tugas basis data

PENGANTAR BASIS DATA

1.                  Konsep Dasar Basis Data

Basis data merupakan kumpulan data yang saling berhubungan (relasi). Relasi biasanya ditunjukan dengan kunci dari tiap file yang ada. Dalam satu file terdapat record-record yang sejenis, sama besar, sama bentuk, yang merupakan satu kumpulan entitas yang seragam. Satu record terdiri dari field yang saling berhubungan menunjukan bahwa field tersebut dalam satu pengertian yang lengkap dan direkam dalam satu record.

Dari pengertian diatas dapat disimpulkan bahwa basis data mempunyai beberapa kriteria penting, yaitu :

1. Bersifat data oriented dan bukan program oriented.

2. Dapat digunakan oleh beberapa program aplikasi tanpa perlu mengubah basis  

    datanya.

3. Dapat dikembangkan dengan mudah, baik volume maupun strukturnya.

4. Dapat memenuhi kebutuhan sistem-sistem baru secara mudah

5. Dapat digunakan dengan cara-cara yang berbeda.

Prinsip utama basis data adalah pengaturan data dengan tujuan utama fleksibelitas dan kecepatan dalam pengambilan data kembali. Adapun Tujuan basis data diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Efisiensi meliputi speed, space dan accurancy.

2. Menangani data dalam jumlah besar.

3. Kebersamaan pemakaian (Sharebility).

4. Meniadakan duplikasi dan inkonsistensi data.

Sistem basis data merupakan perpaduan antara basis data dan sistem manajemen basis data (SMBD). Komponen-komponen sistem basis data meliputi :

1. Perangkat Keras (Hardware) sebagai pendukung operasi pengolahan data.

2. Sistem Operasi (Operating System) atau perangkat lunak untuk mengelola basis

     data.

3. Basis data (Database) sebagai inti dari sistem basis data.

4. Sistem Manajemen Basis Data (SMBD).

5. Pemakai (User).

6. Aplikasi lain.

Perangkat untuk menjaga abstraksi data dikenal dengan sebutan data model. Data model merupakan kumpulan konsep yang dapat digunakan untuk menggambar struktur data. Struktur basis data meliputi tipe data, relationship, dan beberapa syarat yang harus dipenuhi basis data.

Ada beberapa definisi yang umum digunakan dalam basis data, yaitu :

1.Entitas : Entitas adalah orang, tempat, kejadian atau konsep yang informasinya direkam. Pada bidang Administrasi Siswa misalnya, siswa, buku, pembayaran.

2.Atribut : Atribut biasa disebut juga data elemen, data field, atau data item yang digunakan untuk menerangkan suatu entitas dan mempunyai harga tertentu, misalnya atribut dari entitas pegawai diterangkan oleh, nama, umur, alamat, pekerjaan.

3.Data Value (Nilai Data) : Data Value adalah data aktual atau informasi yang disimpan pada tiap data, elemen, atau atribut. Atribut nama pegawai menunjukan tempat dimana informasi nama karyawan disimpan, nilai datanya misalnya adalah Anjang, Arif, Suryo, dan lain-lain yang merupakan isi data nama pegawai tersebut.

4.File/Tabel : Kumpulan record sejenis yang mempunyai panjang elemen yang sama, atribut yang sama, namun berbeda nilai datanya.

5.Record/Tuple : Kumpulan elemen-elemen yang saling berkaitan menginformasikan tentang suatu entitas secara lengkap. Satu record mewakili satu data atau informasi.

1. Persyaratan Basis Data

Ada beberapa ketentuan yang harus diperhatikan pada pembuatan file basis data agar dapat memenuhi kriteria sebagai suatu basis data, yaitu :

a) Redudansi dan inkonsistensi data : Penyimpanan data yang sama dibeberapa tempat disebut redundansi, hal ini menyebabkan pemborosan dan menimbulkan inkonsistensi data (data tidak konsisten) karena bila terjadi perubahan terhadap data maka data harus dirubah dibeberapa tempat, hal ini tentunya tidak efisien.

b) Pengaksesan data : Data dalam basis data harus siap diakses oleh siapa saja yang membutuhkan dan mempunyai hak untuk mengaksesnya. Oleh karena itu perlu dibuat suatu program pengelolaan atau suatu aplikasi untuk mengakses data yang dikenal sebagai DBMS.

c) Data terisolasi untuk standarisasi : Jika data tersebar dalam beberapa file dalam bentuk format yang tidak sama, maka akan menyulitkan dalam menulis program aplikasi untuk mengambil dan menyimpan data, oleh karena itu data dalam satu database harus dibuat satu format sehingga mudah dibuat program aplikasinya

d) Masalah keamanan (security) : Tidak setiap pemakai sistem basis data diperbolehkan untuk mengakses semua data, misalnya data mengenai gaji pegawai hanya boleh dibuka oleh bagian keuangan dan personalia, sedang bagian gudang tidak diperkenankan untuk membukanya. Keamanan dapat diatur dan disesuaikan baik ditingkat basis data atau aplikasinya.

e) Masalah integritas (Integrity) : Basis data berisi file yang saling berhubungan, masalah utama adalah bagaimana kaitan antar file tersebut terjadi meski diketahui bahwa file A terkait dengan file B, namun secara teknis ada field yang mengaitkan kedua file tersebut oleh karena itu field kunci tidak dapat diabaikan dalam merancang suatu basis data.

f) Multiple user : Salah satu alasan basis data dibangun adalah karena nantinya data tersebut digunakan oleh banyak orang, baik dalam waktu berbeda maupun bersamaan sehingga kebutuhan akan basis data handal yang mendukung banyak pemakai perlu dipertimbangkan.

g) Data independence (kebebasan data) : Pada aplikasi yang dibuat dengan bahasa pemrograman seperti BASIC misalnya, apabila program telah selesai dibuat dan ternyata terjadi perubahan terhadap struktur file maka program tersebut harus diubah, ini artinya program tersebut tidak bebas terhadap database yang ada. Berlainan dengan paket DBMS apapun yang terjadi pada struktur file, setiap kali hendak melihat data cukup dengan utility LIST. Ini artinya perintah DBMS bebas terhadap database karena apapun perubahan terhadap database, semua perintah akan stabil tanpa ada yang perlu diubah. Data independence dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu :

* Phisycal Data Independence : Kebolehan untuk mengubah pola fisik database tanpa mengakibatkan suatu aplikasi program ditulis kembali. Modifikasi pada level fisik biasanya hanya pada saat meningkatkan daya guna.

* Logical Data Independence : Kebolehan mengubah pola konseptual tanpa mengakibatkan suatu aplikasi program ditulis kembali. Modifikasi pada level konseptual teristimewa saat struktur logika database berubah, ditambahkan atau dikurangi.

2. Abstraksi Data

Kegunaan utama sistem basis data adalah agar pemakai mampu menyusun suatu pandangan abstraksi dari data. Bayangan mengenai data tidak lagi memperhatikan kondisi sesungguhnya bagaimana satu data masuk ke database disimpan dalam sektor mana, tetapi menyangkut secara menyeluruh bagaimana data tersebut dapat diabstraksikan mengenai kondisi yang dihadapi oleh pemakai sehari-hari. Sistem yang sesungguhnya, tentang teknis bagaimana data disimpan dan dipelihara seakan-akan disembunyikan kerumitannya dan kemudian diungkapkan dalam bahasa dan gambar yang mudah dimengerti oleh orang awam.

Ada tiga kelompok pemakai dalam tingkatan abstraksi saat memandang suatu database, yaitu :

·        Level Fisik : Level ini merupakan level abstraksi paling rendah karena menggambarkan bagaimana data disimpan dalam kondisi sebenarnya.

·        Level Konseptual : Level ini menggambarkan data apa yang disimpan dalam database dan hubungan relasi yang terjadi antara data dari keseluruhan database. Pemakai tidak memperdulikan kerumitan dalam struktur level fisik lagi, penggambaran cukup dengan memakai kotak, garis,dan hubungan secukupnya.

·        Level Pandangan Pemakai (View level) : Level ini merupakan level abstraksi data tertinggi yang menggambarkan hanya sebagian saja yang dilihat dan dipakai dari keseluruhan database, hal ini disebabkan beberapa pemakai database tidak membutuhkan semua isi database.

2.                  Sistem File Tradisional Vs Sistem File Basis data

- Sistem File Tradisional

Sebelumnya, sistem yang digunakan untuk mengatasi semua permasalahan bisnis, menggunakan pengelolaan data secara tradisional  dengan cara menyimpan record-record pada file-file yang terpisah, yang disebut juga sistem pemrosesan file.

Contoh :

universitas yang mempunyai dua sistem ; yakni system yang memproses data mahasiswa dan sistem yang mengelola data mata kuliah

Kelemahan Sistem File Tradisional

1. Timbulnya data rangkap (redundancy data) dan

Ketidakkonsistensi data (Inconsistency data)

Contoh :

-        nama mata kuliah & sks pada file mahasiswa akan

muncul juga pada file mata kuliah. Akibatnya terjadi redudancy data

-       pemborosan tempat penyimpanan dan biaya akses

-       Muncul juga masalah yang disebut inkonsistensi data.

Misalnya : apabila terjadi perubahan jumlah sks mata kuliah, sedangkan perubahan hanya diperbaiki pada file mata kuliah dan tidak diperbaiki pada file mahasiswa. Hal ini dapat mengakibatkan kesalahan dalam laporan nilai mahasiswa.

2. Kesukaran dalam Mengakses Data

-   Munculnya permintaan-permintaan baru yang tidak diantisipasikan sewaktu membuat program aplikasi, sehingga tidak memungkinkan untuk pengambilan data.

3. Data terisolir (Isolation Data)

-      Karena data tersebar dalam berbagai file, dan file-file mungkin dalam format –format yang berbeda, akan sulit menuliskan program aplikasi baru untuk mengambil data yang sesuai.

4. Masalah Pengamanan ( Security Problem)

-       Tidak semua pemakai diperbolehkan mengakses seluruh data.

Contoh :

-        Bagian Mahasiswa hanya boleh mengakses file mahasiswa. Bagian Mata kuliah hanya boleh mengakses file mata kuliah, tidak boleh mengakses file mahasiswa.

-        Tetapi sejak program-program aplikasi ditambahkan secara ad-hoc maka sulit melaksanakan pengamanan

seperti yang diharapkan.

5. Data Dependence

            -     Apabila terjadi perubahan atau kesalahan pada program

aplikasi maka pemakai tidak dapat mengakses data.

-       Sistem File Basis Data

Seiring dengan berjalannya waktu, sistem

pemrosesan file ditinggalkan karena masih bersifat

manual 􀃆 dikembangkan sistem pemrosesan

dengan pendekatan basis data.

Contoh : Data universitas

3.      Database Management system (DBMS)

DBMS (DataBase Management System) adalah sistem yang secara khusus dibuat untuk memudahkan pemakai dalam mengelola basis data. Sistem ini dibuat untuk mengatasi kelemahan sistem pemrosesan yang berbasis berkas.Pada pendekatan yang berbasis berkas, umumnya perancangan sistem didasarkan pada kebutuhan individual pemakai, bukan berdasarkan kebutuhan sejumlah pemakai. Setiap kali terdapat kebutuhan baru dari seorang pemakai, kebutuhan segera diterjemahkan kedalam program komputer. Akibatnya, kemungkinan besar setiap program aplikasi menuliskan data tersendiri. Sementara itu ada kemungkinan data yang sama juga terdapat pada berkas-berkas lain yang digunakan oleh program aplikasi lain.]

4.      DBMS Component

OLE DB menggunakan Component Object Model (COM) infrastruktur, yang mengurangi duplikasi yang tidak perlu jasa dan menyediakan tingkat yang lebih tinggi interoperabilitas, tidak hanya di kalangan sumber informasi yang berbeda tetapi juga antara yang ada lingkungan pemrograman dan alat. Memang, OLE DB adalah cara untuk mengakses data dalam lingkungan COM. OLE DB mendefinisikan sebuah koleksi, terbuka extensible dari COM interface yang merangkum bagian dapat digunakan kembali fungsi DBMS. Antarmuka ini menentukan batas-batas komponen DBMS, seperti kontainer baris, prosesor query dan koordinator transaksi, yang menyediakan akses transaksional seragam ke sumber informasi yang beragam. Seperti faktor komponen DBMS menjadi seperangkat komponen yang mengkonsumsi bekerja sama dan menghasilkan data melalui seragam set interface.

OLE DB bidang fungsional termasuk akses data dan update (rowsets), pengolahan query, informasi katalog, pemberitahuan, transaksi, keamanan, dan remote akses data. Dengan mendefinisikan satu set seragam antarmuka untuk mengakses data, OLE DB komponen tidak hanya memberikan kontribusi untuk mengakses data seragam antara sumber-sumber informasi yang beragam tetapi juga membantu mengurangi kompleksitas aplikasi dengan memungkinkan pengembang untuk hanya menggunakan fungsionalitas DBMS yang mereka butuhkanIlustrasi berikut menunjukkan bagaimana aplikasi dapat menggunakan OLE DB interface untuk memulai tindakan oleh prosesor query untuk mengakses struktur data yang berbeda.

Sebuah arsitektur DBMS komponen menggunakan OLE DB interface

5.      DBMS User

Ada empat PENGGUNA Sistem Manajemen Database,

A. Database Administrator (DBA)
B. Database desainer
C .Aplikasi programmer
D. Akhir pengguna
E. Naif pengguna
F. Canggih pengguna
G.Aplikasi programmer

Database Administrator: Salah satu alasan utama untuk menggunakan DBMSs adalah untuk memiliki kontrol pusat baik dari data dan program yang mengakses data. The persons who has such central control authority over the system is called DBA. Orang-orang yang memiliki kendali kewenangan pusat tersebut selama sistem ini disebut DBA. The functions of DBA includes : Fungsi DBA meliputi:
• Definisi Skema
• Penyimpanan struktur dan metode definisi akses
• Skema dan organisasi fisik
• Pemberian otorisasi akses data

Database Manager : Seorang manajer database adalah sebuah modul program yang menyediakan antarmuka antara tingkat data rendah disimpan dalam database dan program aplikasi dan query yang diajukan ke sistem.
Tugas seorang manajer database:
•Security

• Keamanan
•Integrity • Integritas
•Concurrency control • Concurrency control

6.      Keuntungan dan Kerugian Menggunakan DBMS

DBMS memungkinkan untuk menciptakan database dalam penyimpanan akses langsung komputer memelihara isinya dan menyediakan isi tersebut bagi pemakai tanpa pemrograman khusus yang mahal.

Keuntungan DBMS :

a.             Mengurangi pengulangan data.

b.            Mencapai independensi data.

c.             Mengintegrasikan data dari beberapa file.

d.            Mengambil data dan informasi secara cepat.

e.             Meningkatkan keamanan.

      Kerugian DBMS :

a.             Memperoleh perangkat lunak yang mahal.

b.            Memperoleh konfigurasi perangkat keras yang besar.

c.             Mempekerjakan dan mempertahankan staf DBA.

Database terkomputerisasi maupun DBMS bukanlah prasyarat mutlak untuk pemecahan masalah. Namun mereka memberikan dasar-dasar penggunaan komputer sebagai suatu sistem informasi bagi para spesialis informasi dan pemakai.

7.      Istilah-istilah Dasar dalam DBMS

Beberapa Istilah dalam DBMS:

1. Table File yang dipakai untuk menyimpan data yang berhubungan. Suatu table memiliki beberapa record (baris),

dimana tiap record dibagi menjadi beberapa field (kolom). Tiap baris memiliki jumlah kolom yang sama.

2. Record Dikenal juga dengan istilah row atau tuple. Suatu record berisi informasi tentang item tertentu. Misalnya,

suatu record dalam table Pegawai berisi informasi tentang salah satu pegawai. Jika table tersebut berisi 20.000

record, artinya, perusahaan tersebut memiliki 20.000 pegawai.

3. Field Dikenal juga dengan istilah column atau attributes. Suatu field berisi sebagian informasi dari suatu record.

Misalnya, record dalam table Pegawai bisa berisi field-field seperti: nama, alamat, kota, kode-pos, dll.

4. Domain Dipakai untuk merepresentasikan isi dari field yang diijinkan. Misalnya, field jenis kelamin dalam table

Pegawai memiliki dua domain, yaitu Laki dan Perempuan. Setiap field dalam suatu table pasti memiliki domain.

Banyak field yang bisa memiliki domain yang sama. Dengan menggunakan domain, sistem database bisa mendeteksi

pengisian data yang salah pada saat mencari / mengisi data.

5. Primary Key Dipakai untuk mengidentifikasi suatu record dalam suatu table. Misalnya, field Nomor-Pegawai adalah

primary key dalam table Pegawai. Tiap table dalam suatu relational database harus memiliki paling sedikit satu

Primary Key. Primary key tambahan dikenal juga dengan nama Alternate Keys atau Candidate Keys.

6. Foreign Keys Jika suatu Primary Key dari suatu table dipakai sebagai Non-primary key field dari table lain, maka, ia disebut sebagai Foreign Key.

       8.    Arsitektur Basis Data

l  Sistem terpusat

Berjalan pada sistem komputer tunggal dan tidak berinteraksi dengan sistem komputer yang lain.

Sistem komputer multi-guna: satu ke banyak CPU dan beberapa alat pengendali yang terhubung melalui sebuah bus yang memungkinkan akses pembagian memori.

Sistem single-user (mis., PC atau workstation): unit desk-top, single user, biasanya hanya terdiri satu CPU dengan satu atau dua hard disk; SO hanya mendukung untuk satu user.

Sistem Multi-user : lebih banyak penyimpan, memori lebih besar, multiple CPU, dan menggunakan SO multi-user. Melayanai banyak pengguna yang terhubung dengan sistem melalui terminal. Biasa disebut sistem server.

l  Sistem Client--Server

Sistem server melayani permintaan m sistem client, yang mempunyai struktur umum seperti berikut :

l  Sistem Parallel

Shared memory – prosesor membagi memory kepada umum

Shared disk -- prosesor membagi sebagian kapasitas disk

Shared nothing -- prosesor membagi bukan memori dan bukan disk

Hierarchical – gabungan berbagai arsitektur

l  Sistem Terdistribusi (Tersebar)

l  Tipe Network (jaringan)

9.  Arsitektur DBMS Untuk Multiuser

DBMS sendiri digolongkan menjadi 2 bagian menurut penggunanya
1.DBMS Single User
2.DBMS Multi User

dalam tulisan saya ini, saya tidak akan membahas lebih jauh tentang DBMS Singel User, mungkin hanya sekilas saja.

1. DBMS Singel User.
DBMS ini berdiri sendiri, tanpa adanya link atau integritas terhadap database yang lain.
2.DBMS Multi User
DBMS yang bersifat client/server, dimana sang client bisa mengakses kedalam datbase yang sudah diset oleh sang admin ke dalam server dengan privillage tertentu, disni faktor keamanan tetap diperhatikan demi menjaga kerasahasian data tersebut.

 10.  Model Data

Model data adalah kumpulan konsep yang terintegrasi yang menggambarkan data, hubungan antara data dan batasan-batasan data dala suatu organisasi. Fungsi dari sebuah model data untuk merepresentasikan data sehingga data tersebut mudah dipahami.

Untuk menggambarkan data pada tingkat eksternal dan konseptual digunakan model data berbasis objek atau model data berbasis record.

1.   Model Data Berbasis Objek

Model data berbasis objek menggunakan konsep entitas, atribut dan hubungan antar entitas. Beberapa jenis model data berbasis objek yang umum adalah :

- entity-relationship

- semantic

- functional

- object-oriented

2.   Model Data Berbasis Record

Pada model data berbasis record, basis data terdiri dari sejumlah record dalam bentuk yang tetap yang dapat dibedakan dari bentuknya. Ada 3 macam jenis model data berbasis record yaitu :

- model data relasional (relational)

- model data hierarkhi (hierarchical)

- model data jaringan (network)

3.  Model data fisik.
Menggambarkan data di tingkat internal, penyimpanan data secara detailnya dengan format record penyusunan record dan jalur akses.
4.  Model data konseptual.
Menyediakan konsep yang sesuai dengan perpsepsi pemakai yang memandang datanya.

11.   Data Independence

Tujuan utama dari 3 tingkat arsitektur adalah memelihara kemandirian data (data independence) yang berarti perubahan yang terjadi pada tingkat yang lebih rendah tidak mempengaruhi tingkat yang lebih tinggi.

Ada 2 jenis data independence, yaitu

1.    Physical Data Independence

      bahwa internal schema dapat diubah oleh DBA tanpa menggangu conceptual schema. Dengan kata lain physical data independence menunjukkan kekebalan conceptual schema terhadap perubahan internal schema.

2.   Logical Data Independence

      bahwa conceptual schema dapat diubah oleh DBA tanpa menggangu external schema. Dengan kata lain logical data independence menunjukkan kekebalan  external schema terhadap perubahan conceptual schema.

Prinsip data independence adalah salah satu hal yang harus diterapkan di dalam pengelolaan sistem basis data dengan alasan-alasan sbb :

1.   DBA dapat mengubah isi, lokasi, perwujudan dalam organisasi basis data tanpa mengganggu program-program aplikasi yang sudah ada.

2.   Pabrik / agen peralatan / software pengolahan data dapat memperkenalkan produk-produk baru tanpa mengganggu program-program aplikasi yang sudah ada.

3.   Untuk memindahkan perkembangan program-program aplikasi

4.   Memberikan fasilitas pengontrolan terpusat oleh DBA demi keamanan dan integritas data dengan memperhatikan perubahan-perubahan kebutuhan pengguna.