data modelling using the entity relationship model
TRANSCRIPT
Data Modelling Using the Entity Relationship Model
Minggu 3 dan 4
Rusydi Umar, S.T. M.T.
Teknik Informatika UAD
Tujuan dan manfaat
Menjelaskan konsep pemodelan dari Entity-Relatinoship (ER) Model
ER Model sering disebut juga konseptual data model tingkat tinggi
Digunakan untuk merancang konsep aplikasi basis data
Banyak tools perancangan basis data menggunakan konsep ini
Perancangan Basis Data menggunakan Konsep Model Data Tingkat Tinggi
Mengumpulkan dan menganalisa kebutuhanWawancara dengan pengguna untuk mengetahui mendokumentasikan kebutuhan data penggunaDiusahakan selengkap mungkin dan sedetil mungkinDisamping itu juga penting untuk diketahui kebutuhan fungsional pengguna yang berisi operasi-operasi yang di akan diterapkan pada basis data, termasuk membaca, dan menulis basis data
Data Flow Diagram (DFD)
Untuk menspesifikasikan kebutuhan fungsional pengguna, digunakan data flow diagram.
Lebih lanjut tentang data flow diagram dapat dilihat di mata kuliah rekayasa Perangkat Lunak
Perancangan Basis Data menggunakan Konsep Model Data Tingkat Tinggi
Langkah berikutnya adalah Merancang Basis Data KonseptualYaitu membuat Skema Konseptual untuk Basis Data menggunakan Konsep Model Data Tingkat TinggiSkema ini berisi penjelasan tentang kebutuhan data dan tipe data, hubungan dan batasanKarena tidak berhubungan dengan media penyimpanan maka mudah dikomunikasikan dengan pengguna non teknis
Perancangan Basis Data Lojik/Pemetaan Model Data
Langkah berikutnya adalah implementasi dari basis data.Kebanyakan DBMS menggunakan data model, maka langkah selanjutnya mengubah skema konseptual menjadi model data implementasiLangkah terakhir Merancang Basis Data Fisik
Contoh Kasus : Basis Data Perusahaaan (Company)
Mengumpulkan kebutuhan data
Membuat Skema Konseptual langkah demi langkah sekaligus memperkenalkan konsep pemodelan dari model ER
Hasil Dari pengumpulan kebutuhan pengguna adalah sebagai berikut
Basis Data Perusahaan
Perusahaan terdiri dari departemen-departemen. Departemen mempunyai nama yang unik, nomor yang unik, manager, mulai-kerja dari manager, departemen mungkin berada di beberapa lokasi
Departemen mengontrol beberapa proyek, masing-masing mempunyai nama yang unik, nomer yang unik, dan menempati satu lokasi terntentu
Basis Data Perusahaan
Perusahaan mempunyai karyawan-karyawan. Karyawan mempunyai data tentang nama, nomer ID, alamat, gaji, jenis kelamin, tgl lahir. Tiap karyawan berada di bawah satu departemen tapi dapat melaksanakan beberapa proyek yang proyek2 tersebut tidak harus dikontrol oleh departemen yang sama. jam-kerja/minggu/proyek dari karyawan dicatat, tiap karyawan mempunyai supervisor Karyawan mempunyai data tentang tanggungan untuk keperluan asuransi, masing-masing tanggungan memiliki data nama, jenis kelamin, tgl lahir dan hubungannya dengan karyawan
Skema ER diagram untuk Basis Data Perusahaan
Entities and Attributes
Objek dasar dari model ER adalah entitas
Objek riil yang dapat dibedakan satu dengan lainnya dan keberadaanya tidak saling bergantungan
Entitas mungkin berupa objek yang bersifat fisik. Contoh : mobil, pegawai, rumah
Entitas Konseptual, Secara fisik tidak ada, entitas yang bersifat konsep. Contoh : perusahaan, pekerjaan, mata kuliah
Entities and Attributes
Entities and Attributes
Tiap entitas mempunyai karakteristik tertentu yang disebut Attributes, yang menggambarkan entitas.Contoh, Entitas Karyawan dapat digambarkan dengan namanya, umur, alamat, gaji. Entitas tertentu akan mempunyai nilai tertentu dari tiap atributnyaAttribute adalah Sifat yang digunakan untuk membedakan instance entitas dengan instance entitas yang lain
Types of Attrributes
Simple (Sederhana) vs Composite (Komposit)
Single-valued (bernilai tunggal) vs multivalued (bernilai banyak)
Stored (tersimpan) vs derived (turunan)
Simple (Sederhana) vs Composite (Komposit)
Atribut komposit : atribut yang terdiri dari beberapa atribut yang lebih mendasarContoh : Atribut alamat dapat terdiri dari Nama Jalan dan No RumahAtribut sederhana/atomik : atribut yang tidak dapat dibagi-bagi menjadi atribut yang lebih lebih mendasarContoh : Atribut umur
Hirarki dari atribut komposit
Single-valued (bernilai tunggal) vs multivalued (bernilai banyak)
Atribut Berharga Tunggal (Single-valued Attribute) : atribut yang hanya mempunyai satu harga untuk suatu entitas tertentu. Contoh : atribut umur hanya mempunyai satu nilai untuk satu entitas, misal 20thAtribut Berharga Ganda (Multi-valued Attribute) : atribut yang dapat terdiri dari sekumpulan harga untuk suatu entitas tertentuContoh : atribut warna dari mobil, mungkin sebuah mobil mempunyai banyak warna yaitu hitam, biru dan merah.
Stored (tersimpan) vs derived (turunan)
Dalam beberapa kasus sebuah atribut berhubungan dengan atribut yang lain.Contoh : atribut umur berhubungan dengan atribut tanggal lahir.Untuk orang tertentu atribut umur dapat dihitung dengan mengurangi tanggal sekarang dengan tanggal lahir.Maka atribut umur disebut dengan atribut turunan, yaitu diturunkan dari tanggal lahir.Atribut tanggal lahir ini maka disebut sebagai atribut tersimpan.
Atribut yang komplek dari AddressPhone
Dua entitas EMPLOYEE dan COMPANY dan anggotanya
Tipe entitas CAR dan atributnya
Null Value
Dalam beberapa kasus mungkin terjadi tidak ada sebuah nilai pun yang dapat dimasukkan kedalam atribut.(bermakna not applicable)Contoh : Jenjang pendidikan, atribut ini hanya mempunyai nilai untuk orang yang pernah bersekolah dan tamatUntuk kasus tersebut dibuatlah nilai nullNilai null juga digunakan bila nilai dari suatu atribut tidak diketahui (bermakna unknown)
Entity Types,
Entity Types (Tipe Entitas) adalah sekumpulan entitas yang mempunyai atribut yang sama
Tipe entitas dalam diagram ER dilambangkan dengan kotak.
Atribut dilambangkan dengan oval dan dihubungkan dengan tipe entitasnya melalui sebuah garis
Extension adalah sebagian dari tipe entitas
Atribut Kunci (Key Attribute) :
identifier unik dari suatu entitas karena nilai dari atribut kunci ini akan berbeda untuk masing-masing entitasdapat terdiri dari atribut sederhana/ komposit Contoh :
NomorMobil dari entitas MOBIL kompositNIM dari entitas mahasiswa sederhana
Dalam diagram ER atribut kunci diberi garis bawah.Atribut kunci tidak boleh mempunyai harga yang sama untuk entitas yang berbeda
Value Sets (Domains) of Attributes
kumpulan harga/nilai yang dapat dimiliki oleh atribut dari suatu entitas
Contoh :Atribut umur karyawan domainnya 16 sampai 70
Atribut nama pada entitas barang domainnya nama barang (sekumpulan karakter.)
Desain Konseptual Awal dari Basis Data Perusahaan (1)
Berdasarkan hasil wawancara dengan pengguna tentang kebutuhan basis data pengguna, maka dapat ditentukan empat tipe entitas
Tipe entitas Department dengan atribut Name, Number, Locations, Manager dan ManagerStartDates. Satu-satunya multivalued attribute adalah Locations. Atribut kuncinya adalah Name dan Number
Desain Konseptual Awal dari Basis Data Perusahaan (2)
1. Tipe entitas Project, dengan atribut Name, Number, Location, dan ControllingDepartment. Atribut kuncinya adalah Name dan Number
2. Tipe entitas Employee, dengan atribut Name, SSN, Sex, Address, Salary, BirthDate, Department, dan Supervisor. Name dan Address mungkin atribut komposit, karena tidak ditentukan saat wawancara pertama, maka temui kembali pengguna untuk menentukannya.
3. Tipe entitas Dependent, dengan atribut Employee, DependentName, Sex, BirthDate, dan Relationship (hubungan dengan karyawan)
Beberapa hal yang tak terlihat adalah
Jumlah jam kerja perminggu karyawan yang bekerja pada proyek tertentu karakteristik ini diperoleh dari wawancara solusinya :
Dibuat menjadi atribut composite multivalued pada Employee yang disebut WorksOn dengan komponen (Project, Hours)
Atau dapat dibuat menjadi atribut composite multivalued dari Project yang disebut Workers dengan komponen (Employee, Hours)
Preliminary DesignDEPARTMENT
Name, Number, {Locations}, Manager, ManagerStartDate
PROJECTName, Number, Location, Controlling Department
EMPLOYEEName(Fname, Minit, Lname), SSN, Sex, Address,
Salary, BirthDate, Department, Supervisor, {WorksOn(Project, Hours)}
DEPENDENTEmployee, DependentName, Sex, BirthDate,
Relationship
Implicit Relationship
Jika atribut dari salah satu entitas merujuk pada entitas yang lain maka, muncul relationship.Atribut Manager dari entitas Department merujuk pada karyawan yang memimin DepartemenAtribut ControllingDepartment dari Project merujuk pada departemen yang mengontrol ProjectAtribut Supervisor dari entitas Employee merujuk pada Employee (yang berperan sebagai supervisee dari karyawan ini)Atribut Department dari Empolyee merujuk pada Departement dimana Employee bekerja Dll
Implicit Relationship
Dalam model ER, rujukan ini tidak di wakili oleh atribut tetapi oleh relationship.
Dalam desain awal relationship pada umumnya tetangkap sebagai atribut
Dengan perbaikan desain maka atribut tersebut diubah menjadi relationship
Relationships
Relationship Types R diantara n entitas E1, E2, ….En mendefinisikan sekumpulan asosiasi diantara entitas dari tipe tersebut
R adalah sekumpulan relationship instance ri
Lihat contoh berikut :
Relationships
Degree of relationship type
Derajat relasi adalah jumlah tipe entitas yang berpartisipasi dalam relasi.Derajat relasi WORKS_FOR adalah 2.Relasi yang berderajat 2 disebut binary relationships.Relasi yang berderajat 3 disebut ternary relationships.
Ternary relationship
Role names and recursive relationships
Masing-masing tipe entitas memegang peranan dalam hubungan antar tipe entitas (relationship). Nama peran menjadi penting bila tipe entitas yang sama terlibat lebih dari satu kali pada satu relationship dengan peran yang berbeda. Relationship seperti ini dikenal dengan sebutan recursive relationship. Nama peran TIDAK PENTING bila semua tipe entitas yang terlibat tidak ada yang sama, karena nama entitas bisa mewakili menjadi peran sekaligus
Role names and recursive relationships
Constraints on relationship types
TOTAL semua karyawan HARUS bekerja pada suatu departemen (harus)
PARTIAL beberapa dari karyawan memimpin suatu departemen (tidak semua)
Cardinality Ratio
Adalah jumlah dari relationship instance yang dapat diikuti oleh entitas1 : 1 : satu entitas pada tipe entitas A berhubungan dengan satu entitas pada tipe entitas B dan juga sebaliknya, seorang manager hanya memimpin satu departemen 1 : N : suatu entitas di A dihubungkan dengan sejumlah entitas di B, satu departemen memiliki banyak karyawan M : N : sejumlah entitas di A dihubungkan dengan sejumlah entitas di B,satu proyek mempunyai banyak karyawan, satu karyawan boleh bekerja di beberapa proyek
M:N Relationships
Attribut of Relationship Types
Tipe relasi juga bisa mempunyai atribut.
Contoh, untuk mencatat jumlah jam perminggu dari karyawan yang mengerjakan proyek, dapat ditambahkan atribut Hours pada relasi WORKS_ON
Attribut of Relationship Types (1)
Atribut dari relasi 1:1 atau 1:N dapat dipindah-pindahkan dari masing-masing entitas yang berpartisipasi dalam relasi tersebut.Contoh : Atribut StartDate dari relasi MANAGES dapat diletakkan di entitas EMPLOYEE atau DEPARTMENTTapi secara konseptual atribut StartDate adalah miliknya relasi MANAGES
Attribut of Relationship Types (2)
Untuk relasi 1:N atribut relasi hanya dapat dipindahkan ke entitas yang NContoh : dalam relasi WORKS_FOR terdapat relasi StratDate diletakkan dalam entitas EMPLOYEEUntuk relasi N:N atribut relasi ditentukan berdasarkan dari entitas yang berpartisipasi dalam relasi tersebut.
Weak Entity Type
Entitas yang tidak mempunyai atribut kunci Entitas dari WET dapat diidentifikasi dengan entitas lain yang berelasi dengan WET tersebut.Entitas lain tersebut disebut identifying owner.Relasinya disebut identifying relationship
Weak Entity Type (2)
WET selalu mempunyai batasan keikutsertaan TOTAL (existence dependency), karena WET tidak dapat diidentifikasi tanpa entitas pemiliknyaTidak semua existence dependency merupakan WETContoh : Entitas SIM tidak dapat muncul tanpa ada pemiliknya, dan entitas SIM mempunyai kunci, maka entitas SIM bukan WET
Weak Entity Type (3)
Contoh : Entitas DEPENDENT dengan atribut DependentName, BirthDate, Sex, dan Relationship dengan EMPLOYEEDua DEPENDENT dari EMPLOYEE yang berbeda mungkin mempunyai nilai yang sama untuk atribut DependentName, BirthDate, Sex, dan Relationship, tetapi keduanya tetap dianggap sebagai entitas yang berbeda
Weak Entity Type (4)
WET biasanya mempunyai partial key, yaitu sekumpulan atribut yang dapat membedakan entitas yang satu dengan yang lainnya dalam WETDapa juga digambarkan dengan multivalued composite attributPartial key digambarkan dengan garis bawah putus2
Refining ER design
Design pada halaman 25 dapat dihaluskan dengan menambahkan dengan :
Meletakkan atribut milik relasi ke relasiMenentukan cardinality ratio dan participation constrain dari tiap relasiBila cardinality ratio dan participation constrain tidak dapat ditentukan maka desainer dapat kembali ke pengguna untuk menanyakan hal tersebut
Tipe Relationship
MANAGES, Realsi 1:1 dari EMPLOYEE dan DEPARTMENTEMPLOYEE mempunyai batasan keikutsertaan partialDEPARTMENT mempunyai batasan keikutsertaan totalAtribut relasi adalah StartDate
Tipe Relationship
WORKS_FOR, Realsi N:1 dari EMPLOYEE dan DEPARTMENTEMPLOYEE mempunyai batasan keikutsertaan totalDEPARTMENT mempunyai batasan keikutsertaan totalAtribut relasi tidak ada
Tipe Relationship
CONTROLS, Realsi 1:N dari DEPARTMENT dan PROJECTPROJECT mempunyai batasan keikutsertaan totalDEPARTMENT mempunyai batasan keikutsertaan partialAtribut relasi tidak ada
Tipe Relationship
SUPERVISION, Realsi 1:N dari EMPLOYEE (sebagai sepervisor) dan EMPLOYEE (sebagai supervisee)EMPLOYEE mempunyai batasan keikutsertaan partialEMPLOYEE mempunyai batasan keikutsertaan partialAtribut relasi tidak ada
Tipe Relationship
WORKS_ON, Realsi M:N dari EMPLOYEE dan PROJECTEMPLOYEE mempunyai batasan keikutsertaan totalPROJECT mempunyai batasan keikutsertaan totalAtribut relasi adalah Hours
Tipe Relationship
DEPENDENT_OF, Realsi 1:N dari EMPLOYEE dan DEPENDENT (identifying relationship)EMPLOYEE mempunyai batasan keikutsertaan partialDPENDENT mempunyai batasan keikutsertaan totalAtribut relasi adalah tidak ada
ER diagram
Notasi Alternatif
Notasi alternatif untuk structural constraint adalah dengan pasangan angka (min, max)angka ini menunjukkan relationship instance dari entitas ybsnilai min dan max adalah 0≤min≤max dan max≥1min = 0 berarti partial participatonmin > 0 berarti total participation
Skema ER diagram untuk Basis Data Perusahaan
Skema konseptual perusahaan dalam class diagram UML
Ternary relationships
Derajat dari relationship yaitu binary dan ternary
65
Ternary Binary Relationships
CAB tidak dapat dipresentasikan sebagai three binary relationships:Alasan : binary relationships tidak dapat menangkap secara tepat informasi yang direpresentasikan oleh ternary relationship.
Customer BranchC2 B1C1 B1C2 B2
branches
accountscustomers CA
ABCB
Customer Branch AccountC2 B1 A1C1 B1 A2C2 B2 A2
??customers accountsCAB
branches
CAB relationships
Branch AccountB1 A1B1 A2B2 A2
Customer AccountC2 A1C1 A2C2 A2
Relationships for the new ER diagram (after projections)
AB CA CB
66
Ternary Binary Relationships
Tapi kumpulan relasi dari diagram asal dapat menghasilkan kumpulan binary relationship yang sama persisDengan menggunakan three binary relationships, bagaimana cara mengetahui bahwa entitas (C2,B1,A2) ada atau tidak? Informasi ini hilang saat translasi.
branches
accountscustomers CA
ABCB??
customers accountsCAB
branches
Customer Branch AccountC2 B1 A1C1 B1 A2C2 B2 A2C2 B1 A2
Customer BranchC2 B1C1 B1C2 B2
Branch AccountB1 A1B1 A2B2 A2
Customer AccountC2 A1C1 A2C2 A2
Relationships for the new ER diagram (after projections)
AB CA CB
Another set of CAB relationships
67
CAB direpresentasikan sebagai weak entity set CAB’ (called “connecting ES”)
Skema menggunakan binary relationships menangkap seluruh informasi yang ada di ternary relationship.
branches accountscustomers
CAB’
Ternary Binary Relationships (cont)
customers accountsCAB
branches
C’ B’ A’
68
Ternary relationship types. (a) The SUPPLY relationship. (b) Three binary relationships not equivalent to SUPPLY. (c) SUPPLY represented as a weak entity type.