DESAIN DATABASE

PENDAHULUAN
Sistem informasi berbasiskan komputer terdiri dari komponen-komponen berikut ini :
• Database
• Database software
• Aplikasi software
• Hardware komputer termasuk media penyimpanan
• Personal yang menggunakan dan mengembangkan sistem
Database merupakan komponen dasar dari sebuah sistem informasi dan
pengembangan serta penggunaannya sebaiknya dipandang dari perspektif kebutuhan-
kebutuhan organisasi yang lebih besar. Oleh karena itu siklus hidup sebuah sistem
informasi organisasi berhubungan dengan siklus hidup sistem database yang
mendukungnya.
Pada tulisan ini akan dibahas mengenai proses perancangan database yang merupakan
bagian dari siklus hidup database sebagai micro lifecycle2
SIKLUS KEHIDUPAN DATABASE SEBAGAI
SIKLUS KEHIDUPAN MIKRO
Seperti telah disebutkan sebelumnya, sebuah sistem database merupakan komponen
dasar sistem informasi organisasi yang lebih besar. Oleh karena itu siklus hidup aplikasi
database berhubungan dengan siklus hidup sistem informasi. Langkah-langkah siklus
hidup aplikasi adalah berikut ini :
Database
Design
Database
Systems Definition
Requirements
Collection and Analysis
Conceptual
Logical Design
Physical Design
Application Design
DBMS Selection
Prototyping
Implementation
Data Loading
And Convertion
Testing
Operational
Maintenance3
Hal yang penting adalah mengetahui bahwa langkah-langkah siklus hidup aplikasi
database dapat tidak berurutan, tetapi melibatkan beberapa langkah pengulangan yang
biasanya disebut sebagai feedback loop. Sebagai contoh : masalah-masalah yang
ditemui selama perancangan database mungkin harus mengumpulkan dan
menganalisis kebutuhan-kebutuhan tambahan. Seperti yang digambarkan terdapat
feedback loop diantara langkah-langkah yang sering terjadi
Perancangan Database
Pada database yang digunakan oleh single user atau hanya beberapa user saja,
perancangan database tidak sulit. Tetapi jika ukuran database yang sedang atau besar
(25 - ratusan user yang berisikan jutaan bytes informasi dan melibatkan ratusan query
dan program-program aplikasi, contoh : industri-industri, asuransi, hotel, travel, dll yang
seluruhnya tergantung pada kesuksesan dari operasi-operasi databasenya),
perancangan database menjadi sangat kompleks. Oleh karena itu para pemakai
mengharapkan penggunaan database yang sedemikian rupa sehingga sistem harus
dapat memenuhi kebutuhan-kebutuhan seluruh user tsb.
Tujuan perancangan database :
• untuk memenuhi informasi yang berisikan kebutuhan-kebutuhan user secara
khusus dan aplikasi-aplikasinya.
• memudahkan pengertian struktur informasi
• mendukung kebutuhan-kebutuhan pemrosesan dan beberapa obyek penampilan
(response time, processing time, dan storage space)
Aplikasi database dalam lifecycle
Siklus kehidupan sistem informasi sering disebut macro life cycle, dimana siklus
kehidupan basis data merupakan micro life cycle.
Aktifitas-aktifitas yang berhubungan dengan database sebagai micro life cycle dan
termasuk fase-fasenya sbb :
1. Database planning4
Di aktifitas ini akan disusun bagaimana langkah-langkah siklus hidup dapat
direalisasikan secara lebih efisien dan efektif.
2. System definition
Definisi ruang lingkup database (misal : para pemakai, aplikasi-aplikasinya, dsb.)
3. Design
Pada bagian dari fase ini, perancangan sistem database secara konseptual, logikal
dan fisik dilaksanakan
4. Implementation
Pemrosesan dari penulisan definisi database secara konseptual, eksternal, dan
internal, pembuatan file-file database yang kosong, dan implementasi aplikasi-
aplikasi software.
5. Loading atau Data Conversion
Database ditempatkan baik secara memanggil data secara langsung ataupun
merubah file-file yang ada ke dalam format sistem database dan memangggilnya
kembali.
6. Application Conversion
Beberapa aplikasi software dari suatu sistem sebelumnya dikonversikan ke suatu
sistem yang baru.
7. Testing dan Validation
Sistem yang baru ditest dan diuji kebenarannya.
8. Operation
Operasi-operasi pada sistem database dan aplikasi-aplikasinya.
9. Monitoring dan Maintenance
Selama fase operasi, sistem secara konstan memonitor dan memelihara database.
Pertambahan dan pengembangan data dan aplikasi-aplikasi software dapat terjadi.
Modifikasi dan pengaturan kembali database mungkin diperlukan dari waktu ke
waktu.5
Langkah ke-3 disebut juga perancangan database. Langkah 3,4, dan 5 merupakan
bagian dari fase design dan implementation pada siklus kehidupan sistem informasi
yang besar. Pada umumnya database pada organisasi menjalani seluruh aktifitas-
aktifitas siklus kehidupan di atas. Langkah 5 dan 6 tidak berlaku jika database dan
aplikasi-aplikasinya baru.
Proses Perancangan Database
6 Fase proses perancangan database :
1. Pengumpulan data dan analisis
2. Perancangan database secara konseptual
3. Pemilihan DBMS
4. Perancangan database secara logika (data model mapping)
5. Perancangan database secara fisik
6. Implementasi Sistem database.
Gambar fase-fase perancangan database untuk database yang besar :
Phase 1 : requirements Data requirements Processing requirements
collection and analysis
Phase 2 : Conceptual Conceptual & external Transaction design
design Schema design (DBMS-independent)
(DBMS-independent)
Phase 3 : Choice of
DBMS
Phase 4: Data model Conceptual & external frequencies,
Mapping (logical design) schema design performance
(DBMS-dependent) constraints
Phase 5 : Physical design Internal schema design
(DBMS-dependent)
Phase 6: Implementation DDL-statements Transaction
SDL-statements implementation
Keterangan :6
Secara khusus proses perancangan berisikan 2 aktifitas paralel. Aktifitas yang pertama
melibatkan perancangan dari isi data dan struktur database, sedangkan aktifitas kedua
mengenai perancangan pemrosesan database dan aplikasi-aplikasi perangkat lunak.
Dua aktifitas ini saling menjalin, misalnya : kita dapat mengidentifikasikan data item
yang akan disimpan dalam database dengan menganalisa aplikasi-aplikasi database.
Dua aktifitas ini juga saling mempengaruhi satu sama lain. Contohnya : fase
perancangan database secara fisik, pada saat kita memilih struktur penyimpanan dan
jalur-jalur akses dari file-file database yang tergantung pada aplikasi-aplikasi yang akan
menggunakan file-file tsb.
Di lain pihak, kita biasanya menentukan perancangan aplikasi-aplikasi database dengan
mengarah kepada konstruksi skema database yang telah ditentukan selama aktifitas
yang pertama.
6 fase di atas tidak harus diproses berurutan. Pada beberapa hal, rancangan tsb dapat
dimodifikasi dari yang pertama dan sementara itu mengerjakan fase yang terakhir
(feedback loop antara fase) dan feedback loop dalam fase sering terjadi selama proses
perancangan.
Fase 1 merupakan kumpulan informasi yang berhubungan dengan penggunaan
database. Fase 6 merupakan implementasi databasenya. Fase 1 dan 6 kadang-kadang
bukan merupakan bagian dari perancangan database, tetapi merupakan bagian dari
siklus kehidupan sistem informasi secara umum. Inti dari proses perancangan database
adalah fase 2,4,5
Fase 1 : Pengumpulan data dan analisa
Proses identifikasi dan analisa kebutuhan-kebutuhan data disebut pengumpulan data
dan analisa. Untuk menentukan kebutuhan-kebutuhan suatu sistem database, pertama-
tama harus mengenal bagian-bagian lain dari sistem informasi yang akan berinteraksi
dengan sistem database, termasuk para pemakai yang ada dan para pemakai yang7
baru serta aplikasi-aplikasinya. Kebutuhan-kebutuhan dari para pemakai dan aplikasi-
aplikasi inilah yang kemudian dikumpulkan dan dianalisa.
Aktifitas-aktifitas pengumpulan data dan analisa :
1. Menentukan kelompok pemakai dan bidang-bidang aplikasinya
Mennentukan aplikasi utama dan kelompok user yang akan menggunakan database.
Individu utama pada tiap-tiap kelompok pemakai dan bidang aplikasi yang telah
dipilih merupakan peserta utama pada langkah-langkah berikutnya dari
pengumpulan dan spesifikasi data.
2. Peninjauan dokumentasi yang ada
Dokumen yang ada yang berhubungan dengan aplikasi-aplikasi dipelajari dan
dianalisa. Dokumen-dokumen lainnya (seperti : kebijaksanaan-kebijaksanaan, form,
report, dan bagan organisasi) diuji dan ditinjau kembali untuk menguji apakah
dokumen-dokumen tsb berpengaruh terhadap kumpulan data dan proses spesifikasi.
3. Analisa lingkungan operasi dan pemrosesan data
Informasi yang sekarang dan yang akan datang dipelajari. Termasuk juga analisa
jenis-jenis transaksi dan frekuensi-frekuensi transaksinya dan juga arus informasi
dalam sistem. Input-output data untuk transaksi-transaksi tsb diperinci.
4. Daftar pertanyaan dan wawancara
Tuliskan tanggapan -tanggapan dari pertanyaan-pertanyaan yang telah dikumpulkan
dari para pemakai database yang berpotensi. Ketua kelompok (individu utama) dapat
diwawancarai sehingga input yang banyak dapat diterima dari mereka dengan
memperhatikan informasi yang berharga dan mengadakan prioritas.
Fase 2 : Perancangan database secara konseptual
Tujuan dari fase ini adalah menghasilkan conceptual schema untuk database yang
tergantung pada sebuah DBMS yang spesifik. Sering menggunakan sebuah high-level
data model seperti ER/EER model selama fase ini. Dalam conceptual schema, kita
harus memerinci aplikasi-aplikasi database yang diketahui dan transaksi-transaksi yang
mungkin.8
Fase perancangan database secara konseptual mempunyai 2 aktifitas paralel :
1. Perancangan skema konseptual :
menguji kebutuhan-kebutuhan data dari suatu database yang merupakan hasil dari
fase 1, dan menghasilkan sebuah conceptual database schema pada DBMS-
independent model data tingkat tinggi seperti EER (enhanced entity relationship)
model.
Skema ini dapat dihasilkan dengan menggabungkan bermacam-macam kebutuhan
user dan secara langsung membuat skema database atau dengan merancang
skema-skema yang terpisah dari kebutuhan tiap-tiap user dan kemudian
menggabungkan skema-skema tsb. Model data yang digunakan pada perancangan
skema konseptual adalah DBMS-independent, dan langkah selanjutnya adalah
memilih sebuah DBMS untuk melaksanakan rancangan tsb.
2. Perancangan transaksi :
menguji aplikasi-aplikasi database dimana kebutuhan-kebutuhannya telah dianalisa
pada fase 1, dan menghasilkan perincian transaksi-transaksi ini.
Kegunaan fase ini yang diproses secara paralel bersama fase perancangan skema
konseptual adalah untuk merancang karakteristik dari transaksi-transaksi database
yang telah diketahui pada suatu DBMS-independent. Transaksi-transaksi ini akan
digunakan untuk memproses dan memanipulasi database suatu saat dimana
database tsb dilaksanakan.
Fase 3 : Pemilihan DBMS
Pemilihan database di tentukan oleh beberapa faktor, diantaranya : faktor teknik,
ekonomi, dan politik organisasi.
Contoh faktor teknik :
keberadaan DBMS dalam menjalankan tugasnya seperti jenis-jenis DBMS (relational,
network, hierarchical, dll), struktur penyimpanan, dan jalur akses yang mendukung
DBMS, pemakai, dll.9
Faktor-faktor ekonomi dan organisasi yang mempengaruhi satu sama lain dalam
pemilihan DBMS :
1. Struktur data
Jika data yang disimpan dalam database mengikuti struktur hirarki, maka suatu jenis
hirarki dari DBMS harus dipikirkan.
2. Personal yang telah terbiasa dengan suatu sistem
Jika staf programmer dalam suatu organisasi sudah terbiasa dengan suatu DBMS,
maka hal ini dapat mengurangi biaya latihan dan waktu belajar.
3. Tersedianya layanan penjual
Keberadaan fasilitas pelayanan penjual sangat dibutuhkan untuk membantu
memecahkan beberapa masalah sistem.
Fase 4 : Perancangan database secara logika (pemetaan model data)
Fase selanjutnya dari perancangan database adalah membuat sebuah skema
konseptual dan skema eksternal pada model data dari DBMS yang terpilih. Fase ini
dilakukan oleh pemetaan skema konseptual dan skema eksternal yang dihasilkan pada
fase 2. Pada fase ini, skema konseptual ditransformasikan dari model data tingkat tinggi
yang digunakan pada fase 2 ke dalam model data dari DBMS yang dipilih pada fase 3.
Pemetaannya dapat diproses dalam 2 tingkat :
1. Pemetaan system-independent :
pemetaan ke dalam model data DBMS dengan tidak mempertimbangkan
karakteristik atau hal-hal yang khusus yang berlaku pada implementasi DBMS dari
model data tsb.
2. Penyesuaian skema ke DBMS yang spesifik :
mengatur skema yang dihasilkan pada langkah 1 untuk disesuaikan pada
implementasi yang khusus di masa yang akan datang dari suatu model data yang
digunakan pada DBMS yang dipilih.
Hasil dari fase ni memakai perintah-perintah DDL dalam bahasa DBMS yang dipilih
yang menentukan tingkat skema konseptual dan eksternal dari sistem database. Tetapi10
dalam beberapa hal, perintah-perintah DDL memasukkan parameter-parameter
rancangan fisik sehingga DDL yang lengkap harus menunggu sampai fase perancangan
database secara fisik telah lengkap.
Fase ini dapat dimulai setelah pemilihan sebuah implementasi model data sambil
menunggu DBMS yang spesifik yang akan dipilih. Contoh: jika memutuskan untuk
menggunakan beberapa relational DBMS tetapi belum memutuskan suatu relasi yang
utama. Rancangan dari skema eksternal untuk aplikasi-aplikasi yang spesifik seringkali
sudah selesai selama proses ini.
Fase 5 : Perancangan database secara fisik
Perancangan database secara fisik merupakan proses pemilihan struktur-struktur
penyimpanan dan jalur-jalur akses pada file-file database untuk mencapai penampilan
yang terbaik pada bermacam-macam aplikasi.
Selama fase ini, dirancang spesifikasi-spesifikasi untuk database yang disimpan yang
berhubungan dengan struktur-struktur penyimpanan fisik, penempatan record dan jalur
akses. Berhubungan dengan internal schema (pada istilah 3 level arsitektur DBMS).
Beberapa petunjuk dalam pemilihan perancangan database secara fisik :
1. Response time :
waktu yang telah berlalu dari suatu transaksi database yang diajukan untuk
menjalankan suatu tanggapan. Pengaruh utama pada response time adalah di
bawah pengawasan DBMS yaitu : waktu akses database untuk data item yang
ditunjuk oleh suatu transaksi. Response time juga dipengaruhi oleh beberapa faktor
yang tidak berada di bawah pengawasan DBMS, seperti penjadwalan sistem operasi
atau penundaan komunikasi.
2. Space utility :
jumlah ruang penyimpanan yang digunakan oleh file-file database dan struktur-
struktur jalur akses.11
3. Transaction throughput :
rata-rata jumlah transaksi yang dapat diproses per menit oleh sistem database, dan
merupakan parameter kritis dari sistem transaksi (misal : digunakan pada
pemesanan tempat di pesawat, bank, dll). Hasil dari fase ini adalah penentual awal
dari struktur penyimpanan dan jalur akses untuk file-file database.
Fase 6 : Implementasi sistem database
Setelah perancangan secara logika dan secara fisik lengkap, kita dapat melaksanakan
sistem database. Perintah-perintah dalam DDL dan SDL(storage definition language)
dari DBMS yang dipilih, dihimpun dan digunakan untuk membuat skema database dan
file-file database (yang kosong). Sekarang database tsb dimuat (disatukan) dengan
datanya.
Jika data harus dirubah dari sistem komputer sebelumnya, perubahan-perubahan yang
rutin mungkin diperlukan untuk format ulang datanya yang kemudian dimasukkan ke
database yang baru. Transaksi-transaksi database sekarang harus dilaksanakan oleh
para programmmer aplikasi.
Spesifikasi secara konseptual diuji dan dihubungkan dengan kode program dengan
perintah-perintah dari embedded DML yang telah ditulis dan diuji. Suatu saat transaksi-
transaksi tsb telah siap dan data telah dimasukkan ke dalam database, maka fase
perancangan dan implementasi telah selesai, dan kemudian fase operasional dari
sistem database dimulai.12
PENUTUP
Sebuah sistem database merupakan komponen dasar sistem informasi organisasi yang
lebih besar. Oleh karena itu siklus hidup aplikasi database berhubungan dengan siklus
hidup sistem informasi. Siklus kehidupan sistem informasi merupakan macro lifecycle
sementara itu siklus kehidupan database merupakan micro lifecycle.
Aktifitas-aktifitas yang berhubungan dengan database sebagai micro life cycle dan
termasuk fase-fasenya diantaranya : system definition, design, implementation, loading
atau data conversion, application conversion, testing dan validation, operation,
monitoring dan maintenance.
Proses perancangan database merupakan bagian dari micro lifecycle. Sedangkan
kegiatan-kegiatan yang terdapat di dalam proses tersebut diantaranya : pengumpulan
data dan analisis, perancangan database secara konseptual, pemilihan DBMS,
perancangan database secara logika (data model mapping), perancangan database
secara fisik, dan implementasi sistem database.13
DAFTAR PUSTAKA
1. Connoly, Thomas; Begg, Carolyn; Strachan, Anne; Database Systems : A Practical
Approach to Design, Implementation and Management, Addison Wesley, 1996.
2. Date, C.J.; An Introduction to Database System, Addison Wesley Publishing
Company, Vol. 1 & Vol. 2, New York, 1990.
3. Elmasri, Ramez; Navathe, Shamkant B.; Fundamentals of Database Systems, The
Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc., California, 1989.
4. Mc Fadden, F.; Hoffer, Jeffrey A; Database Management, Benjamin/Publishing
Company Inc., Third Edition, California, 1991.
5. Martin, James; Principles of Database Management, Prentice Hall of India Private
Limited, New Delhi, 1992.