Pre Test1. Apa yang dimaksud dengan istilah “Data” dan “Informasi” ?

Serta berikan contohnya

2. Apa yang anda ketahui tentang database ?

3. Berikan Hierarchy Database ? Urutkan dari elemen terbesar sampai

terkecil

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. BASIS DATA & PEMAKAIANYA1. DEFINISI DASAR

o Basis data : sekumpulan data yang satu sama lain saling

berhubungan

Data : Fakta yang dapat disimpan dan mempunyai arti yang implisit

o Sifat-sifat implisit dari basis data :

Menyajikan sebagian dari dunia nyata.

Sekumpulan data yang koheren secara logika, dengan sejumlah arti yang

inheren

Basis data perlu dirancang, dibuat dan dipopulasikan dengan data untuk suatu

tujuan tertentu

o Basis data dapat dibuat dan dipelihara secara manual atau oleh mesin / computer.

Sekumpulan program yang memungkinkan pengguna basis data untuk membuat dan

memelihara suatu basis data disebut : Database Management System (DBMS).

DBMS : Sistem software yang multi guna, yang menyediakan fasilitas untuk

mendifinisikan, membangun dan memanipulasi basis data untuk aplikasi-

aplikasi yang beranea ragam :

MENDEFINISIKAN :

melibatkan spesifikasi : tipe data, struktur, kendala (constraint) dari data yang

akan disimpan.

MEMBANGUN :

berkaitan dengan proses penyimpanan data itu sendiri pada suatu media

penyimpan yang dikontrol oleh DBMS

MEMANIPULASI :

2

termasuk di dalamnya fungsi-fungsi sebagai “query” terhadap basis data,

misalnya retrieve, update, generate report

o Software yang digunakan untuk memanipulasi data + data itu sendiri disebut :

“SISTEM BASIS DATA”

LINGKUNGAN SISTEM BASIS DATA (SIMPLIFIED)

3

2. KARAKTERISTIK BASIS DATA

(DIBANDING DENGAN PEMROSESAN FILE TRADISIONAL)

a. SIFAT ‘SELF DESCRIBING’ DARI SISTEM BASIS DATA

BASIS DATA :

- Sifat yang fundamental bahwa basis data tidak hanya berisi data saja , tapi

lengkap dengan definisi dari data itu sendiri

- Definisi data disimpan dalam katalog system(meta data) yang berisi :

struktur setiap file

tipe dan format penyimpanan dari setiap item data

constraint dari data

- DBMS s/w dapat mengakses basis data tertentu dengan cara mengekstraksi

data dari katalog dan menggunakannya

PEMROSESAN FILE

- definisi data merupakan bagian dari aplikasi program

- program hanya dapat digunakan secara spesifik untuk suatu basis data tertentu

(yang strukturnya telah dideklerasikan dalam program)

- Software pada pemrosesan file hanya dapat mengakses basis data secara

spesifik.

b. “ISOLASI” ANTARA PROGRAM DAN DATA DENGAN ABSTRAKSI DATA.

BASIS DATA :

- “DBMS access program” ditulis secara terpisah dari file-file

yang bersifat spesifik.

- Struktur data disimpan dalam katalog DBMS yang terpisah

dari program (Program data independence)

PEMROSESAN FILE :

- Struktur data dijadikan satu dengan program (embedded), sehingga adanya

perubahan data menyebabkan perubahan semua program yang mengakses data

tersebut.

4

c. MULTI - VIEW DARI DATA

- memungkinkan user yang berbeda untuk mendapatkan perspektif (view) basis data

yang berbeda

- satu view dapat berupa sub set dari basis data atau berisi basis data semu (virtual)

yang diturunkan dari basis data yang ada(tetapi tidak disimpan secara eksplisit)

d. SHARING DATA DAN PEMROSESAN TRANSAKSI MULTI USER

- memungkinkan sejumlah user mengaksesdata secara bersamaan. Untuk ini DBMS

harus menyediakan “Concurrency Control Software” sehingga data yang diakses

valid.

3. ORANG-ORANG YANG BERPERAN LANGSUNG

a. Database Administrator (DBA)

- Orang yang bertanggung jawab terhadap administrasi penggunaan sumber daya

basis data (basis data dan DBMS)

Bertugas :

mengatur otoritasasi akses terhadap basis data

memonitor penggunaan basis data

melayani permintaan s/w dan h/w

b. Database Designer

- orang yang bertanggung jawab dalam perancangan basis data (dalam memenuhi

permintaan user) :

mengidentifikasi data yang akan disimpan dalam basis data

memilih struktur yang sesuai dalam menyajikan dalam basis data.

c. End User

- orang yang pekerjaannya memerlukan akses terhadap basis data untuk keperluan :

query

update

generate report

- End users dibagi dalam 4 kategori :

5

1. Casual end users :

mengakses basis data secara kadan-kadang, tetapi mungkin memerlukan

informasi yang berbeda untuk setiap kalinya.

menggunakan bahasa query yang rumit dalam memspesifikasikan query

2. Naïve/Parametric end users :

Biasanya secara berkala melakukan query dan update basis data dengan

menggunakan jenis query dan update yang standar (transaksi yang telah

diprogram dan dites)

3. Sophisticated end users :

meliputi engineers, scientists & business analysts – yang telah mengenal

dengan baik dan menyeluruh mengenai fasilitas-fasilitas DBMS untuk

memenuhi kebutuhan-kebuuhan yang kompleks.

4. Stand – alone users :

Mereka yang memelihara basis data personal dengan menggunakan paket-

paket program yang telah dibuat dan menyediakan menu-menu yang

mudah untuk digunakan. Misal : user dari suatu “tax package”.

d. System Analists & Application Programmers

- System analysts bertugas mendifinisikan kebutuhan-kebutuhan end user

(khususnya naïve end user), dan mengembangkan spesifikasi untuk transaksi-

transaksi yang memenuhi kebutuhannya.

- Application Programmers berugas mengimplemnentasikan spesifikasi menjadi

program (yang telah di test secara intensif)

4. ORANG-ORANG DI BELAKANG LAYAR

a. DBMS Designers & Implementers

Orang-orang yang merancang dan mengimplementasikan modul-modul DBMS dan

interfacenya sebagai satu paket software

b. Tool Developers

6

Orang-orang yang mengembangkan paket-paket software yang memberikan

fasilitas dalam perancangan dan penggunaan system basis data (misal : paket-paket

untuk performance monitoring, GUI, prototyping, simulation, dlsb)

c. Operators & Maintenance Personal

5. MANFAAT PENGGUNAAN DBMS

a. Pengendalian redundasi

b. Pembatasan Akses (Restricting unauthorized access)

c. Persistent storage untuk obyek-obyek program dan struktur data

d. Inferensi basis data menggunakan aturan-aturan deduksi

e. Tersedianya multiple user interface

f. Dapat menyajikan relasi-relasi yang kompleks antar data yang dilibatkan

g. Pemaksaaan Integrity Constraints

h. Tersedianya fasilitas backup & recovery

6. IMPLIKASI PENGGUNAAN PENDEKATAN BASIS DATA

a. Mempunyai potensi untuk memaksakan standarisasi

b. Mengurangi waktu pengembangan aplikasi

c. Fleksibilitas

d. Tersedianya informasi yang up to date (kekinian)

e. Skala ekonomis

7. KAPAN UNTUK TIDAK MENGGUNAKAN DBMS

Beberapa situasi yang dapat menimbulkan biaya overhead dibandingkan dengan

pemrosesan file tradisional, dalam penggunaan basis data (DBMS) antara lain

disebabkan oleh:

Investasi awal yang tinggi dalam pengadaan hardware, software & pelatihan

Overhead untuk menyediakan security, concurrency control, backup &

recovery, dan fungsi-fungsi integrity

Persoalan-persoalan lain dapat muncul jika database designer dan DBA tidak

merancang database secara tepat dan benar, atau jika aplikasi-aplikasi database tidak

diimplementasikan secara benar.

7

Untuk itu, mungkin lebih disarankan untuk menggunakan pemrosesan file biasa

dalam keadaan-keadaan sbb. :

Basi data dan aplikasi sederhana, terdefinisikan dengan baik, dan diharapkan

tidak berubah

Adanya kebutuhan-kebutuhan nyata dari program yang tidak akan terpenuhi

akibat dari overhead dari DBMS

Tidak diperlukan multiple access terhadap data.

8

PRE TEST1. Apa yang dimaksud dengan

DBMS ?

2. Apa saja manfaat DBMS ?

3. Dalam Kondisi bagaimana kita

tidak memerlukan DBMS ?

4. Sebut dan jelaskan 4 kategori

end user

9

B. KONSEP DAN ARSITEKTUR SISTEM BASIS DATA1. MODEL-MODEL DATA, SCHEMA & INSTANCE

Data model adalah sekumpulan konsep yang digunakan untuk menjelaskan struktur dari basis data (database structure) dan memberikan gambaran tingkat-tingkat abstraksi data (data abstraction).- Model data merupakan alat utama untuk menyediakan abstraksi data.

1. Model data merupakan konsep yang dapat digunakan untuk menjelaskan struktur

dari basis data (tipe data, relasi dan constraint)

2. Model data meliputi sejumlah operasi-operasi dasar untuk menspesifikasikan

retrieval & update dari basis data

Data model juga mencakup sekumpulan operasi (basic & user-defined) yang dapat dilakukan terhadap data yang dihimpun dalam basis data. Operasi dasar (basic) disediakan oleh sistem basis data: insert, delete, update, dan retrieve.

User-defined operation dibuat oleh perancang, contoh: operasi menghitung IPK mahasiswa

Data abstraction adalah deskripsi mengenai struktur basis data yang mudah dimengerti oleh user, atau bisa juga mencakup detil dari penyimpanan data yang biasanya perlu diketahui oleh perancang basis data jadi ada tingkatan abstraksi.

Database structure mencakup data type (type of name is string), relationship (customer has relationship with account), dan constraint (ada batasan bahwa tidak bisa menjamin bahwa - peserta MIK harus sudah mengambil KP1)

10

a. Kategori Model Data

Model data tingkat tinggi

- Menggunakan konsep seperti : entity, attribute and relationship

Model data representasional/implementasi

- paling banyak digunakan dalam DBMS komersial

- termasuk dalam jenis ini adalah model data relasional , jaringan dan hirarki

- data disajikan dengan menggunakan struktur record (record-based data

model)

Model Data Fisik

- menjelaskan bagaimana data disimpan dalam komputer (format-format :

record, urutan-urutan record dan access path)

b. Schemas & Instances

Database Schema (Meta –data)

- diskripsi dari basis data yang dibuat pada saat perancangan dan diharapkan

tidak akan sering berubah

- model data mempunyai konvensi-konvensi tertentu untuk menampilkan

skema (schema diagram). Diagram skema hanya menampilkan beberapa

aspek dari skema basis data, yaitu : nama tipe record, item-item data dan

constraintnya.

Data Instance / Occurrence

- menyatakan nilai-nilai sebenarnya dari skema basis data untuk suatu keadaan

(state) tertentu

- “Database state” merupakan keadaan-keadaan nilai yang ada pada setiap saat

dari database schema yang selalu harus valid (memenuhi constraint yang telah

ditentukan)

11

Contoh Basis Data

Contoh Database Schema Diagram

12

2. ARSITEKTUR DBMS & KEBEBASAN DATA

a. Arsitektur Three Level (Three Schema)

Ada 3 tingkat dalam arsitektur basis data yang bertujuan membedakan cara pandang

pemakai terhadap basis data dan cara pembuatan basis data secara fisik.

3 tingkatan arsitektur basis data :

1. Tingkat Eksternal (External Level)

Tingkat eksternal merupakan cara pandang pemakai terhadap basis data. Pada tingkat

ini menggambarkan bagian basis data yang relevan bagi seorang pemakai tertentu.

Tingkat eksternal terdiri dari sejumlah cara pandang yang berbeda dari sebuah basis

data. Masing-masing pemakai merepresentasikan dalam bentuk yang sudah dikenalnya.

Cara pandang secara eksternal hanya terbatas pada entitas, atribut dan hubungan antar

entitas (relationship) yang diperlukan saja.

13

2. Tingkat Konseptual (Conseptual Level)

Tingkat konseptual merupakan kumpulan cara pandang terhadap basis data. Pada

tingkat ini menggambarkan data yang disimpan dalam basis data dan hubungan antara

datanya.

Hal-hal yang digambarkan dalam tingkat konseptual adalah :

- semua entitas beserta atribut dan hubungannya

- batasan data

- informasi semantik tentang data

- keamanan dan integritas informasi

Semua cara pandang pada tingkat eksternal berupa data yang dibutuhkan oleh pemakai

harus sudah tercakup di dalam tingkat konseptual atau dapat diturunkan dari data yang

ada. Deskripsi data dari entitas pada tingkat ini hanya terdiri dari jenis data dan

besarnya atribut tanpa memperhatikan besarnya penyimpanan dalam ukuran byte.

3. Tingkat Internal (Internal Level)

Tingkat internal merupakan perwujudan basis data dalam komputer. Pada tingkat ini

menggambarkan bagaimana basis data disimpan secara fisik di dalam peralatan storage

yang berkaitan erat dengan tempat penyimpanan / physical storage.

Tingkat internal memperhatikan hal-hal berikut ini :

- Alokasi ruang penyimpanan data dan indeks

- Deskripsi record untuk penyimpanan (dengan ukuran penyimpanan untuk data

elemen

- Penempatan record

- Pemampatan data dan teknik encryption

- Menggunakan low-level model

- Menjelaskan struktur penyimpanan fisik dari basis data

- Menggunakan model data fisik

14

Gambar 1. Tingkatan Arsitektur Basis data

Contoh : sebuah file Pegawai yang akan didefinisikan

Tingkat Eksternal (External Level) :

Cobol01 PEG_REC.

02 PEG_NO PIC X(6).

02 DEPT_NO PIC X(4).

02 GAJI PIC 9(6).

Tingkat Konseptual (Conceptual Level) :

PEGAWAI

NOMOR_PEGAWAI CHARACTER 6

NOMOR_DEPT CHARACTER 4

GAJI NUMERIC 6

Tingkat Internal (Internal Level) :

FILE_PEGAWAI LENGTH = 22

PREFIX TYPE = BYTE (6), OFFSET = 0

EMP# TYPE = BYTE (6), OFFSET = 6, INDEX = EMPX

DEPT# TYPE = BYTE (4), OFFSET = 12

PAY TYPE = FULLWORD, OFFSET = 16

15

2. Data IndependenceArsitektur Three Schema dapat digunakan untuk menjelaskan konsep ‘kebebasan data’

yang dapat didefinisikan sebagai :

Kemampuan untuk merubah skema pada suatu level dari system basis data tanpa harus

menyebabkan perubahan dari skema pada tingkat-tingkat yang lebih tinggi

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.

Kemampuan untuk merubah skema internal tanpa harus merubah skema konseptual

(eksternal)

Perubahan terhadap skema internal mungkin diperlukan karena file-file fisik yang

harus diorganisasikan kembali.

Misal : membuat struktur akses tambahan untuk menambah kinerja dalam

retrieval/updating.

Lebih mudah untuk dilakukan daripada logical data independence karena adanya

isolasi aplikasi dari susunan penyimpanan fisik

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.

kemampuan untuk merubah skema konseptual tanpa harus merubah skema

eksternal

hanya definisi dari view dan mapping yang perlu diubah dalam DBMS

constraint dari basis data juga dapat diubah dalam skema konseptual tanpa

mempengaruhi skema eksternal

16

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.

Perubahan logical schema tidak mengubah external schema / application programs

3. BAHASA DAN INTERFACE DARI BASIS DATA

a. Bahasa-bahasa DBMS

1. digunakan untuk membuat spesifikasi skema konseptual dan internal, dan

mapping antara keduanya.

2. DDL (Data Definition Language) dapat digunakan untuk menspesifikasikan

kedua skema di atas, jika dalam DBMS tidak ada pemisahan yang ketat antara

kedua level tersebut.

17

3. DDL hanya digunakan untuk mespesifikasikan skema konseptual, jika DBMS

mempunyai pemisahan yang jelas.

4. Untuk mapping antara keduanya dapat digunakan VDL (View Definition

Language) untuk menspesifikasikan user view dan mappingnya menjadi skema

konseptual.

5. DML (Data Manipulation Language) digunakan untuk melakukan manipulasi

data (setelah dilakukan proses kompilasi skema konseptual)

6. SQL (Structured Query Language) merupakan contoh bahasa yang digunakan

untuk manipulasi basis data relasional, yang mengintegrasikan DDL, VDL dan

DML.

DML terdiri dari 2 jenis.

1. High Level (Non Procedural) DML

- digunakan secara interaktif (interpreter)

- dapat dijadikan satu dengan general purpose programming language

(embedded)

2. Low Level (Procedural) DML

- digunakan secara embedded dalam suatu general purpose prog. Language

Bilamana kedua jenis DML di atas digunakan secara “embedded”, maka :

Bahasa pemrograman yang digunakan disebut sebagai “HOST LANGUAGE”.

DML nya disebut “SUB LANGUAGE”.

High level DML yang hanya digunakan secara interaktif disebut “QUERY

LANGUAGE”.

Sub language.

sub language adalah subset bahasa yang dipakai untuk operasi

manajemen basis data. Dalam penggunaan biasanya dapat ditempelkan

(embedded) pada bahasa tuan rumah (Cobol, PL/1, dsb). Secara umum

maka setiap pengguna basis data memerlukan bahasa yang dipakai sesuai

tugas dan fungsinya.

Secara khusus pengguna menggunakan berbagai bahasa :

Programmer aplikasi menggunakan bahasa-bahasa seperti Cobol, Informix,

dll (host language) yang ditempelkan dengan bahasa yang dipakai dalam

DBMS. Pemakai terminal menggunakan bahasa Query (misal SQL) atau

menggunakan program aplikasi (yang dirancang oleh programmer).

18

Sedangkan DBA lebih banyak menggunakan bahasa DDL dan DML yang

tersedia dalam DBMS.

b. DBMS Interfaces :

Dibuat untuk memudahkan user (user friendly), meliputi

Menu based

Graphical interfase (GUI)

Form based

Natural language

Interface untuk Parametric user

Interface untuk DBA

4. LINGKUNGAN SISTEM BASIS DATA

a. Modul-modul komponen DBMS

19

b. Utilitas-utilitas system Basis Data

Digunakan untuk membantu DBA dalam menjalankan system basis data, meliputi

fungsi-fungsi :

Loading utility

Back up

File reorganization

Performance monitoring

Utilitas penunjang untuk : sorting file, kompresi data, monitoring akses

dlsb.

c. Fasilitas Komunikasi

- Untuk remoter terminal, distributed Database dll.

5. KLASIFIKASI DBMS

a. Kriteria utama didasarkan pada model data yang disupport (relasional, hirarki,

network, atau object oriented)

b. Kriteria kedua : jumlah user yang dapat ditangani oleh DBMS

c. Kriteria ketiga : jumlah sites (lokasi) > centralized, distributed, client server.

d. Kriteria keempat : biaya / harga dari DBMS

e. Kriteria lain, dapat didasarkan pada :

7. Jenis access path (mis invered file)

8. General purpose atau special purpose (mis. OLTP : On Line Transaction

Processing).

20