แบบจำลองข้อมูล (Data Model)

      ข้อมูลในฐานข้อมูลส่วนใหญ่มักจะมีรายละเอียดของข้อมูลมากมายมหาศาลซึ่งการจัดเก็บและเลือกใช้ให้มีประสิทธิภาพนั้นจะต้องอาศัยเทคนิคต่าง ๆ เข้ามาช่วยและรายละเอียดบางอย่างที่ยุ่งยากซับซ้อนมากก็ควรจะถูกซ่อนไว้จากผู้ใช้ทั้งนี้เพื่อให้ง่ายต่อการใช้งานรูปแบบที่จัดเก็บรายละเอียดของข้อมูลนี้แบ่งได้เป็น ๓ ระดับด้วยกัน ได้แก่ 

๑. แบบจำลองข้อมูลระดับสูง (Conceptual Data Mode)

      วิธีการในการจัดเก็บข้อมูลสำหรับผู้ใช้งานทั่วไป

๒. แบบจำลองข้อมูลระดับพัฒนา (Implementation Data Model) 

      วิธีการในการจัดเก็บข้อมูลซึ่งผู้ใช้สามารถเข้าใจได้และสามารถเห็นรายละเอียดของการจัดเก็บข้อมูลบางส่วนได้ด้วย 

๓. แบบจำลองข้อมูลระดับโครงสร้าง หรือ ระดับล่าง (Physical Data Model หรือ Low-Level Data Model)

      วิธีการที่ใช้ในการอธิบายรายละเอียดในการจัดเก็บข้อมูลไว้ในคอมพิวเตอร์ซึ่งก็ คือ โครงสร้างของข้อมูลทั้งหมดในฐานข้อมูลนั่นเอง ระบบจัดการฐานข้อมูลในยุคต้น ๆ นั้นจะมีลักษณะใกล้เคียงกับระบบแฟ้มข้อมูลนั่น คือ ผู้ใช้จะเห็นข้อมูลในลักษณะที่เก็บไว้ในระบบคอมพิวเตอร์โดยใช้แบบจำลองข้อมูลระดับล่างหรือระดับพัฒนาระบบเหล่านี้จะบรรยายโครงสร้างของข้อมูลในฐานข้อมูล ระบบที่มีชื่อเสียงในยุคแรก คือ แบบจำลองข้อมูลเชิงลำดับชั้น (Hierarchical Data Model) หรือแบบจำลองข้อมูลโครงสร้างต้นไม้ (Tree-based Data Model) และแบบจำลองข้อมูลเชิงเครือข่าย (Network Data Model) หรือแบบจำลองข้อมูลโครงสร้างกราฟ (Graph-based Data Model) ซึ่งรูปแบบจำลองข้อมูลทั้งสองนี้ถูกพัฒนาขึ้นมาในช่วงปี พ.ศ. ๒๕๐๓ - พ.ศ. ๒๕๑๒ รูปแบบข้อมูลทั้งสองนี้จัดเป็นรูปแบบ ข้อมูลระดับพัฒนา (Implementation Data Model) ปัจจุบันนี้ไม่ได้รับความนิยมแล้วสืบเนื่องมาจากการที่รูปแบบเหล่านี้ไม่สนับสนุนการดึงข้อมูลด้วยภาษาขั้นสูง (High-level Query Language) อย่างไรก็ตามจะมีการแนะนำแบบจำลองข้อมูลทั้งสองนี้ต่อไปเพื่อเป็นพื้นฐานความเข้าใจในเรื่องของระบบฐานข้อมูล 
      ในปี พ.ศ. ๒๕๑๓ นายเท็ด คอดด์ ได้เขียนบทความวิชาการเสนอแบบจำลองข้อมูลแบบใหม่ที่ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสาขาวิชาระบบฐานข้อมูลเป็นอย่างมาก นายคอดด์ได้เสนอให้จัดโครงสร้างของข้อมูลในรูปตารางซึ่งเรียกว่า ตารางความสัมพันธ์ (Relation) และเรียกระบบฐานข้อมูลนี้ว่า ฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ (Relational Database) จุดแตกต่างของแบบจำลองนี้กับแบบจำลองเดิม ๆ คือ รายละเอียดของการจัดเก็บข้อมูลจะถูกซ่อนไว้จากผู้ใช้ การเรียกใช้ข้อมูลจะผ่านภาษาสอบถาม (Query Language) ซึ่งเป็นภาษาขั้นสูงใช้ง่ายและมีประสิทธิภาพสูง ภาษาที่ได้รับความนิยมสูงสุดในกลุ่มผู้ใช้ในปัจจุบัน คือ ภาษาเอสคิวแอล (SQL : Structured Query Language) ซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้พื้นฐานของแบบจำลองเชิงสัมพันธ์และจะได้กล่าวถึงรายละเอียดของแบบจำลองนี้พร้อมทั้งภาษาเอสคิวแอลต่อไป
      เมื่อวันเวลาผ่านไปความต้องการของระบบฐานข้อมูลที่เริ่มจากแบบรวมศูนย์ก็มีแนวโน้มเปลี่ยนแปลงไปเป็นแบบกระจาย เรียกว่า ฐานข้อมูลแบบกระจาย (Distributed Database) โดยข้อมูลและซอฟต์แวร์จัดการฐานข้อมูลมักจะกระจายอยู่ตามจุดต่าง ๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานให้มีมากยิ่งขึ้นและรวดเร็วขึ้นซึ่งจะได้กล่าวถึงหลักการต่อไป นอกจากนี้เรื่องของความปลอดภัยและความมั่นคงของฐานข้อมูลก็เป็นอีกหัวข้อหนึ่งที่จะกล่าวถึงเพราะข้อมูลที่จัดเก็บไว้มีระดับความปลอดภัยแตกต่างกันมาก ข้อมูลบางชุดสามารถเปิดเผยต่อสาธารณชนได้แต่ข้อมูลบางชุดก็เป็นความลับของแต่ละองค์กรซึ่งจะอนุญาตให้กลุ่มผู้ใช้บางกลุ่มเข้าใช้เท่านั้น