข้อมูล การเพิ่มข้อมูลในไฟล์หนึ่ง แต่ไม่เพิ่มข้อมูลในอีกไฟล์หนึ่งซึ่งมีความเกี่ยวข้องกัน

          2. ข้อผิดพลาดจากการลบข้อมูล การลบข้อมูลในไฟล์หนึ่ง แต่ไม่ลบข้อมูลในอีกไฟล์หนึ่งซึ่งมีความเกี่ยวข้องกัน

          3. ข้อผิดพลาดจากการปรับปรุงข้อมูล การเปลี่ยนแปลงข้อมูลในไฟล์หนึ่ง แต่ไม่เปลี่ยนแปลงข้อมูลในอีกไฟล์หนึ่งซึ่งมีความเกี่ยวข้องกัน

ระบบฐานข้อมูล

ความหมายของฐานข้อมูล

ฐานข้อมูล (Database) หมายถึง โครงสร้างของการจัดเก็บข้อมูลที่มีความสัมพันธ์เกี่ยวข้องกันไว้ในที่เดียวกัน เพื่อให้สามารถนำข้อมูลมาประมวลเพื่อช่วยในการตัดสินใจ และสามารถใช้ข้อมูลร่วมกันได้ในการจัดการข้อมูลในฐานข้อมูลจะใช้ซอฟต์แวร์ประเภท ระบบจัดการฐานข้อมูล (Database Management System : DBMS)

ฐานข้อมูล (Database)

ฐานข้อมูล  จะมีส่วนที่ทำหน้าที่ในการอธิบายความหมายของรายการข้อมูลที่เก็บอยู่ในฐานข้อมูลด้วย เรียกส่วนนี้ว่า พจนานุกรมของข้อมูล (Data Dictionary) หรือ เมตาดาต้า(Meta - data)

โครงสร้างของข้อมูลจะถูกแยกออกจากโปรแกรมประยุกต์และเก็บเอาไว้ในส่วนที่เรียกว่า “ฐานข้อมูล”

ถ้ามีการเพิ่มหรือปรับปรุงโครงสร้างของข้อมูลก็จะไม่มีผลกระทบกับโปรแกรมประยุกต์

ระบบจัดการฐานข้อมูล (Database Management System : DBMS)

หมายถึง ซอฟต์แวร์ที่ใช้ในการจัดการข้อมูลในฐานข้อมูล DBMS จะทำหน้าที่เป็นตัวกลางระหว่างฐานข้อมูลกับโปรแกรมที่มาใช้งานฐานข้อมูลและผู้ใช้งานฐานข้อมูล  ที่ติดต่อไปยังฐานข้อมูลเพื่อทำงานที่ผู้ใช้ต้องการให้สำเร็จ เช่น การจัดเก็บข้อมูลลงในฐานข้อมูล  , การค้นหาข้อมูลที่ต้องการออกมาแสดง  หรือ การลบข้อมูล  เป็นต้น

 ส่วนประกอบของ DBMS

• SQL (Structure Query Language)

• โปรแกรมอำนวยความสะดวก (General Utilities)

• โปรแกรมช่วยสร้างโปรแกรมประยุกต์และรายงาน  (Applicaton and Report Generators)

•  พจนานุกรมข้อมูล (Data Dictionary)

แบบจำลองฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์

-         - ลักษณะการออกแบบ โดยจัดข้อมูลให้อยู่ในรูปของตารางที่มีระบบคล้ายแฟ้ม

-         - ข้อมูลแต่ละแถวของตารางจะแทน เรคอร์ด

-         - ข้อมูลแนวดิ่งจะแทน คอลัมน์ ซึ่งเป็นขอบเขตของข้อมูล

-         - ตารางแต่ละตารางที่สร้างขึ้นจะเป็นอิสระจากกัน

-         - ผู้ออกแบบฐานข้อมูลจะต้องมีการวางแผนถึงตารางข้อมูลที่จำเป็นต้องใช้  เช่น ระบบฐานข้อมูลบริษัทแห่งหนึ่ง ประกอบด้วย ตารางประวัติพนักงาน ตารางแผนกและตารางข้อมูลโครงการ แสดงประวัติพนักงาน ตารางแผนก และตารางข้อมูลโครงการ