Sistem Manajemen Basis Data ( DBMS )

Sistem Manajemen Basis Data ( DBMS )

•         Sistem manajemen basis data adalah kumpulan data yang saling berhubungan dan kumpulan program untuk mengakses data. Tujuan utama system manajemen basis data adalah menyediakan cara menyimpan dan mengambil informasi basis data secara mudah dan efisien.
•          Perangkat lunak yang didesain untuk memelihara dan memanfaatkan kumpulan data yang besar.
•          Perangkat lunak yang didesain untuk memudahkan pekerjaan pengelolaan data.
•          Menyediakan suatu lingkungan yang nyaman dan efisien untuk digunakan.

Definisi data dan basis data, informasi

•        Data adalah fakta tentang sesuatu di dunia nyata yang dapat direkam dan disimpan pada media computer. Contoh : dalam basis data mahasiswa, yang dinamakan datanya adalah NIM, nama, tanggal lahir, alamat, nomor telepon.
•          Basis data adalah kumpulan terorganisasi dari data-data yang berhubungan sedemikian rupa sehingga mudah disimpan, dimanipulasi serta dipanggil kembali oleh pengguna.
•     Informasi adalah data yang telah diolah sedemikian rupa sehingga memiliki makna tertentu bagi pengguna.

Meta data

Meta data adalah data yang menjelaskan data yang lainnya. Penjelasan ini dapat berupa definisi data, struktur data, aturan serta batasan.

Sebagai ilustrasi

Jika kita kaji deret nisa ‘5982682’, meta datanya mungkin berupa NIM mahasiswa yang berkarakteristik : 7 karakter numeric, tidak diperkenankan ada huruf dan tanda baca , tidak diperkenankan ada nisa negatif, deskripsi bahwa data yang bersangkutan adalah NIM seorang mahasiswa di UNIS dan sebagainya.

System pengolahan data dengan pemprosesan database

Keuntungan penggunaan DBMS :

•          Kebebasan data dan akses yang efisien
•          Mereduksi waktu pengembangan aplikasi
•          Integritas dan keamanan data
•          Administrasi keseragaman data
•          Akses bersamaan dan perbaikan dari terjadinya crashes ( tabrakan dari proses serentak )

        Kerugian penggunaan DBMS :

•          Perangkat lunak yang mahal
•          Membutuhkan konfigurasi perangkat keras yang besar
•          Membutuhkan seorang DBA

Level abstraksi

Tingkatan abstraksi berguna untuk menyederhanakan interaksi pengguna dengan system, dalam hal ini dibagi menjadi 3, yaitu :

·         Tingkatan fisik

•          Merupakan tingkatan abstraksi paling rendah
•          Menggambarkan / mendekripsikan bagaimana data sebenarnya disimpan
•          Mendeskripsikan detil struktur data

·         Tingkatan logis

•          Mendeskripsikan data yang disimpan dalam basis data dan relasi antar data tersebut
•          Digunakan oleh DBA

·         Tingkatan view

•          Merupakan tingkatan abstraksi paling tinggi
•          Program aplikasi yang digunakan untuk mengolah data
•          Digunakan oleh user

Database system environment

Instansi dan skema :

•          Kumpulan informasi yang disimpan dalam basisdata pada suatu waktu disebut instansi
•         Instance, isi actual dalam basisdata pada suatu data tertentu. Contoh : dalam program isi variable
•          Skema basisdata merupakan rancangan basisdata secara keseluruhan
•          Skema, struktur logic dari basisdata ( contoh : dalam program tipe data atau variable )

DBMS language and interface

Dikenal ada beberapa language :

•          VDL ( view definition language )
•          DDL ( data definition language )
•          SDL  ( storage definition language )
•          DML ( data manipulation language )

Data definition language

Skema basis data ditentukan sekumpulan definisi oleh suatu bahasa tertentu yang disebut dengan data definition language . sebagai contoh, pernyataan berikut dalam bahasa SQL untuk mendefinisikan table mahasiswa :

Create table mahasiswa

NIM char ( 7 )

Nama char ( 30 )

Kelas char ( 6 )

Pernyataan ini menambahkan kumpulan table yang disebut kamus data atau direktori data . kamus data adalah istilah basisdata yang mengacu pada deinisi data yang disimpan dalam basisdata dan dikendalikan oleh system manajemen basisdata.

Data manipulation language

Manipulasi data adalah :

•          Mengambil informasi yang disimpan dalam basisdata
•          Menambahkan informasi baru ke dalam basisdata
•          Menghapus informasi dari basisdata
•          Modifikasi informasi yang disimpan dalam basisdata

Bahasa DML adalah bahasa yang memungkinkan pengguna mengakses atau memanipulasi data seperti yang telah diatur oleh model data.

Ada 2 tipe DML, yaitu :

•          Procedural DML , mengharuskan pengguna untuk menentukan data yang dibutuhkan dan bagaimana mendapatkannya.
•          Nonprocedural DML , mengharuskan pengguna menentukan data yang dibutuhkan tanpa menentukan bagaimana mendapatkannya.

Query adalah pernyataan yang digunakan pengguna untuk mengambil data . contoh bahasa SQL untuk mendapatkan data mahasiswa yang memiliki NIM sama dengan 5982682.

      Select mahasiswa . nama form mahasiswa

      Where mahasiswa . nim “5982682”

Database users and adminitrator

Pengguna basisdata dapat berupa orang atau aplikasi dari tipe pengguna basisdata dapat dibedakan dari cara mereka mengharapkan interaksi dengan system.

•       Pengguna naïf, pengguna unsophisticated yang berinteraksi suatu program aplikasi ( biasanya antar muka dalam bentuk formulir ) yang dibuat programmer aplikasi.
•         Programmer aplikasi, profesional computer yang membuat program aplikasi yang memanipulasi data dengan DML.
•       Sophisticated users, yang berinteraksi dengan system tanpa menulis program , biasa menggunakan bahasa SQL.
•           Specialized users, pengguna sophisticated yang menulis aplikasi basisdata yang tidak cocok untuk kerangka kerja pemprosesan data tradisional, biasa berupa CADS system yang berdasarkan ilmu pengetahuan dan keahlian , system yang menyimpan data dengan tipe data kompleks . misalnya : data grafik dan data audio.

Database administrator

DBA yaitu orang yang memiliki control penuh baik untuk data maupun program yang mengakses data.

Fungsi DBA meliputi :

•    Menentukan skema, membuat skema basisdata dengan mengeksekusi kumpulan pernyataan definisi data dalam DDL
•         Menentukan struktur penyimpanan dan metode akses
•         Memodifikasi skema dan organisasi fisik dengan tujuan untuk meningkatkan kinerja
•         Memberikan otorisasi untuk akses data
•        Perawatan rutin system basisdata ( memback-up basisdata, monitoring kinerja HW/SW dll )

•          Menurut stephens R.K dan plew R.R , Database design, Mekanisme yang digunakan untuk menyimpan informasi atau data

•          Kumpulan data berisi informasi yang sesuai untuk sebuah perusahaan ( silberschatz et al, Database system concept )
•          Kumpulan data umumnya mendeskripsikan aktivitas satu organisasi atau lebih yang berhubungan ( ramakrishan, R , Database management systems )

Model basisdata

•         Model basisdata file
•          Model basisdata hierarki
•          Model basisdata jaringan
•          Model basisdata relasional
•          Model basisdata berorientasi objek
•          Model basisdata relasi objek

        Model basisdata file

Basisdata file tersusun atas satu atau lebih file dan disimpan dalam format teks. Informasi dalam             file teks disimpan sebagai field.

Kelemahan basisdata file :

•          Tidak mempunyai struktur
•          Pengaksesan data
•          Perawatan data
•          Kesulitan untuk mengatur hubungan data
•          Pengulangan data
•          Program yang dibuat harus dapat mengatur data

Model basisdata hierarki

Arsitektur basisdata hierarki berdasarkan pada konsep hubungan orang tua dan anak. Pada basisdata hierarki , table akar / table orang tua berada pada puncak struktur dan menunjuk pada table anak yang mengandung data yang berhubungan. Table-tabel yang berhubungan dalam struktur hierarki dihubungkan dengan pointer, yang menunjuk ke lokasi fisik record anak.

Keuntungan basisdata hierarki dibanding basisdata file :

•          Data dapat diakses secara cepat
•          Integritas data lebih mudah diatur

Kelemahan basisdata hierarki, diantaranya :

•          Pengguna harus memahami struktur basisdatanya
•          Pengulangan data

Model basisdata jaringan

Basisdata jaringan merupakan hasil pengembangan dari basisdata hierarki. Keuntungan utama basisdata jaringan adalah kemampuan table orang tua untuk berbagi hubungan dengan table anak. Hubungan antar table pada basisdata jaringan disebut set structure.

Keuntungan basisdata jaringan :

•          Data dapat diakses secara cepat
•          Pengguna dapat mengakses data dari sembarang table

Kelemahan basidata jaringan :

•          Struktur tidak mudah untuk diubah
•          Perubahan struktur basisdata mempengaruhi program aplikasi yang dibuat untuk mengakses basisdata.

Model basisdata relasional

Merupakan tipe basisdata yang paling populer saat ini. Sebuah table terdiri dari baris record dan kolom field , table dapat dihubungkan satu sama lain melalui nilai kolom yang disebut kunci . ada tiga tipe hubungan diantaranya one to one, one to many,dan  many to many. Hubungan antar table ditentukan oleh integritas referensial adalah penggunaan batasan untuk membuat valid data yang disimpan ke dalam table dan mengatur hubungan antar table orangtua dan anak.

Keuntungan basisdata relasional :

•          Data dapat diakses secara cepat
•          Struktur basisdata mudah untuk diubah
•          Data sering lebih akurat
•          Program aplikasi mudah dibuat dan dimodifikasi
•          Bahasa standar ( SQL ) sudah dibuat

Kelemahan basisdata relasional :

•          Pengguna harus memahami hubungan table
•          Kelompok informasi atau table yang berada harus dihubungkan untuk mengambil data

Model basisdata berorientasi objek

Adalah basisdata dimana data dapat ditentukan , disimpan dan diakses menggunakan pendekatan pemprograman berorientasi objek. Ada 2 struktur dasar dalam basisdata berorientasi objek, yaitu objek dan literal. Objek adalah struktur yang memilki pengenal, dimana melalui pengenal inilah sebuah objek dapat dihubungkan dengan objek lain.

Literal adalah nilai yang berhubungan dengan objek dan tidak memiliki pengenal.

Keuntungan basisdata berorientasi objek :

•          Programer hanya perlu mengerti konsep berorientasi objek
•          Objek dapat mewariskan properti ke objek lain
•          Banyak proses dalam program aplikasi terjadi secara otomatis
•          Secara teori, pengguna lebih mudah menangani objek

Kelemahan basisdata berorientasi objek :

•          Pengguna harus memahami konsep basisdata berorientasi objek
•          Model belum standar
•          Stabilitas model basisdata berorientasi objek belum terjamin karena model masih baru

Model basisdata relasional objek

Dibuat dengan tujuan menggabungkan konsep model basisdata relasional dengan pemprograman berorientansi objek. Ada 2 tipe yang ditentukan oleh pengguna ( user defined ) yaitu orang dan alamat

Keuntungan basisdata relasional objek :

•          Basis data relasional memiliki banyak arsitektur 3D
•          Tipe yang ditentukan oleh pengguna dapat dibuat

Kelemahan basisdata relasional objek :

•          Pengguna harus mengerti, baik konsep relasional maupun berorientansi objek

Entity – relationship model ( ERD )

Data model didasarkan pada persepsi terhadap dunia nyata yang tersusun atas kumpulan objek-objek dasar yang disebut entitas dan relasi.

Entitas digambarkan dalam basisdata dengan kumpulan atribut. Kumpulan semua entitas bertipe sama disebut kumpulan entitas. Contoh : atribut nim, nama, alamat dan kota dapat menggambarkan data mahasiswa. Atribut-atribut membentuk entitas mahasiswa.

Relasi adalah hubungan antara beberapa entitas. Kumpulan relasi bertipe sama disebut kumpulan relasi. Contoh : relasi menghubungkan mahasiswa dengan mata kuliah yang diambilnya.

Kardinalitas

Pemetaan kardinalitas menyatakan jumlah entitas dimana entitas lain dapat dihubungkan ke entitas tersebut melalui sebuah himpunan relasi. Pemetaan kardinalitas sangat berguna dalam menentukan himpunan relasi yang melibatkan lebih dari dua himpunann entitas. Untuk suatu himpunan relasi biner R antara entity A dan B, pemetaan kardinalitas harus salah satu dari berikut ini :

•          One to one, sebuah entitas pada A berhubungan dengan paling banyak satu entitas pada B dan sebuah entitas pada B berhubungan paling banyak satu entitas pada A
•         One to many, sebuah entitas pada A berhubungan dengan nol atau lebih entitas pada B dan sebuah entitas pada B berhubungan paling banyak satu entitas pada A
•          Many to one, sebuah entitas pada A berhubungan paling banyak satu entitas pada B dan sebuah entitas pada B berhubungan nol atau lebih entitas pada A
•          Many to many, sebuah entitas pada A berhubungan nol atau lebih entitas pada B dan sebuah entitas pada B berhubungan nol atau lebih entitas pada A

Cardinality menyatakan jumlah kemunculan suatu entity di suatu entity lain yang terkait dengannya dalam satu kali proses pemunculan.

Batasan partisipasi

Partisipasi sebuah himpunan entitas E pada himpunan relasi R dikatakan total jika setiap entitas pada E berpartisipasi pada setidaknya satu relasi pada R. jika hanya beberapa entitas pada E berpartisipasi pada relasi di R, partisipasi himpunan entitas E pada relasi R disebut parsial.

Membangun ERD

Merupakan suatu alat utama pemodelan data dan membantu menggambarkan data ke dalam entitas dan hubungan antar entitas.

Metodologi ERD

1.      Mententukan entitas	Menentukan peran, kejadian / kegiatan, lokasi, hal nyata dan konsep dimana pengguna akan menyimpan data
2.      Menentukan relasi	Tentukan hubungan antara sepasang entity menggunakan matrks relationship
3.      Gambar ERD sementara	Gambarkan entity-entity dan relationship diantara entity untuk menghubungkannya
4.      Tentukan kardinalitas	Tentukan kardinalitas ( pemunculan suatu entity di entity untuk menghubungkannya )
5.      Tentukan kunci utama	Identifikasi atribut data yang secara unik menidentifikasi setiap entity
6.      Gambar ERD berdasarkan kunci	Sertakan primary di setiap entity
7.      Menentukan atribut	Kumpulan informasi detil yang penting dalam system yang sedang dikembangkan
8.      Pemetaan atribut	Untuk setiap atribut, letakkan dalam satu entity yang tepat. Cari juga atribut yang ada dalam relationship
9.      Gambar ERD dengan atribut	Sesuaikan ERD hasil langkah 6 dengan entity atau relationship hasil langkah 8
10.  Periksa hasil	Apakah entity relationship diagram akhir telah secara tepat mencerminkan data system ?

1.      Menentukan entitas

Entitas pada system adalah bagian, pegawai, pengawas dan proyek.

2.      Menentukan relasi

Kita membuat matriks relasi entitas sebagai berikut :

	Bagian	Pegawai	Pengawas	Proyek
Bagian		Milik	Dipimpin oleh	X
Pegawai	Bekerja di		X	Bekerja pada
Pengawas	Memimpin	X		X
Proyek	x	Menggunakan	x

3.      Gambar ERD sementara

4.      Tentukan kardinalitas

5.      Tentukan kunci utama

6.      Gambar ERD berdasarkan kunci

7.      Menentukan atribut

Atribut yang diperlukan adalah nama bagian, nama proyek, nama pengawas, nama pegawai selain primary keys

           8.      Pemetaan atribut

Atribut	Entitas
Nama bagian	Bagian
Nama proyek	Proyek
Nama pengawas	Pengawas
Nama pegawai	Pegawai

Atribut	Entitas
Nmbag	Bagian
Nopryk	Proyek
Nmpgw	Pengawas
Nmpeg	Pegawai

Atribut	Relasi
Masa jabatan	Dipimpin oleh
Masa kerja	Bekerja di
Masa kerja proyek	Bekerja pada

            9.      Gambar ERD dengan atribut

           10.  Periksa hasil

Entity relationship model ( lanjutan )

·         Single valued attribute

Atribut bernilai tunggal ditujukan pada atribut-atribut yang memiliki paling banyak satu nilai untuk setiap baris data.

Contoh : pada table mahasiswa nim, nama, alamat merupakan atribut bernilai tunggal, karena atribut-atribut tersebut hanya dapat berisikan satu nilai.

·         Multi valued attribute

Atribut bernilai banyak ditunjukkan pada atribut-atribut yang dapat kita isi dengan lebih dari satu nilai, tetapi jenisnya sama. Contoh : atribut hobi pada table mahasiswa, termasuk atribut bernilai banyak.

·         Derived attribute

Adalah atribut yang nilainya diperoleh dari pengolahan atau dapat diturunkan dari atribut atau table lain yang berhubungan.

·         Simple attribute

Adalah atribut atomic yang tidak dapat dipilah lagi, sedangkan atribut komposit merupakan atribut yang masih dapat diuraikan lagi menjadi sub-sub atribut yang masing-masing memiliki makna.

Konversi model E-R ke skema relasi

  A.     Secara umum

•          Entity sama dengan relasi / table
•          Atribut sama dengan item data / field

  B.     Binary relationship ( 1:1 mandatory di kedua entity )

Menjadi 2 relasi yang dihasilkan dari 2 entity, dimana key atribut entity pertama harus diletakkan sebagai atribut ( foreign key ) dari entity kedua atau sebaliknya.

  C.     Binary relationship ( 1:1 mandatory di salah satu entity )

Menjadi 2 relasi yang dihasilkan dari 2 entity, dimana key atribut entity yang mandatory (1,1) harus diletakkan sebagai atribut foreign key dari entity yang bukan mandatory ( 0,1 )

  D.     Binary relationship (1:M atau M:1 )

Menjadi 2 relasi yang dihasilkan dari 2 entity, dimana key atribut entity yang ‘one’ harus diletakkan sebagai atribut foreign key dari entity yang many.

  E.      Binary relationship ( M:N )

Menjadi 3 relasi yang dihasilkan dari 2 entity dan 1 relationship, dimana key atribut relasi yang dihasilkan dari relationship berasak dari key atribut 2 entity yang dihubungkannya.

  F.      Unary relationship ( 1:1 )

Menjadi  1 relasi dengan menambahkan peran lain dari entity tersebut sebagai atribut

  G.     Unary relationship ( 1:M )

Sama dengan kardinalitasb 1,1. Menjadi 1 relasi dengan menambahkan peran lain dari entity

tersebut sebagai atribut

  H.     Unary relationship ( M:N )

Menjadi 2 relasi yang berasal dari entity dan relationship. Atribut relasi yang berasal dari relationship memiliki 2 key atribut yang berasal dari key atribut entity dan key atribut relationship tersebut.

Tipe file

Database dibentuk berdasarkan kumpulan file. File data dapat digolongkan menurut jenisnya adalah sebagai berikut :

                I.     File induk ( master file )

   Didalam aplikasi, file ini merupakan file yang penting. File ini tetap terus ada selama hidup dari system informasi. File induk dapat dibedakan lagi menjadi :

·  File induk acuan, yaitu file induk yang recordnya relatif statis, jarang berubah nilainya. Contoh : file daftar mata kuliah, file daftar golongan dll

·  File induk dinamik, yaitu file induk yang nilai dari record-recordnya sering berubah atau sering dimutakhirkan sebagai akibat dari suatu transaksi. Contoh : file induk pelanggan, file induk barang, dll

                 II.     File transaksi

   File transaksi sering disebut juga dengan nama fileinput. File ini digunakan untuk merekam data hasil dari suatu transaksi yang terjadi dan biasanya mempengaruhi nilai record file induk. Contoh: file transaksi penjualan yang berisi data tentang transaksi oenjualan yang terjadi ( tanggal, nama barang, jumlah ) maka record file induk akan diupdated sesuai dengan transaksi penjualan yang terjadi.

                III.     File laporan

   File ini disebut juga dengan file output, yaitu file yang berisi informasi yang akan ditampilkan . file ini dibuat untuk mempersiapkan pembuatan suatu laporan dan biasanya dilakukan bila printer belum siap atau masih digunakan oleh proses yang lain.

                IV.     File sejarah

   Disebut juga dengan file arsip yaitu file yang berisi dengan data masa lalu yang sudah tidak aktif lagi tetapi perlu disimpan untuk keperluan mendatang.

                V.     File pelindung

   Merupakan salinan dari file-file yang masih aktif di database pada suatu saat tertentu. File ini digunakan sebagai cadangan atau pelindung bila file database yang aktif rusak atau hilang.

                VI.     File kerja

   Disebut juga dengan nama file sementara atau scratch file. File ini dibuat oleh suatu proses program secara sementara karena memori computer tidak mencukupi atau untuk menhemat pemakaian memori selama proses dan akan dihapus bila proses telah selesai.

Akses file

Merupakan suatu metode yang menunjukkan bagaimana suatu program computer / aplikasi akan membaca atau menulis record-record pada suatu file.

File dapat diakses dengan 2 cara , yaitu :

·         Metode akses urut

Dilakukan dengan membaca atau menulis suatu record di file, pembacaan dimulai dari record pertama, urut sampai dengan record yang diinginkan atau terakhir.

·         Metode akses langsung

Dilakukan dengan cara langsung membaca record pada posisinya di file tanpa membaca dari record pertama terlebih dahulu.

Organisasi file

Adalah pengaturan dari record secara logika didalam file dihubungkan satu dengan yang lainnya. Walaupun organisasi file dan pengaksesan file dapat dipandang secara terpisah tetapi biasanya pembahasan mengenai organisasi file menyangkut keduanya, yaitu sebagai berikut :

File urut, merupakan file denganorganisasi urut dengan pengaksesan secara urut.

File urut berindeks atau sering disebut dengan ISAM , merupakan file dengan organisasi urut dengan pengaksesan secara langsung.

File akses langsung atau disebut dengan file alamat langsung merupakan file dengan organisasi acak dengan pengaksesan langsung. Organisasi file seperti ini disebut dengan organisasi file tradisional atau konvensional, karena telah ada sebelum struktur database dikembangkan.