LINGKUNGAN BASIS DATA

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Tujuan utama dari sistem basis data adalah menyediakan pemakai melalui suatu pandangan abstrak mengenai data, dengan menyembunyikan detail dari bagaimana data disimpan dan dimanipulasikan. Oleh karena itu, titik awal untuk perancangan sebuah basis data haruslah abstrak dan deskripsi umum dari kebutuhan-kebutuhan informasi suatu organisasi harus digambarkan di dalam basis data.
Lebih jauh lagi, jika sebuah basis data merupakan suatu sumber yang bisa digunakan bersama maka setiap pemakai membutuhkan pandangan yang berbeda-beda terhadap data di dalam basis data. Untuk memenuhi kebutuhan ini, arsitektur komersial basis data yang banyak digunakan telah tersedia saat ini dan telah mengalami perluasan yaitu arsitektur ANSI-SPARC.
Materi ini menyediakan latar belakan informasi yang penting pada basis data, diantaranya tiga tingkatan arsitektur ANSI-SPARC, pengenalan model data, fungsi yang disediakan oleh DBMS multi user.

tempat berkumpul, tempat bersarang, gudang. Data adalah representasi fakta dunia yang mewakili suatu objek yang direkam dalam bentuk angka, huruf, simbol, teks, gambar, bunyi atau kombinasinya.

Basis data (database) juga bias diartikan kumpulan dari berbagai data yang saling berhubungan satu dengan yang lainnya. Basis data tersimpan di perangkat keras, serta dimanipulasi dengan menggunakan perangkat lunak. Pendefinisian basis data meliputi spesifikasi dari tipe data, struktur dan batasan dari data atau informasi yang akan disimpan. Database merupakan salah satu komponen yang penting dalam sistem informasi, karena merupakan basis dalam menyediakan informasi pada para pengguna atau user.

1.2 Rumusan Masalah
1. Apakah yang dimaksud dengan Basis Data?
2. Ada berapa kelompom Basis Data?
3. Apa yang dimaksud dengan DBMS dan apa fungsinya?

1.3 Tujuan Pembelajaran

1, Mahasiswa dapat menjelaskan tingkatan arsitektur basis data,
2. Mahasiswa dapat menjelaskan konsep data independence, komponen DBMS, fungsi DBMS serta bahasa yang digunakan     didalam DBMS,
3. Mahasiswa dapat mejelaskan perbedaan model data berbasis objek, record, konseptual, dan fisik.
4. Mahasiswa dapat menjelaskan fungsi dan isi dari data dictionary,
5. Mahasiswa dapat menjelaskan perbedaan arsitektur DBMS multi user.

MATERI

Tiga Tingkatan Arsitektur Basis data ANSI-SPARC
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 pandan,secara eksternal hanya terbatas pada entitas, atribut dan hubungan antar entitas (relationship) yang diperlukan saja.
  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

Data Independence

            Data Independence adalah Metode mengubah pola data dari isi data tersebut dan cara menyimpannya, sehingga perubahan tersebut tidak menyebabkan suatu program aplikasi ditulis kembali.

Ada dua tingkat data Independence Dalam Basis Data Yaitu :

Tingkat Pertama

Struktur logika dari data (The logical structure of the data) dikenal sebagai definisi skema( schema definition). Secara umum, jika aplikasi pengguna beroperasi pada subset dari atribut relasi, seharusnya tidak akan terpengaruh, ketika atribut baru ditambahkan ke relasi yang sama. Independensi data logis menunjukkan bahwa skema konseptual dapat diubah tanpa mempengaruhi skema yang ada.

Tingkat Kedua

Struktur fisik data (The physical structure of the data) disebut sebagai “deskripsi data fisik (physical data description)”. Physical data independence deals menawarkan dengan menyembunyikan detail dari struktur penyimpanan dari aplikasi pengguna. Aplikasi tidak boleh terlibat dengan masalah ini karena, secara konseptual, tidak ada perbedaan dalam operasi yang dilakukan terhadap data.

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

Bahasa Dalam DBMS

DBMS (Database Management systems) adalah kumpulan program yang mengkoordinasikan semua kegiatan yang berhubungan dengan basis data. Dengan adanya berbagai tingkatan pandangan dalam suatu basis data maka untuk mengakomodasikan masing-masing pengguna dalam piranti lunak manajemen basis data biasanya terdapat bahasa-bahasa tertentu yang disebut Data Sub language. Menurut wikipedia, DBMS adalah suatu sistem atau perangkat lunak yang dirancang untuk mengelola suatu basis data dan menjalankan operasi terhadap data yang diminta banyak pengguna.

Data 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.

Dalam basis data secara umum dikenal 2 data sub language :

1. Data Definition Language (DDL)

Bahasa yang digunakan dalam mendefinisikan struktur atau kerangka dari basis data, di dalamnya termasuk record. elemen data, kunci elemen, dan relasinya

DDL digunakan untuk mendefinisikan, mengubah, serta menghapus basis data dan ubjek-objek yang diperlukan dalam basis data, misalnya tabel, view, user, dan sebagainya. Secara umum, DDL yang digunakan adalah CREATE untuk membuat objek baru, USE untuk menggunakan objek, ALTER untuk mengubah objek yang sudah ada, dan DROP untuk menghapus objek. DDL biasanya digunakan oleh administrator basis data dalam pembuatan sebuah aplikasi basis data.

2. Data Manipulation Language (DML)

DML digunakan untuk memanipulasi data yang ada dalam suatu tabel. Bahasa yang digunakan untuk menjabarkan pemrosesan dari basis data, fasilitas ini diperlukan untuk memasukkan, mengambil, mengubah data. DML dipakai untuk operasi terhadap isi basis data.

Perintah yang umum dilakukan adalah :

SELECT untuk menampilkan data
INSERT untuk menambahkan data baru
UPDATE untuk mengubah data yang sudah ada
DELETE untuk menghapus data

Ada 2 jenis DML :

1. Procedural DML

Digunakan untuk mendefinisikan data yang diolah dan perintah yang akan dilaksanakan.

2. Non Procedural

Digunakan untuk menjabarkan data yang diinginkan tanpa menyebutkan bagaimana cara pengambilannya.

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). Sedangkan DBA lebih banyak menggunakan bahasa DDL dan DML yang tersedia dalam DBMS.

DBMS mempunyai tugas untuk menangani semua bentuk akses kepada basis data, secara konsep :

1. Pengguna menyatakan permintaan akses menggunakan DBMS

2. DBMS menangkap dan menginterpretasikan

3. DBMS mencari :

  • eksternal / conceptual mapping
  • conceptual schema
  • konseptual / internal mapping
  • internal schema

4. DBMS melaksanakan operasi yang diminta terhadap basis data tersimpan.

Model Data

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.

Ada 2 jenis model data :

1. Model Data Berbasis Objek

Merupakan himpunan data dan relasi yang menjelaskan hubungan logik antar data dalam suatu basis data berdasarkan objek datanya. Terdiri dari dua jenis, yaitu :

Entity Relationship model

Merupakan model untuk menjelaskan hubungan antar data dalam basis data berdasarkan persepsi bahwa real world (dunia nyata) terdiri dari objek-objek dasar yang mempunyai hubungan / relasi antara objek tersebut. Contoh :

Image

Image

Semantic Model

Relasi antar objek dinyatakan dengan kata-kata (semantic). Contoh :

Image

Image

2. Model Data Berbasis Record

Model ini mendasarkan pada record untuk menjelaskan kepada user tentang hubungan logik antar data dalam basis data. Ada 3 jenis :

Relational Model

Menjelaskan tentang hubungan logik antar data dalam basis data dengan memvisualisasikan ke dalam bentuk tabel-tabel yang terdiri dari sejumlah baris dan kolom yang menunjukkan atribut tertentu. Lebih mudah dipahami dibandingkan model-model lainnya. Contoh :

MAHASISWA

Nomhs Nama
00351234 Fulan
01351346 Badu
02351370 Ayu

Keterangan :

  • Jumlah kolom disebut degree, ada 2
  • Baris disebut atribut, ada 3
  • Tiap baris disebut record / tuple, ada 3 record
  • Banyaknya baris dalam satu tabel disebut cardinality

Hirarchycal Model (Tree Structure)

Menjelaskan tentang hubungan logik abtar data dalam basis data dalam bentuk hubungan bertingkat (hirarki). Elemen penyusunnya disebut node, yang berupa rinci data, agregat data, atau record. Contoh :

Image

Network Model (Plex Structure)

Hampir sama dengan model hirarki, dan digambarkan sedemikian rupa sehingga child pasti berada pada level yang lebih rendah daripada parent. Sebuah child dapat mempunyai lebih dari satu parent. Contoh :

Image

Fungsi DBMS

Layanan – layanan yang sebaiknya disediakan oleh database management system adalah :

1. Penyimpanan, pengambilan dan perubahan data

Sebuah DBMS harus menyediakan kemampuan menyimpan, mengambil dan merubah data dalam database.

2. Katalog yang dapat diakses pemakai

menyediakan sebuah katalog yang berisi deskripsi item data yang disimpan dan diakses oleh pemakai.

3. Mendukung Transaksi

Menyediakan mekanisme yang akan menjamin semua perubahan yang berhubungan dengan transaksi yang sudah ada atau yang akan dibuat.

4. Melayani kontrol concurrency

Sebuah DBMS harus menyediakan mekanisme yang menjamin database ter-update secara benar pada saat beberapa pemakai melakukan perubahan terhadap database yang sama secara bersamaan.

5. Melayani recovery

Menyediakan mekanisme untuk mengembalikan database ke keadaan sebelum terjadinya kerusakan pada database tersebut.

6. Melayani autorisasi

Sebuah DBMS harus menyediakan mekanisme untuk menjamin bahwa hanya pemakai yang berwenang saja yang dapat mengakses database.

7. Mendukung komunikasi data

Sebuah DBMS harus mampu terintegrasi dengan software komunikasi.

8. Melayani integrity

Sebuah DBMS bertujuan untuk menjamin semua data dalam database dan setiap terjadi perubahan data harus sesuai dengan aturan yang berlaku.

9. Melayani data independence

Sebuah DBMS harus mencakup fasilitas untuk mendukung kemandirian program dari struktur database yang sesungguhnya.

10. Melayani utility

Sebuah DBMS sebaiknya menyediakan kumpulan layanan utility.

Komponen DBMS

a. Query Processor
Komponen yang merubah bentuk query ke dalam instruksi tingkat rendah database manager
b. Database Manager
Database manager menerima query dan menguji skema eksternal dan konseptual untuk menentukan apakah record-record dibutuhkan untuk memenuhi permintaan. Kemudian DM memanggil file manager untuk menyelesaikan permintaan
c. File Manager
Memanipulasi penyimapan file dan mengatur alokasi ruang penyimpanan pada disk
d. DML Preprocessor
Modul yang merubah perintah DML embedded ke dalam program aplikasi dalam bentuk fungsi-fungsi yang memanggil dalam host language
e. DDL Compiler
Merubah perintah DDL menjadi kumpulan table yang berisi metadata
f. Dictionary Manager
Mengatur akses dan memelihara data dictionary. Data dictionary diakses oleh komponen DBMS yang lain

Komponen software utama database manager adalah:
a. Authorization Control
Modul yang memerikasa apakah pemakai mempunyai wewenang untuk menyelesaikan operasi
b. Command Processor
Memerikasa apakah pemakai mempunyai wewenang untuk menyelesaikan operasi
c. Integrity Checker
Untuk semua operasi yang merubah basis data, integrity checker memeriksa operasi yang diminta memerlukan batasan integritas
d. Query Optimizer
Modul ini memerlukan strategi yang optimal untuk eksekusi query
e. Transaction Manager
Modul ini mengerjakan proses-proses yang dibutuhkan operasi yang diterima transaksi
f. Scheduler
Modul ini bertanggung jawab untuk menjamin operasi secara bersamaan terhadap basis data sehingga berjalan tanpa ada masalah antara yang satu dengan yang lain
g. Recovery Manager
Modul ini menjamin basis data tetap konsisten walaupun terjadi kerusakan
h. Buffer Manager
Modul ini bertanggung jawab terhadap pemindahan data antara main memory dan secondary storage, seperti disk dan tape

Arsitektur DBMS Multi User

Teleprocessing

Arsitektur tradisional untuk sistem multi user adalah teleprocessing, dimana satu komputer dengan sebuah CPU dan sejumlah terminal seperti pada gambar 4.

File-Server

Proses didistribusikan ke dalam jaringan sejenis LAN (Local Area Network). File server mengendalikan file yang diperlukan oleh aplikasi dan DBMS. Meskipun aplikasi dan DBMS dijalankan pada masing-masing workstation tetapi tetap meminta file dari file server jika diperlukan (perhatikan gambar 5).

Kerugian arsitektur file-server adalah :

– Terdapat lalulintas jaringan yang besar

– Masing-masing workstation membutuhkan copy DBMS

– Kontrol terhadap concurrency, recovery dan integrity menjadi lebih kompleks karena sejumlah DBMS mengakses file secara bersamaan

Client Server

Untuk mengatasi kelemahan arsitektur-arsitektur di atas maka dikembangkan arsitektur client-server. Client-server menunjukkan cara komponen software berinteraksi dalam bentuk sistem.

Sesuai dengan namanya, ada sebuah pemroses client yang membutuhkan sumber dan sebuah server yang menyediakan sumbernya. Tidak ada kebutuhan client dan server yang harus diletakkan pada mesin yang sama. Secara ringkas, umumnya server diletakkan pada satu sisi dalam LAN dan client pada sisi yang lain.

Ada beberapa keuntungan jenis arsitektur ini adalah :

1. Memungkinkan akses basis data yang besar

2. Menaikkan kinerja

3. Jika client dan server diletakkan pada komputer yang  berbeda kemudian CPU yang berbeda dapat memproses aplikasi secara paralel. Hal ini mempermudah merubah mesin server jika hanya memproses basis data.

4. Biaya untuk hardware dapat dikurangi

5. Hanya server yang membutuhkan storage dan kekuatan proses yang cukup untuk menyimpan dan mengatur basis           data

6. Biaya komunikasi berkurang

7. Aplikasi menyelesaikan bagian operasi pada client dan mengirimkan hanya bagian yang dibutuhkan untuk akses basis data melewati jaringan, menghasilkan data yang sedikit yang akan dikirim melewati jaringan

8. Meningkatkan kekonsistenan

9. Server dapat menangani pemeriksaan integrity sehingga batasan perlu didefinisikan dan validasi hanya di satu   tempat, aplikasi program mengerjakan pemeriksaan sendiri

10. Map ke arsitektur open-system dengan sangat alami

Data Dictionary

Data dictionary adalah tempat penyimpanan informasi yang menggambarkan data dalam basis data. Data dictionary biasa disebut juga dengan metadata atau data mengenai data. Modul pengontrol otorisasi menggunakan data dictionary untuk memeriksa apakah seorang pemakai perlu mempunyai wewenang.

Untuk mengerjakan pemeriksaan tersebut data dictionary menyimpan :

• nama-nama pemakai yang mempunyai wewenang untuk menggunakan DBMS

• nama-nama data item yang ada dalam basis data

• data item yang dapat diakses oleh pemakai dan jenis akses yang diijinkan, misalnya: insert, update, delete atau read

Sedangkan untuk memeriksa integritas data, data dictionary menyimpan :

• nama-nama data item dalam basis data

• jenis dan ukuran data item

• batasan untuk masing-masing data item

Sistem data dictionary dapat dibedakan atas sistem aktif dan pasif. Sistem aktif selalu konsisten dengan struktur basis data karena secara otomatis dikerjakan oleh sistem. Sebaliknya, sistem pasif tidak konsisten terhadap perubahan basis data yang dilakukan oleh pemakai.

KESIMPULAN

  1. Basis data atau juga disebut database artinya berbasiskan pada data, tetapi secara konseptual, database diartikan sebuah koleksi atau kumpulan data-data yang saling berhubungan (relation), disusun menurut aturan tertentu secara logis, sehingga menghasilkan informasi. Untuk mengelola dan mengambil query basis data agar dapat disajikan dalam berbagai bentuk yang diinginkan dibutuhkan perangkat lunak yang disebut Sistem Management Basis Data atau juga disebut Data Base Management System (DBMS). Penggabungan Database Management System (DBMS) dengan Basis Data akan membentuk satu kesatuan yang disebut Sistem Basis Data.
  2. Komponen dasar dalam pembuatan basis data dengan adanya data, hardware, software dan user. Istilah-istilah dalam basis data juga seyogyanya kita tahu yaitu: enteprise, entitas, atribut, nilai data, kunci element data, record data.

Menurut ANSI/SPARC, arsitektur basis data terbagi atas tiga level yaitu: Internal/Physical Level, External/View Level, Conceptual/Logical Level. Tujuan utama dari arsitektur 3 level tersebut adalah untuk menyediakan data independence yang terbagi dua: Logical Data Independence (kebebasan data secara logika), Physical Data Independence (kebebasan data secara fisik). Untuk menggambarkan data pada tingkat eksternal dan konseptual digunakan model data berbasis objek atau model data berbasis record. Bahasa query formal dan komersial adalah bahasa pada model data relasional, yang mana model data relasional merupakan salah satu dari model data berbasis record. Agar terciptanya basis data, maka butuh proses pembuatan. Langkah-langkah yang dapat diambil dalam perancangan basis data sebagai berikut: mendefinisikan kebutuhan data, rancangan konseptual, rancangan implementasi, rancangan fisik, langkah perbaikan. Suatu teknik untuk mengorganisasikan data kedalam tabel-tabel untuk memenuhi kebutuhan pemakai didalam suatu organisasi disebut normalisasi. Tujuan normalisasi: untuk menghilang kerangkapan data, untuk mengurangi kompleksitas, untuk mempermudah pemodifikasian data. Sedangkan Tahapan Normalisasi: bentuk tidak normal, bentuk normal pertama (1NF), bentuk normal kedua (2NF), bentuk normal ketiga (3NF), bentuk normal boyce-codd (BCNF), bentuk normal keempat (4NF), bentuk normal kelima

DAFTAR PUSTAKA

1. Modul

2. http://salmanalfa.blogspot.com/2010/09/basis-data.html

3. http://qomar-udin.blogspot.com/2009/09/tujuan-basis-data.html

4. http://ipanripai.com/materi/data-independence-dalam-basis-data

5. http://deskripsi.com/komputer/data-independence

6. http://informatika.web.id/model-data.html

7. http://ernawati-pinot.blogspot.com/2009/11/data-independence.html

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s