บทที่ 1 ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับโครงสร้างข้อมูล
1 นิยามของข้อมูล
ข้อมูล (Data) หมายถึง ข้อเท็จจริงหรือเรื่องราวที่เกี่ยวข้องกับสิ่งต่าง ๆ เช่น คน สัตว์ สิ่งของสถานที่ ฯลฯ โดยอยู่ในรูปแบบที่ เหมาะสมต่อการสื่อสาร การแปลความหมายและการประมวลผล ซึ่งข้อมูลอาจจะได้มาจากการสังเกต การรวบรวม การวัด ข้อมูลเป็นได้ทั้งข้อมูลตัวเลขหรือสัญญลักษณ์ใด ๆ ที่สำคัญจะต้องมีความเป็นจริงและต่อเนื่องตัวอย่างของข้อมูล เช่น คะแนนสอบ ชือนักเรียน เพศ อายุ เป็นต้น
ชนิดของข้อมูลแบ่งได้หลายชนิด ดังนี้
1. ข้อมูลตัวเลข จะประกอบด้วยตัวเลขเท่านั้น เช่น 145 , 2468 เป็นต้น มักจะนำมาใช้ในการคำนวณ
2. ข้อมูลอักขระ ประกอบด้วย ตัวอักษร ตัวเลข และอักขระพิเศษหรือเครื่องหมายพิเศษต่าง ๆ เช่น บ้านเลขที่ 13/2 เป็นต้น ถ้ามีตัวเลขประกอบ จะมิได้นำมาคำนวณ
3. ข้อมูลภาพ รับรู้จากการมองเห็น เช่น ภาพดารา ภาพสัตว์ต่าง ๆ
4. ข้อมูลเสียง รับรู้จากทางหูหรือการได้ยิน เช่นเสียงพูด เสียงเพลง เป็นต้น
ข้อมูลมีประโยชน์มากมายดังนี้
1. ด้านการเรียน เช่น ข้อมูลที่ได้จาก โทรทัศน์ วิทยุ หนังสือพิมพ์ มาใช้ประโยชน์ในการเรียนได้ เป็นข้อมูลหรือความรู้เพิ่มเติม
2. ด้านการติดต่อสื่อสาร เช่น ถ้าเรามีข้อมูล เราสามารถที่จะสนทนาพูดคุย หรือบอกเรื่องต่าง ๆ ให้กับผู้อื่นได้
3. ด้านการตัดสินใจ เป็นการใช้ช่วยให้เราตัดสินใจต่าง ๆ ได้ดีขึ้น เช่น การเลือกซื้อของเล่น ถ้าเราทราบราคาของเล่น ในแต่ละร้าน จะทำให้เราเลือกซื้อของเล่นที่เหมือนกันได้ในราคาที่ถูกที่สุด
2 ความสำคัญของการศึกษาโครงสร้างข้อมูล
3 ความหมายของโครงสร้างข้อมูล
โครงสร้างข้อมูล (File Structure) หมายถึง ลักษณะการจัดแบ่งพิกัดต่าง ๆ ของข้อมูลสำหรับแต่ละระเบียน (Record) ในแฟ้มข้อมูลเพื่อให้คอมพิวเตอร์สามารถรับไปประมวลผลได้ ประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ ดังนี้
1. หน่วยข้อมูล (Data Item) หมายถึงส่วนที่เล็กที่สุดของข้อมูล เช่น ตัวเลข ตัวอักษร หรือ สัญลักษณ์พิเศษ จะยังไม่มีความหมายในตัวเอง เล่น เลข 9 อักษร ก เป็นต้น
2. ฟิลด์ข้อมูล (Data Field) หมายถึง การนำเอาหน่วยข้อมูลที่สำคัญและต้องการศึกษามาไว้ด้วยกันเพื่อเปรียบเทียบกัน เช่น ชื่อ - สกุล คะแนนการสอบครั้งที่ 1 เงินเดือน ซึ่ง ชื่อ สกุล และเงินเดือน คือ 1 ฟิลด์
3. เรคอร์ดข้อมูล (Data Record) หมายถึง การนำฟิลด์หลายฟิลด์มารวมกลุ่มกัน เช่น นักศึกษาแต่ละคน จะมีข้อมูล ชื่อ สกุล วันเดือนปีเกิด อายุ เพศ ข้อมูลของนักศึกษาแต่ละคนคือ 1 เรคอร์ด
4. แฟ้มข้อมูล (Data File) เกิดจากการนำระเบียนหรือเรคอร์ด หลาย ๆ เรคอร์ดที่เกี่ยวข้องกันในด้านใดด้านหนึ่งมารวมกัน เช่น แฟ้มข้อมูลของนักเรียนห้องหนึ่งจำนวน 20 คน ทุกคนต่างก็มีข้อมูล คือ ชื่อ สกุล วันเดือนปีเกิด อายุ เพศ ศาสนา ข้อมูลของนักเรียนทั้งหมดคือ แฟ้มข้อมูล
5. ฐานข้อมูล (Data base) เกิดจากการนำแฟ้มหลาย ๆ แฟ้มข้อมูลเข้าด้วยกันโดยที่แฟ้มข้อมูลแต่ละแฟ้มจะมีความสัมพันธ์กันหรือไม่ก็ตาม ทำให้ข้อมูลไม่ซ้ำซ้อนกัน และสะดวกรวดเร็วในการใช้งาน
http://www.school.net.th/library/create-web/10000/generality/10000-5934.html
4 การจัดหมวดหมู่ของโครงสร้างข้อมูล
-
การสร้างProg.คำสั่งทางCom. ต้องทำความเข้าใจต่อระบบการจัดการ / จัดรูปแบบข้อมูล
-
สามารถAccess และเรียกใช้ข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพ
-
สามารถประยุกต์ใช้กับงานด้านต่างๆได้ดี
-
ต้องให้ความสำคัญต่อระบบการจัดการข้อมูล โดยข้อมูลต้องประกอบด้วย
1. จัดให้เป็นระบบ (Organize)
สามารถเข้าถึงข้อมูลได้ ตามจุดมุ่งหมายผู้ใช้
2. ประมวลผล (Process) และแสดงผลลัพธ์ (Presentation
Output) ในรูปแบบที่ต้องการ
3. เป็นตัวแทน (Represent)
ของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น
4. สามารถป้องกัน (Protect)
และจัดการ (Manage) ทำให้ข้อมูลมีความถูกต้อง
/ สมบูรณ์
การจำแนกโครงสร้างข้อมูล จำแนกเป็น 3 ประเภท
1. โครงสร้างข้อมูลพื้นฐาน (Primitive Data
Structure)
- มีค่าเฉพาะประเภทใดประเภทหนึ่ง
ดังนี้
1. เลขจำนวนเต็ม (Integer) 2. ตรรก (Boolean) 3. อักษร (Character)
4. เลขจำนวนจริง
(Real) ฯลฯ
- แต่ละภาษาCom. จะมีวิธีการและการกำหนดคำสั่งที่แตกต่างกัน
- โครงสร้างของไวยากรณ์แต่ละภาษา
จะแตกต่างกัน
- การประกาศตัวแปรบางภาษา
1. ประกาศแบบเป็นทางการ (Explicit
Declare) : แยกเป็นส่วนหนึ่งต่างหาก : Pascal , Cobol
2. ประกาศตัวแปรภายในโปรแกรม
(Implicit Declare) :
- ไม่ต้องแยกออกมาเป็นส่วนหนึ่งต่างหากจากคำสั่ง :
Fortrane ฯลฯ
2. โครงสร้างข้อมูลที่มีส่วนประกอบอย่างง่าย (Simple Data Structure)
-
นำเอาข้อมูลโครงสร้างพื้นฐานประกอบขึ้นมาเป็นชุดของข้อมูล
-
มีความสัมพันธ์กันในลักษณะอย่างใดอย่างหนึ่ง
-
เช่น ข้อมูลรูปแบบArray
รูปแบบข้อมูลแบบRecord ฯลฯ
3. โครงสร้างข้อมูลที่มีส่วนประกอบซับซ้อน (Compound Data Structure)
-
นำเอาข้อมูลที่มีส่วนประกอบอย่างง่ายๆมาประกอบขึ้น
เป็นโครงสร้างที่ซับซ้อน
-
เป็นการเฉพาะกิจภายในProg.
-
แบ่งออกเป็น 2 ประเภทย่อยๆ
1. ชุดข้อมูลสัมพันธ์เชิงเส้นตรง (Linear Structure) : Linked – List Stack Queue ฯลฯ
2. ชุดข้อมูลสัมพันธ์ไม่เป็นเส้นตรง
(Non - Linear Structure) :
Binary Tree Graph Tree
M - way Search Tree ฯลฯ
5 ลักษณะของโครงสร้างข้อมูลที่ดี
2) กำหนดมาตรฐานข้อมูล ในการสร้างฐานข้อมูลจะต้องให้ข้อมูลที่จัดเก็บเป็นมาตราฐาน มีการกำหนดรหัสที่เป็นมาตราฐาน มีการกำหนดคำหลัก (keyword) หรือค่าที่ใช้แทนข้อมูลอย่างเดียวกันเพื่อให้ได้ความหมายต่อการใช้งานที่ดี
3) มีระบบป้องกันความปลอดภัยของข้อมูล ข้อมูลที่จัดเก็บไว้ในฐานข้อมูลจำเป็นต้องจัดแบ่งระดับความสำคัญของข้อมูลเพื่อกำหนดผู้ใช้ มีการควบคุมข้อมูล เพื่อบ่งบอกว่าใครจะเป็นผู้แก้ไขหรือข้อมูลได้บ้าง มีการบันทึกประวัติการแก้ไขข้อมูลเพื่อตรวจสอบ ข้อมูลที่จัดเก็บนั้นอาจมีความสำคัญ ดังนั้นการแก้ไขหรือปรับปรุงข้อมูลโดยรู้เท่าไม่ถึงการณ์นั้นอาจทำให้ข้อมูลเสียหายได้
4) มีความเป็นอิสระจากโปรแกรม ระบบจัดการฐานข้อมูลที่ดีจะต้องเป็นระบบที่ข้อมูล และฐานข้อมูลมีความเป็นอิสระจากโปรแกรม ทำให้สามารถใช้โปรแกรมจัดการฐานข้อมูลใด ๆ จัดการฐานข้อมูลได้ การออกแบบให้ข้อมูลเป็นอิสระนี้ทำให้ข้อมูลใช้ได้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกรูบแบบ
5) รวมข้อมูลเป็นฐานข้อมูลกลาง แต่เดิมมีการเก็บข้อมูลแยกเป็นแฟ้มกระจัดกระจาย จึงต้องเก็บข้อมูลด้วยเทป แต่ในปัจจุบันด้วยเทคโนโลยีที่ทันสมัยสามารถรวบรวมข้อมูลเข้าด้วยกันเป็นฐานข้อมูลกลาง ทำให้ระบบการทำงานใช้ข้อมูลร่วมกันได้ การดำเนินงานฐานข้อมูลจะต้องมีการจัดการเตรียมฐานข้อมูลและบริหารข้อมูล โดยจัดแบ่งแยก ปรับปรุงข้อมูล และตรวจสอบความถูกต้องหน้าที่หลักของผู้บริหารฐานข้อมูล จึงประกอบด้วยการจัดเก็บข้อมูล การติดต่อประสานงานกับแหล่งข้อมูลและที่มาของข้อมูล จึงประกอบด้วยการจัดเก็บข้อมูล การติดต่อประสานงานกับแหล่งข้อมูลและที่มาของข้อมูลตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล แบ่งกลุ่ม จัดลำดับ กำหนดรหัสข้อมูล สรุปผลทำรายงาน คำนวณเก็บรักษาข้อมูลโดยต้องคำนึงถึงความปลอดภัยและเชื่อถือได้ของข้อมูล การค้นหาข้อมูล การสำรวจข้อมูล และเผยแพร่แจกจ่ายข้อมูล
http://www.tanti.ac.th/com-tranning/it/technof3.htm#3.4
แบบทดสอบ
1. บอกความหมายของ "ข้อมูล" ตามพจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสถาน
ตอบ ข้อมูล คำนาน หมายถึงข้อเท็จจริง หรือสิ่งที่ถือหรือยอมรับว่าเป็นข้อเท็จจริง สำหรับใช้เป็นหลักอนุมานหาควมจริงหรอการคำนวน
2. อธิบายลักษณะสำคัญของ "ข้อมูลคอมพิวเตอร์"
ตอบ
3. อธิบายความหมายของโครงสร้างข้อมูล
ตอบ หมายถึง ลักษณะการจัดแบ่งพิกัดต่าง ๆ ของข้อมูลสำหรับแต่ละระเบียน (Record) ในแฟ้มข้อมูลเพื่อให้คอมพิวเตอร์สามารถรับไปประมวลผลได้ ประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ
4. อธิบายลักษณะสำคัญของโครงสร้างข้อมูลทางกายภาพ
ตอบ โครงสร้างข้อมูลที่เราสามารถพบเห็นได้ทั่วไป แบ่งออกเป็น 2 ประเภท
5. อธิบายลักษณะสำคัญของโครงสร้างข้อมูลตรรกะ
ตอบ เป็นข้อมูลที่ถูกประมวลผลแล้ว หรือเป็นข้อมูลเชิงจำนวน แบ่งออกเป็น 2 ประเภท
6. อธิบายลักษณะสำคัญของ Pimitive Data Types
ตอบ ชนิดข้อมูลที่สามารถเก็บข้อมูลที่เป็นข้อมูลทั่วไปหรือข้อมูลพื้นฐาน ภาษาจาวาถูกออกแบบให้มีชนิดข้อมูลพื้นฐาน เนื่องจากผู้ออกแบบต้องการให้ผู้ที่สนใจภาษาจาวาและเคยเขียนโปรแกรมมาก่อน สามารถเข้าใจภาษาจาวาได้อย่างไม่ยากเย็นนัก ชนิดข้อมูลพื้นฐานมี 4 ประเภทหลักๆ
7. อธิบายลักษณะสำคัญของ Structure Data Types
ตอบ ชนิดของข้อมูลซึ่งค่าของข้อมูล (data values) ประกอบจากเซตของข้อมูลย่อย (component) ซึ่งอาจจะเป็นข้อมูลเชิงเดี่ยวหรือข้อมูลเชิงโครงสร้างก็ได้ ตัวอย่างของข้อมูลเชิงโครงสร้างในภาษาปาสคาล ได้แก่ แถวลำดับ หรือ อะเรย์ (array), ระเบียน หรือ เรคคอร์ด (record), ไฟล์ (file), และ เซ็ต (set) เป็นต้น
8. อธิบายลักษณะสำคัญของโครงสร้างข้อมูลแบบเชิงเส้น หร้อมยกตัวอย่าง
ตอบ ความสัมพันธ์ของข้อมูลจะเรียงต่อเนื่องกัน
9. อธิบายลักษณะสำคัญของโครงสร้างข้อมูลแบบไม่เป็บเชิงเส้น พร้อมยกตัวอย่าง
ตอบ ข้อมูลแต่ละตัวสามารถมีความสัมพันธ์กับข้อมูลอื่นได้หลายตัว
10 . เขียนแผนผังแสดงการจัดหมวดหมู่โครงสร้างข้อมูลคอมพิวเตอร์ พร้อมอธิบาย
11. ยกตัวอย่างที่แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการศึกษาโครงสร้างข้อมูล และการนำโครงสร้างข้อมูลไปใช้งานพร้อมตัวอย่างที่แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการศึกษาโครงสร้างข้อมูล พร้อมอธิบายโดยละเอียด
