P5 Konsep & Model Data SQ http://sidiq.mercubuana-yogya.ac.id Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi Informasi Universitas Mercu Buana Yogyakarta
Tujuan Mahasiswa dapat memahami konsep dan model data dalam database Mahasiswa dapat menjelaskan konsep dan model data dalam database 2
Materi Pandangan Level Model Data 3
Pandangan Terhadap Database 4
Sudut Pandang (Arsitektur DB) Sudut pandang pemakai basis data, Pemakai DB Orang-orang yang akan mengakses/menggunakan DB, baik secara bersamaan maupun secara individu dalam lingkup sistem. Konseptual Fisik Perancang & Pengolah DB. Perancang DB 6
Ketiga ketiga macam pandangan tersebut menunjukkan level pandangan terhadap suatu basis data. Pandangan terhadap basis data sering pula disebut sebagai arsitektur basis data atau abstraksi basis data. 7
8
Level Pandangan Terhadap Database 9
User View Application programmer logical file atau user view sering disebut juga sebagai level eksternal, merupakan pandangan para pemakai basis data dimana masing-masing pemakai basis data dapat memiliki cara pandang yang berbeda tergantung pada macam data apa saja yang tersedia atau dapat diakses oleh pemakai. 10
Contoh Dalam suatu univeristas misalnya, pemakai dapat terdiri atas pemakai atau program aplikasi pada : subsistem akademik, subsistem perpustakaan, subsistem keuangan, subsistem kepegawaian, subsistem kemahasiswaan, subsistem inventaris, dan lainnya. 11
Pemakai pada subsistem akademik mungkin akan memerlukan keterangan yang sangat lengkap mengenai identitas setiap mahasiswa. Keterangan yang termuat dan perlu disimpan sebagai basis data bagi pemakai pada subsistem akademik ini dapat terdiri atas nomor induk mahasiswa, nama, alamat asal, alamat lokal, tempat lahir, tanggal lahir, sekolah asal, tahun lulus di SLTA, agama, status, nama orang tua/wali, pekerjaan orang tua/wali, da lainnya. Selanjutnya pemakai pada subsistem akademik juga memerlukan keterangan mengenai pengambilan mata kuliah setiap mahasiswa, perolehan nilai mahasiswa, serta dosen pengasuh mata kuliah. 12
Sedangkan pemakai pada subsistem perpustakaan, mungkin memerlukan identitas mengenai nomor induk mahasiswa, nama, alamat lokal, dan tanggal mulai menjadi anggota, khusus untuk mahasiswa yang menjadi anggota perpustakaan saja. Selanjutnya pemakai di perpustakaan juga memerlukan keterangan mengenai transkaksi peminjaman dan pengambilan buku di perpustakaan. 13
Pemakai lain, yaitu pada subsistem keuangan, mungkin hanya memerlukan keterangan mengenai nomor induk mahasiswa, dan nama saja. Selanjutnya data tersebut diperlukan untuk mencatat transaksi pembayaran uang kuliah siswa. 14
Perbedaan kebutuhan data tersebut akan mengakibatkan perbedaan pandangan terhadap basis data. Pemakai pada subsistem akademik akan mempunyai pandangan bahwa basis data mahasiswa meliputi semua keterangan yang dapat diakses olehnya. Pemakai pada subsistem perpustakaan mempunyai pandangan yang berbeda, yaitu hanya memuat data yang dibutuhkan pada subsistem perpustakaan. Sedangkan pemakai pada subsistem keuangan akan mempunyai pandangan yang lain lagi, yaitu basis data hanya memuat nomor induk dan nama mahaiswa saja. 15
Conseptual view Global logical data atau conseptual view atau sering juga disebut sebagai level konseptual, merupakan suatu pandangan perancang basis data atau yang berkaitan dengan data-data apa saja yan perlu disimpan dalam basis data dan penjelasan mengenai hubungan antara data yang satu dengan yang lainnya. Level konseptual merupakan level yang lebih rendah daripada level eksternal. 16
Contoh Dalam suatu universitas misalnya, dalam level konseptual ini, perancang perlu untuk mengetahui macam data apa saja yang diperlukan oleh setiap pemakai atau program aplikasi pada seluruh sub sistem yang digunakan dalam universitas. Kaitannya dengan data mahasiswa, maka perancang perlu mengiventarisasi kebutuhan data mahasiswa seluruh pemakai. Berdasarkan hasil inventarisasi kebutuhan data tersebut, selanjutnya perancang harus merancang basis data yang mampu memenuhi seluruh kebutuhan pemakai yang berbeda-beda tersebut dalam bentuk yang optimal. Basis data mahasiswa yang dirancang harus memenuhi kriteria pengolahan data secara basis data (database processing), sebagaimana arti dan batasan yang tercantum dalam definisi basis data. Global loical data dapat ditunjukkan menggunakan definisi struktur basis data dan menggunakan bahasa deskripsi data (Data Definition Language/DDL). 17
Contoh kebutuhan data mahasiswa bagi pemakai pada subsistem akademik, subsistem perpustakaan, dan subsistem keuangan di atas, maka seorang perancang dapat merancang struktur data yang diperlukan yang nantinya akan disimpan sebagai basis data serta hubungan antar data tersebut. Secara logika, maka kebutuhan data para pemakai tersebut akan dapat dipenuhi dari struktur data yang meliputi : Data Mahasiswa, memuat nomor induk mahasiswa, nama, alamat asal, kode pos asal, alamat lokal, tempat lahir, tanggal lahir, sekolah asal, tahun lulus di SLTA, agama, status, nama orang tua/wali, pekerjaan orang tua/wali. Data Mata Kuliah, memuat kode mata kuliah, nama mata kuliah, semester, sks. Data Dosen, memuat NIK, nama dosen, alamat, pendidikan, golongan, status. 18
Data transaksi pengambilan Mata Kuliah, memuat nomor induk mahasiswa, kode mata kuliah, semester pengambilan. Data transaksi perolehan Nilai Mata Kuliah, memuat nomor induk mahasiswa, kode mata kuliah, semester pengambilan, nilai yang diperoleh. Data Anggota Perpustakaan, memuat nomor mahasiswa, nomor anggota perpustakaan, tanggal mulai menjadi anggota. Data Buku, memuat kode buku, judul, pengarang, penerbit, tahun terbit. Data transaksi peminjaman buku, memuat nomor peminjaman, nomor anggota perpustakaan, kode buku, tanggal peminjaman, tanggal seharusnya dikembalikan. 19
Data transaksi pengembalian buku, memuat nomor peminjaman, tanggal pengembalian buku. Data uang kuliah, memuat jenis uang kuliah, besar uang kuliah. Data transaksi pembayaran mahasiswa, memuat nomor transaksi, nomor mahasiswa, tanggal pembayaran, jenis uang kuliah, jumlah uang yang dibayarkan. 20
Setiap struktur data tersebut, selanjutnya dapat digunakan untuk merancang struktur file di dalam basis data, yaitu terdiri atas 11 file yaitu : 21
22
Setiap struktur data tersebut, selanjutnya perlu diisi dengan data yang sesunguhnya sesuai dengan kondisi real dilapangan dan kemudian disimpan dalam fisik media penyimpanan basis data yang digunakan. Contoh tersebut menunjukkan bahwa pandangan terhadap basis data pada level eksternal sangat jauh berbeda dengan level konspetual. 23
Physical View Physical view atau sering disebut dengan level internal, merupakan bentuk implementasi conceptual view, yaitu suatu pandangan perancang yang berkaitan dengan permasalahan teknik penyimpanan data-data dalam basis data ke dalam fisik media penyimpanan data yang digunakan. Pandangan ini bersifat sangat teknis dan lebih berorientasi pada mesin (machine oriented), yaitu berkaitan dengan organisasi berkas basis data (meliputi media penyimpanan dan metode akses data) dan media penyimpanan sekunder (storage device). Data-data dalam struktur data untuk subsistem akademik di atas, selanjutnya akan diimplementasikan ke dalam fisik media penyimpanan yang digunakan. Terdapat banyak pilihan media penyimpanan yang dapat digunakan sebagai media penyimpanan data-data dalam basis data. 24
Interface Pandangan Terhadap Database 25
Interface menyediakan layanan yang lengkap untuk lapisan yang lebih tinggi, sehingga setiap lapisan akan berantung pada lapisan dibawahnya. Interface akan mengisolasi setiap perubahan yang terjadi pada lapisan lainnya. Operating System/OS yang digunakan oleh sistem komputer yang mendukung basis data akan menjamim perubahan tersebut. 26
27
Interface 1 Kebutuhan data dari para pemakai akan merlukan sistem pengelolaan basis data (Data Base Management System/DBMS) untuk mendeskripsikan kebutuhan tersebut, serta kondisi kewenangan dan keamanan data. Berdasarkan model eksternal akan diketahui tentang data tersebut dalam fisik media penyimpanan. Berdasarkan deskripsi fisik tersebut akan diketahui model internal dari model akses yang digunakan. Interface 2 DBMS akan menentukan model internal yaitu metode akses yang akan diimplementasikan secara berbeda-beda. Interface 3 metode akses dalam model internal bersama-sama OS akan mengakses record dari fisik media penyimpanan sekunder. 28
Untuk menjamin agar pemisahan setiap lapisan tetap terjaga, maka OS perlu menyembunyikan kompleksitas struktur rinci lapisan lebih rendah dari lapisan di atasnya. Hal ini dapat dilakukan jika fungsi-fungsi pada lapisan di bawahnya cukup handal dan efisien. Ketidakbergantungan dari deskripsi dan oranisasi antar lapisan sering disebut ketidak bergantungan data atau kebebasan data atau independensi data (data independent). 29
Independensi Data 30
Independensi Data Data independent => ketidaktergantungan / kebebasan data dalam basis data. Mempunyai dua dimensi : Secara fisik (physical data independence) dan Secara logik (logical data independence). 31
Independensi data secara fisik, dimaksudkan bahwa teknik dan cara-cara penyimpanan dan pengaksesan data dalam fisik media penyimpanan dapat mengalami perubahan tanpa harus mengubah deskripsi logik basis data (Global logical data/conceptual view) yang digunakan dalam schema basis data. 32
Independensi data secara logik, dimaksudkan bahwa kebutuhan-kebutuhan data para pemakai dapat mengalami perubahan tanpa harus mengubah pandangan logik pemakai terhadap basis data atau deskripsi logik basis data (Global logical data/conceptual view) yang digunakan dalam schema basis data. 33
Independensi data akan memberikan jaminan berupa fleksibilitas basis data, yaitu : Media dan metode akses data dari fisik media penyimpanan basis data dapat mengalami perubahan tanpa harus mengubah pandangan konseptual. Kebutuhan data-data oleh para pemakai basis data dapat mengalami perubahan tanpa harus mengubah pandangan konseptual. Pemakai tidak perlu tahu kerumitan/kompleksitas yang terjadi berkaitan dengan perancangan dan teknis penyimpanan basis data dalam media penyimpanan data yang digunakan. 34
Model Data 35
Model Data Dalam pandangan terhadap basis data, terdapat tiga level abstraksi data, yaitu pandangan para pemakai, padangan konseptual dan pandangan fisikal oleh seorang perancang basis data. Para pemakai basis data umumnya adalah orang-orang yang awam terhadap konsep dan teknologi yang digunakan dalam basis data. Permasalahannya adalah pada saat merancang, seorang perancang perlu mengetahui kebutuhan data dan informasi yang diinginkan oleh para pemakai. Dalam hal ini, maka seorang perancang basis data/analisis sistem harus selalu berkomunikasi dengan para pemakai basis data. Untuk mengkomunikasikan rancangan basis data dan sistem yang akan dikembangkan tersebut, diperlukan suatu cara yang mudah dipahami secara logika oleh para pemakai basis data. 36
Para pemakai tidak perlu tahu kompleksitas dan kerumitan dalam teknis penyimpanan data dalam media penyimpanan. Pemakai juga tidak akan memperhatikan bagaimana data disimpan dalam media penyimpanan secara fisik. Untuk kepentingan ini maka diperlukan apa yang disebut sebagai model data. Model data merupakan suatu cara untuk menjelaskan tentang data-data yang tersimpan didalam basis data dan bagaimana hubungan antar data tersebut untuk para pamakai (user) secara logik. 37
Macam Model Data Object based model data Entity relationship model Semantic model Binary model Record based data model Hierarchycal model Network model Relational model Physical based data model Unifying model Frame memory 38
Object Based Data Model Object based data model Merupakan himpunan data dan prosedure/relasi yang menjelaskan hubungan logik antar data dalam suatu basis data berdasarkan obyek datanya. Entity relationship model merupakan suatu model untuk menjelaskan hubungan antar data dalam basis databerdasarkan suatu persepsi bahwa real word terdiri dari obyek-obyek dasar yang mempunyai hubungan /kerelasian antar obyek-obyek dasar tersebut yang dilukiskan dengan menggunakan simbol-simbol grafis tertentu. Semantic model hampir sama dengan entity relationship model, perbedaannya adalah kerelerasian antar obyek dasar tidak dinyatakan dengan simbol tetapi secara semantik (menggunakan kata-kata/semantic) 39
Record based data model Model ini berdasarkan pada record/rekaman untuk menjelaskan kepada pemakai tentang hubungan logik antar data dalam basis data. Hierarchycal model sering disebut sebagai tree structure, Yaitu menjelaskan kepada pemakai tentang hubungan logik antar data dalam basis data dalam bentuk hubungan bertingkat. Elemen-elemen penyusunnya disebut sebagai node yang pada kenyataannya dapat berupa rinci data, agregat data, atau record. Level paling tinggi dalam suatu hirarki harus hanya terdapat satu node, dan disebut dengan root. Suatu node pada level yang lebih rendah hanya diijinkan mempunyai satu relasi dengan node pada tingkat yang lebih tinggi, yang disebut sebagai parent. Parent dapat mempunyai lebih dari satu child, yaitu node-node yang mempunyai level lebih rendah dan dihubungkan dengan parent. Suatu node yang tidak mempunyai child disebut dengan leaves. Jadi pada hierarchycal model tidak ada child yang mempunyai lebih dari satu parent. 40
Network model sering pula disebut sebagai plex structure. Seperti halnya dengan hierarchycal model, network model dapat dideskripsikan ke dalam struktur hubungan bertingkat yang tersusun atas node-node. Dalam network model sebuah child dapat mempunyai lebih dari satu parent. Hal ini yang membedakan antara hierarchycal model dan network model. Teknik leveling pada network model dilakukan dengan cara yang sama dengan hierarchycal model. 41
Relational model menjelaskan kepada pemakai tentang hubungan logik antar data dalam basis data dengan merepresentasikannya ke dalam bentuk tabel-tabel (yang terdiri atas sejumlah basis data yang menunjukkan record dan kolom yang menunjukkan atribut tertentu). Relational model merupakan salah satu model yang banyak digunakan dalam pemodelan dan perancangan basis data. Hal ini karena konsep dan terminologi yang digunakan dalam model ini hampir sama dengan kondisi sesunguhnya yang dihadapi oleh para pemakai, sehingga memudahkan para pemakai dalam memahaminya. Perangkat lunak pengolah basis data yang tersedia di pasaran pun banyak yang dikembangkan berdasarkan model ini. 42
Physical Based Data Model Model ini berdasarkan pada teknis penyimpanan record/rekaman dalam basis data. Model ini jarang digunakan untuk memodelkan data kepada para pemakai karena kerumitan dan kompleksitas yang tingi sehingga justru akan menyulitkan para pemakai. 43
Home Work Berdasarkan materi "P5 - Konsep & Model Data" dan materi-materi sebelumnya Berdasarkan permasalahan berikut : Kasus Rumah Sakit (NIM Genap) Kasus Rental Kendaraan (NIM Ganjil) Buatlah rancangan basis data, berdasarkan pemahaman anda (sesuai dengan kriteria kekangan dalam basis data) Tulis tangan (dikumpul pertemuan selanjutnya) 44
Thanks For Participating In My Class C U Next Week 45