ระบบฐานข้อมูล

      เมื่อเริ่มเรียนหนังสือ เรามีหนังสือเพียงไม่กี่เล่มจึงสามารถจัดเก็บได้สะดวกโดยอาจจะเก็บไว้ในกระเป๋าหนังสือหรือวางไว้บนโต๊ะ แต่เมื่อโตขึ้นจะมีหนังสือเรียนและหนังสืออ่านเล่นเป็นของส่วนตัวเพิ่มมากขึ้น เราก็ต้องหาตู้หนังสือเพื่อเอาไว้จัดเก็บหนังสือโดยอาจแบ่งแยกเป็นหมวดหนังสือเรียนและหมวดหนังสืออ่านเล่น เมื่อเต็มตู้ก็ต้องซื้อตู้ใหม่อีกและอาจจะต้องมีการแบ่งแยกหมวดหมู่ หนังสือใหม่ เช่น ตู้ใบนี้เก็บเฉพาะตำราเรียน ตู้อีกใบเก็บหนังสือทั่วไปซึ่งเหมือนกับการจัดเก็บหนังสือในห้องสมุดนั่นเอง

      เมื่อมีหนังสือเก็บอยู่ในตู้หลายตู้การค้นหาหนังสือสักเล่มจึงเป็นเรื่องที่ไม่ง่ายนัก ถ้าจะค้นคว้าเรื่องใดเรื่องหนึ่งซึ่งไม่ทราบว่าอยู่ในหนังสือเล่มใดก็ยิ่งยากมากขึ้น วิธีหนึ่งที่สามารถทำได้ คือ จัดทำตัวชี้เก็บข้อมูลของหนังสือแต่ละเล่ม เช่น หนังสือ ชื่อผู้แต่ง เป็นต้น แล้วจัดเรียงตัวชี้นี้ไว้ให้เป็นระเบียบอาจจะจัดเรียงตามลำดับตัวอักษรก็ได้ซึ่งเป็นการอำนวยความสะดวกในการค้นหามากขึ้น

      แต่อย่างไรก็ตามเมื่อข้อมูลมีปริมาณมากขึ้นก็ต้องใช้ตู้เอกสารในการจัดเก็บมากขึ้น บางครั้งก็อาจจะต้องใช้พื้นที่เป็นห้อง ๆ และการค้นหาก็เริ่มยุ่งยากมากขึ้น เมื่อมีการพัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์มาใช้ได้มีการนำเอกสารเก็บไว้ในเครื่องคอมพิวเตอร์แทนทำให้ประหยัดเนื้อที่ไปได้มากและการค้นหาก็ง่ายขึ้น  โดยจัดเก็บข้อมูลในคอมพิวเตอร์เลียนแบบการจัดเก็บหนังสือเข้าตู้นั่นเอง แต่ปัญหาก็ยังคงมีอยู่เพราะนอกจากข้อมูลที่จัดเก็บจะมีปริมาณมหาศาลแล้วยังมีลักษณะซับซ้อนมากขึ้นทุกวันแต่ก่อนมีเฉพาะข้อมูลที่เป็นตัวอักษรในปัจจุบันมีทั้งรูปภาพ เสียง และบางครั้งก็เป็นภาพเคลื่อนไหวได้ เช่น ภาพยนตร์ เป็นต้น ทำให้การจัดเก็บและค้นหาข้อมูลด้วยเทคนิคดั้งเดิมไม่มีประสิทธิภาพเพียงพอจึงได้มีการนำเสนอระบบฐานข้อมูลขึ้นมาใช้งาน

      ระบบฐานข้อมูลแบ่งแยกการทำงานออกเป็น ๒ ส่วน อย่างชัดเจน ส่วนแรกเป็นตัวข้อมูลและส่วนที่ ๒ เป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการจัดการข้อมูลในฐานข้อมูล ผู้ใช้จะซ่อนรายละเอียดของการจัดเก็บข้อมูลซึ่งซับซ้อนเอาไว้เพื่อให้ผู้ใช้จะได้ค้นหา ปรับปรุง หรือแก้ไขข้อมูลในฐานข้อมูลได้อย่างสะดวกโดยติดต่อผ่านโปรแกรมดังกล่าวนี้เท่านั้นเพื่อความปลอดภัยของข้อมูลและเพื่อความสะดวกในการใช้งานของผู้ใช้ด้วยเพราะโปรแกรมประเภทนี้มักจะพัฒนาให้ส่วนที่ติดต่อกับผู้ใช้เป็นรูปภาพซึ่งมีความสวยงามและง่ายต่อการใช้งานเป็นอย่างยิ่ง

      ในปัจจุบันมีข้อมูลมากมายมหาศาลผู้ที่สามารถจัดเก็บและประมวลผลข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพและรวดเร็วก็มักจะได้เปรียบในเชิงธุรกิจ ดังนั้นระบบฐานข้อมูล (Database System) จึงถูกพัฒนาขึ้นเพื่อจัดเก็บและประมวลผลข้อมูลปริมาณมหาศาลได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยแบ่งการทำงานเป็น ๒ ส่วนหลัก ได้แก่ ฐานข้อมูล (Database) และระบบจัดการฐานข้อมูล (Database Management System) ฐานข้อมูลก็ คือ ข้อมูลต่าง ๆ ที่มีความสัมพันธ์และอยู่ร่วมกันส่วนระบบจัดการฐานข้อมูล คือ โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่ในการดูแลและจัดการฐานข้อมูลโดยมีหน้าที่หลักในการสร้างฐานข้อมูล การปรับปรุงข้อมูล และการเรียกค้นข้อมูล

      การพัฒนาเทปแม่เหล็กและเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องแรกได้นั้นนับเป็นขั้นพื้นฐานของการพัฒนาระบบฐานข้อมูล นักวิจัยได้นำเสนอแบบจำลองข้อมูลต่าง ๆ ออกมาเป็นระยะ ๆ เพื่อนำไปใช้ในการจัดเก็บและประมวลผลข้อมูลที่ดี แบบจำลองที่ได้รับความนิยมสูงสุด คือ แบบจำลองข้อมูลเชิงสัมพันธ์ (Relational Data Model) ซึ่งนำเสนอเมื่อ พ.ศ. ๒๕๑๓ และแบบจำลองข้อมูลเชิงวัตถุ (Object-Oriented Data Model) ซึ่งนำเสนอเมื่อประมาณ พ.ศ. ๒๕๓๓ ในปัจจุบันนี้มีการนำข้อดีของทั้งสองแบบมารวมกันและพัฒนาเป็นแบบจำลองใหม่เรียกว่า แบบจำลองข้อมูลเชิงวัตถุสัมพันธ์ (Object Relational Data Model) คาดว่าระบบฐานข้อมูลในอนาคตและพัฒนาโดยใช้แบบจำลองนี้เป็นพื้นฐานโดยส่วนใหญ่

ตัวอย่างระบบฐานข้อมูล เช่น 
      ๑. ระบบฐานข้อมูลของธนาคาร ซึ่งต้องจัดเก็บรายละเอียดที่เกี่ยวกับบัญชีต่าง ๆ ของลูกค้า แต่ละธนาคารจะมีจำนวนลูกค้านับเป็นแสนคนหรือล้านคน ตัวอย่างของข้อมูลที่ต้องจัดเก็บ ได้แก่ ชื่อ ที่อยู่ ประเภทบัญชี รายการสินค้าเชื่อ ยอด คงเหลือแต่ละบัญชีของลูกค้า เป็นต้น 
      ๒. ระบบฐานข้อมูลของโรงพยาบาล มีข้อมูลที่ควรจัดเก็บ ได้แก่ ชื่อ ที่อยู่ ประวัติการแพ้ยา ประวัติการป่วย อาการป่วย และยาที่ใช้ในการรักษาของคนไข้แต่ละคนและข้อมูลความเชี่ยวชาญของแพทย์แต่ละท่าน เป็นต้น 
      ๓. ระบบฐานข้อมูลของโรงเรียน ซึ่งแต่ละแห่งมีจำนวนนักเรียนหลายร้อยหรือหลายพันคน ข้อมูลต่าง ๆ ที่โรงเรียนควรจัดเก็บ ได้แก่ ประวัติของนักเรียนแต่ละคนเพราะเมื่อมีเหตุจำเป็นที่ต้องติดต่อกับผู้ปกครองก็สามารถค้นหารายละเอียดได้อย่างรวดเร็วในฐานข้อมูล อีกทั้งข้อมูลผลการเรียนในทุกระดับชั้นของนักเรียนในแต่ละคนก็สามารถจัดเก็บและเรียกค้นหาได้อย่างสะดวกในฐานข้อมูลเดียวกัน เป็นต้น

      ระบบฐานข้อมูลในปัจจุบันมีมากมายในองค์กรเกือบทุกแห่งมีการพัฒนาระบบฐานข้อมูลขึ้นใช้แล้วเพราะประสิทธิภาพในการทำงานจะเพิ่มสูงขึ้นมากเมื่อเทียบกับการจัดเก็บแบบไม่ใช้ระบบฐานข้อมูล  ในการพัฒนาและใช้ระบบฐานข้อมูลให้มีประสิทธิภาพจะต้องมีบุคลากรที่เกี่ยวข้องหลายฝ่าย เช่น 
      ๑. ผู้จัดการฐานข้อมูลเป็นผู้ดูแลทุก ๆ อย่าง ทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้องกับระบบฐานข้อมูลทั้งหมด 
      ๒. นักออกแบบฐานข้อมูลรับผิดชอบการกำหนดรูปแบบและโครงสร้างของข้อมูลซึ่งนับเป็นขั้นตอนที่สำคัญขั้นตอนหนึ่งเพราะถ้าออกแบบโครงสร้างของข้อมูลไม่ดีอาจส่งผลให้การใช้งานไม่มีประสิทธิภาพและไม่ถูกต้องได้ 
      ๓. ผู้ออกแบบและพัฒนาระบบจัดการฐานข้อมูล มักเป็นบริษัทผลิตซอฟต์แวร์ขนาดใหญ่เพราะระบบนี้เป็นซอฟต์แวร์ขนาดใหญ่และมีความซับซ้อนมาก 
      ๔. กลุ่มผู้ใช้ซึ่งต้องการค้นหาข้อมูล ปรับปรุงข้อมูล และจัดทำรายงานต่าง ๆ เป็นต้น 
      การติดต่อสื่อสารของระบบฐานข้อมูลต้องใช้ภาษาเป็นสื่อเช่นเดียวกับการสื่อสารของมนุษย์ ภาษาของฐานข้อมูลมีหลายประเภทแล้วแต่ลักษณะการใช้งาน ภาษาหลัก ๆ ประกอบด้วย ภาษากำหนดโครงสร้างของฐานข้อมูลหรือดีดีแอล (Data Definition Language: DDL) ใช้ในการกำหนดโครงสร้างของฐานข้อมูลและภาษาจัดดำเนินการข้อมูลหรือดีเอ็มแอล (Data Manipulation Language : DML) ใช้ในการค้นหาและปรับปรุงข้อมูล ภาษาที่มีชื่อเสียงมากที่สุด คือ ภาษาเอสคิวแอล (SQL : Structured Query Language) เป็นภาษาที่สร้างขึ้นเพื่อใช้กับแบบจำลองข้อมูลเชิงสัมพันธ์โดยได้รับการพัฒนาใช้ในระบบจัดการฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์เกือบทุกระดับสามารถทำหน้าที่เป็นทั้งดีดีแอลและดีเอ็มแอลจึงมีความสมบูรณ์ในการใช้งาน นอกจากนี้การเขียนคำสั่งในภาษาเอสคิวแอลก็ทำได้ง่ายด้วย

      ความมั่นคงของข้อมูลถือเป็นอีกเรื่องหนึ่งที่มีความสำคัญมาก ข้อมูลบางอย่างเผยแพร่แก่สาธารณชนได้แต่ข้อมูลบางอย่างถือเป็นความลับสุดยอดขององค์กร ดังนั้นการรักษาความปลอดภัยให้แก่ระบบฐานข้อมูลจึงถูกพัฒนาขึ้นโดยมีการให้สิทธิการเข้าถึงข้อมูลของผู้ใช้แต่ละคนไม่เท่ากัน ส่วนใหญ่แล้วผู้ใช้แต่ละคนจะมีรหัสลับในการเข้าถึงข้อมูลนอกจากนี้ยังมีการใช้การเข้ารหัสข้อมูลเพื่อเพิ่มความมั่นคงให้แก่ฐานข้อมูลในขณะที่ทำการส่งข้อมูลอีกด้วย 
      ระบบฐานข้อมูลในปัจจุบันนี้มักมีการกระจายไปในหลาย ๆ แห่ง ทั้งนี้เป็นเพราะว่าแต่ละองค์กรมีขนาดใหญ่และมีสาขากระจายอยู่ตามที่ต่าง ๆ เพื่อสามารถให้บริการที่มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น ข้อมูลบางส่วนใช้เฉพาะสาขาเท่านั้นแต่ข้อมูลบางส่วนก็มีการกระจายใช้ร่วมกันจึงมีการพัฒนาระบบฐานข้อมูลแบบกระจาย (Distributed Database) ขึ้น เพื่อการจัดการฐานข้อมูลที่ถูกต้องและมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ในบางองค์กรยังมีการพัฒนาระบบฐานข้อมูลสำหรับแต่ละหน่วยงานย่อยซึ่งเมื่อผู้บริหารต้องการนำข้อมูลในภาพรวมมาใช้ก็มักจะรวมกันได้ยากเพราะแต่ละหน่วยงานย่อยมีโครงสร้างของข้อมูลที่แตกต่างกันและแบบจำลองข้อมูลที่ใช้อาจต่างกันซึ่งส่งผลให้มีการพัฒนาวิธีและกระบวนการในการรวมกันของข้อมูล (Data Integration) ขึ้นใช้ ได้แก่ คลังข้อมูล (Data Warehousing) และเหมืองข้อมูล (Data Mining) เป็นต้น