Ruang Lingkup Basis Data

Latar Belakang
Pemrosesan basis data sebagai perangkat andalan sangat diperlukan oleh berbagai institusi dan perusahaan. Dalam pengembangan sistem informasi diperlukan basis data sebagai media penyimpanan data.Basis data dapat memudahkan dalam menghasilkan informasi dengan cepat dan tepat sehingga membantu pengambil keputusan.
Istilah "basis data" berawal dari ilmu komputer. Basis data (bahasa Inggris: database), atau sering pula dieja basisdata, adalah kumpulan informasi yang disimpan di dalam komputer secara sistematik sehingga dapat diperiksa menggunakan suatu program komputer untuk memperoleh informasi dari basis data tersebut. Sistem basis data dipelajari dalam ilmu informasi.

Lingkungan basis data
Lingkungan basis data merupakan sebuah habitat di mana terdapat basis data untuk bisnis. Dalam lingkungan basis data, pengguna memiliki alat untuk mengakses data. Pengguna melakukan semua tipe pekerjaan dan keperluan mereka bervariasi seperti menggali data (data mining), memodifikasi data, atau berusaha membuat data baru. Pengguna tertentu tidak diperbolehkan mengakses data, baik secara fisik maupun logis.

Tujuan utama dari sistem basis data yaitu menyediakan pemakai melalui suatu pandangan abstrak mengenai data, dengan menyembunyikan detail dari bagaimana data disimpan dan dimanipulasikan. Titik awal untuk perancangan sebuah basis data haruslah abstrak dan deskripsi umum dari kebutuhan-kebutuhan informasi suatu organisasi harus digambarkan di dalam basis data.
Jika sebuah basis data merupakan suatu sumber yang dapat digunakan bersama. 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.

ANSI-SPARCH (stands for American National Standards Institute, Standards Planning And Requirements Committee) yaitu standar desain abstrak untuk Sistem Manajemen Database (DBMS), yang pertama kali diusulkan pada tahun 1975. Model ANSI-SPARC ini, tidak pernah menjadi standar formal.

Tiga Tingkatan Arsitektur Basis data ANSI-SPARC 

Terdapat beberapa tujuan dari Tiga Tingkatan Arsitektur Basis Data ANSI-SPARC yaitu :

• Membedakan cara pandang pemakai terhadap basis data dan cara pembuatan basis data secara fisik.
• Setiap pengguna harus dapat mengakses data yang sama, tetapi memiliki pandangan yang berbeda disesuaikan data.
• Pengguna tidak harus berurusan dengan penyimpanan database fisik. Mereka harus diizinkan untuk bekerja dengan data itu sendiri, tanpa memperhatikan bagaimana secara fisik disimpan. 

Terdapat tiga tingkatan arsitektur basis data terdiri dari : 

• Tingkat Eksternal (External Level) 

Merupakan cara pandang pemakai terhadap basis data agar pembuatan basis data ini relevan bagi seorang pemakai tertentu. Yang terdiri dari sejumlah cara pandang 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.

• Tingkat Konseptual (Conseptual Level) 

Merupakan kumpulan cara pandang terhadap basis data. Menggambarkan data yang disimpan dalam basis data dan hubungan antara datanya.

Hal-hal yang digambarkan dalam tingkat konseptual yaitu:

• Semua entitas beserta atribut dan hubungannya

• Batasan data

• Informasi semantik tentang data

• Keamanan dan integritas informasi

• Tingkat Internal (Internal Level)

Merupakan perwujudan basis data dalam komputer. Yang menggambarkan bagaimana basis data disimpan secara fisik di dalam peralatan storage yang berkaitan erat dengan tempat penyimpanan / physical storage.

Hal –hal yang digambarkan adalah:

• alokasi ruang penyimpanan data dan indeks

• deskripsi record untuk penyimpanan (dengan ukuran penyimpanan untuk data elemen)

• penempatan record

• pemampatan data dan teknik encryption

Konsep Data Indenpendence

Telah dijelaskan sebelumnya mengenai tujuan dari Tiga Tingkatan Arsitektur Basis Data ANSI-SPARC yang dapat kita sebut dengan Data Indenpendence. Dari pengertian Indepedensi data (data independensi) sendiri adalah kemampuan untuk melakukan perubahan pada struktur data tanpa melakukan perubahan pada program-program aplikasi yang memproses data. Jadi dalam basis data dapat memelihara kemandirian data (data independence) yang terjadi pada tingkat yang lebih rendah tidak mempengaruhi tingkat yang lebih tinggi. Data Indenpendence memiliki 2 jenis yaitu :

Jenis data independence, yaitu:

1. Physical Data Independence

Bahwa internal skema dapat diubah oleh DBA tanpa mengganggu konseptual skema. Dengan kata lain physical data independence menunjukkan kekebalan konseptual sekema data terhadap perubahan internal skema.

             2.   Logical Data Independence

Bahwa konseptual skema dapat diubah oleh DBA tanpa mengganggu eksternal skema. Dengan kata lain logical data independence menunjukkan kekebalan eksternal schema terhadap perubahan konseptual skema.

Untuk prinsip data independence adalah salah satu hal yang harus diterapkan di dalam pengelolaan sistem basis data dengan alasan-alasan sbb : 

• DBA dapat mengubah isi, lokasi, perwujudan dalam organisasi basis data tanpa mengganggu program-program aplikasi yang sudah ada. 
• Pabrik / agen peralatan / software pengolahan data dapat memperkenalkan produk-produk baru tanpa mengganggu program-program aplikasi yang sudah ada. 
• Untuk memindahkan perkembangan program-program aplikasi 
• Memberikan fasilitas pengontrolan terpusat oleh DBA demi keamanan dan integritas data dengan memperhatikan  perubahan-perubahan kebutuhan pengguna. 

DBMS 

Perangkat lunak yang digunakan untuk mengelola dan memanggil kueri (query) basis data disebut sistem manajemen basis data (database management system, DBMS). 

Beberapa ahli mengemukakan pendapatnya tentang pengertian DBMS yaitu :

• C.J. Date : DBMS adalah merupakan software yang menghandel seluruh akses pada database untuk melayani kebutuhan user.
• S. Attre : DBMS adalah software, hardware, firmware dan procedure-procedure yang memanage database. Firmware adalah software yang telah menjadi modul yang tertanam pada hardware (ROM).
• Gordon C. Everest : DBMS adalah manajemen yang efektif untuk mengorganisasi sumber daya data.

Dapat disimpulkan bahwa DBMS adalah suatu system perangkat lunak yang memungkinkan user (pengguna) untuk membuat, memelihara, mengontrol, dan mengakses database secara praktis dan efisien. Dengan DBMS, user akan lebih mudah mengontol dan memanipulasi data yang ada.

KOMPONEN DBMS

1.      Query Processsor 

Komponen yang merubah bentuk query ke dalam instruksi tingkat rendah ke database manager 

2. 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 

3. File Manager 

Memanipulasi penyimpanan file dan mengatur alokasi ruang penyimpanan pada disk. 

4. DML Preprocessor 

Modul yang merubah perintah DML embedded ke dalam program aplikasi dalam bentuk fungsi-fungsi yang memanggil dalam host language. 

5. DDL Compiler 

Merubah perintah DDL menjadi kumpulan tabel yang berisi metadata. 

6. Dictionary Manager 

Mengatur akses dan memelihara data dictionary. Data dictionary diakses oleh komponen DBMS yang lain.

Fungsi DBMS

database atau basis data berkaitan erat dengan DBMS dimana aplkasi DBMS menyediakan fasilitas untuk melakukan fungsi :

1. pendefinisian data yang meliputi penentua tipe, struktur dan batasan data yang akan disimpan dalam basis data.
2. kontruksi data yang meliputi proses penyimpanan data dalam database yang pengendaliannya diatur oleh DBMS
3. Manipulasi data merupakan fungsi untuk menampilkan data, mengubah data serta menampilkan data yang ada dalam bentuk laporan
4. Keamanan dan integritas data. 
5. Menyediakan data dictionary

Model Data
Suatu kumpulan konsep yang terintegrasi yang menggambarkan data,hubungan antara data dan batasan-batasan data dalam suatu organisasi.Fungsi dari sebuah model data untuk merepresentasikan data sehingga data tersebut mudah dipahami. Jenis - Jenis Model Data :

Model Data Berbasis Objek 
Model data logika berbasis objek (object-based logical model) digunakan untuk mendeskripsikan data pada tingkat konseptual dan view. Pendeskripsian data pada model ini dibuat berdasarkan fakta sehingga memberikan kemampuan penstrukturan secara fleksibel, dan memungkinkan untuk menspesifikasikan kendala-kendala datanya secara eksplisit.

Model Data Berbasis Record 

Pada model data berbasis record, basis data terdiri dari sejumlah record dalam bentuk yang tetap yang dapat dibedakan dari bentuknya. Ada 3 macam jenis model data berbasis record yaitu : 

- model data relasional (relational) 

- model data hierarkhi (hierarchical) 

- model data jaringan (network) 

Model data konseptual

Model konseptual bukanlah pendekatan proses informasi seorang programmer aplikasi, tetapi merupakan kombinasi beberapa cara untuk memproses data untuk beberapa aplikasi. Model konseptual tidak tergantung pada aplikasi individual, tidak tergantung pada DBMS yang digunakan, tidak tergantuk pada hardware yang digunakan serta tidak tergantung juga pada phisikal model

Model data berbasis fisik

Perancangan basis data secara fisik merupakan proses pemilihan struktur-struktur penyimpanan dan jalur-jalur akses pada file-file basis data untuk mencapai penampilan yang terbaik pada bermacam-macam aplikasi.

Selama fase ini, dirancang spesifikasi-spesifikasi untuk basis data yang disimpan yang berhubungan dengan struktur-struktur penyimpanan fisik, penempatan record dan jalur akses. Berhubungan dengan internal schema (pada istilah 3 level arsitektur DBMS).

Data Dictionary

Kamus data atau systems data dictionary adalah katalog fakta tentang data dan kebutuhan-kebutuhan informasi dari suatu sistem informasi. Dengan DD analis sistem dapat mendefinisikan data yang mengalir di system dengan lengkap. Pada tahap analisis sistem, DD digunakan sebagai alat komunikasi antara analis sitem dengan pemakai sistem tentang data yang mengalir ke sistem, yaitu tentang data yang masuk ke sistem dan tentang informasi yang dibutuhkan oleh pemakai sistem. Pada tahap perancangan sistem, DD digunakan untuk merancang input, merancang laporan-laporan dan database. DD dibuat berdasarkan arus data yang ada di DFD (Data Flow Diagram). Arus data di DFD sifatnya adalah global, hanya ditunjukkan nama arus datanya saja. Keterangan lebih lanjut tentang struktur dari suatu arus data di DFD secara lebih terinci dapat dilihat di DD. Gambar berikut menunjukkan hubungan antara DFD dengan DD.Kamus data atau systems data dictionary adalah katalog fakta tentang data dan kebutuhan-kebutuhan informasi dari suatu sistem informasi. Dengan DD analis sistem dapat mendefinisikan data yang mengalir di system dengan lengkap. Pada tahap analisis sistem, DD digunakan sebagai alat komunikasi antara analis sitem dengan pemakai sistem tentang data yang mengalir ke sistem, yaitu tentang data yang masuk ke sistem dan tentang informasi yang dibutuhkan oleh pemakai sistem. Pada tahap perancangan sistem, DD digunakan untuk merancang input, merancang laporan-laporan dan database. DD dibuat berdasarkan arus data yang ada di DFD (Data Flow Diagram). Arus data di DFD sifatnya adalah global, hanya ditunjukkan nama arus datanya saja. Keterangan lebih lanjut tentang struktur dari suatu arus data di DFD secara lebih terinci dapat dilihat di DD. Gambar berikut menunjukkan hubungan antara DFD dengan DD.

DD tidak menggunakan notasi grafik sebagaimana halnya DFD. DD berfungsi membantu pelaku system untuk mengerti aplikasi secara detil, dan mereorganisasi semua elemen data yang digunakan dalam sistem secara presisi sehingga pemakai dan penganalisa sistem punya dasar pengertian yang sama tentang masukan, keluaran, penyimpanan dan proses. DD mendefinisikan elemen data dengan fungsi sebagai berikut:
1. Menjelaskan arti aliran data dan penyimpanan dalam DFD.
2. Mendeskripsikan komposisi paket data yang bergerak melalui aliran,
   misalnya alamat diuraikan menjadi kota, kodepos, propinsi, dan negara.
3. Mendeskripsikan komposisi penyimpanan data.
4. Menspesifikasikan nilai dan satuan yang relevan bagi penyimpanan dan
   aliran.
5. Mendeskripsikan hubungan detil antara penyimpanan yang akan menjadi
   titik perhatian dalam entity relationship diagram.

Isi Data Dictionary
Data dictionary harus dapat mencerminkan keterangan yang jelas tentang data yang dicatatnya. Untuk maksud keperluan ini, maka DD harus memuat hal-hal berikut :
a. Nama arus data.
   Karena DD dibuat berdasarkan arus data yang mengalir di DFD, maka
   nama dari arus data juga harus dicatat di DD, sehingga mereka yang
   membaca DFD dan memerlukan penjelasan lebih lanjut tentang suatu arus
   data tertentu di DFD dapat langsung mencarinya dengan mudah di DD.
b. Alias.
   Alias atan nama lain dari data dapat dituliskan bila nama lain ini ada.
   Alias perlu ditulis karena data ayang sama mempunyai nama yang berbeda
   untuk orang atau departemen satu dengan yang lainnya, misalnnya bagian
   pembuat faktur dan langganan menyebut bukti penjualan sebagai faktur,
   sedang bagian gudang menyebutnya sebagai tembusan permintaan persediaan.
   Baik faktur dan tembusan permintaan persediaan ini mempunyai struktur
   data yang sama, tetapi mempunyai struktur yang berbeda.
c. Bentuk data.
   Bentuk data perlu dicatat di DD, karena dapat digunakan untuk
   mengelompokkan DD ke dalam kegunaannya sewaktu perancangan sistem.
   • DD yang mencatat data yang mengalir dalam bentuk dokumen dasar atau
     formulir akan digunakan untuk merancang bentuk input sistem.
   • DD yang mencatat data yang mengalir dalam bentuk laporan tercetak
     dan dokumen hasil cetakan komputer akan digunakan untuk merancang
     output yang akan dihasilkan oleh sistem.
   • DD yang mencatat data yang mengalir dalam bentuk tampilan dilayar
     monitor akan digunakan untuk merancang tampilan layar yang akan
     dihasilkan oleh sistem.
   • DD yang mencatat data yang mengalir dalam bentuk parameter dan
     variabel akan digunakan untuk merancang proses dari program.
   • DD yang mencatat data yang mengalir dalam bentuk dokumen, formulir,
     laporan, dokumen cetakan komputer, tampilan di layar monitor,
     variabel dan field akan digunakan untuk merancang database.
d. Arus data.
   Arus data menunjukkan dari mana data mengalir dan ke mana data akan
   menuju. Keterangan arus data ini perlu dicatat di DD supaya memudahkan
   mencari arus data ini di DFD.
e. Penjelasan.
   Untuk tidak memperjleas lagi tentang makna dari arus data yang dicatat
   di DD, maka bagian penjelasan dapat diisi dengan keterangan-keterangan
   tentang arus data tersebut. Sebagai misalnya nama dari arus data adalah
   tembusan permintaaan persediaan, maka dapat lebih dijelaskan sebagai
   tembusan dari faktur penjualan untuk meminta barang dari gudang.
f. Periode.
   Periode ini menunjukkan kapan terjadinya arus data ini. Periode perlu
   dicatat di DD karena dapat digunakan untuk mengidentifikasikan kapan
   input data harus dimasukkan ke sistem, kapan proses dari program harus
   dilakukakan dan kapan laporan-laporan harus dihasilkan.
g. Volume.
   Volume yang perlu dicatat di DD adalah tentang volumen rata-rata dan
   volume puncak dari arus data. Volume rata-rata menunjukkan banyaknya
   rata-rata arus data yang mengalir dalam suatu periode tertentu dan
   volume puncak menunjukkan volume yang terbanyak, Volume ini digunakan
   untuk mengidentifikasikan besarnya simpanan luar yang akan digunakan,
   kapasitas dan jumlah dari alat input, alat pemroses dan alat output.
h. Struktur data.
   Struktur data menunjukkan arus data yang dicatat di DD terdiri dari
   item-item apa saja.

Arsitektur DBMS Multi Pengguna

Pada seksi ini akan di jelaskan mengenai arsitektur yang biasanya digunakan untuk mengimplementasikan sistem basis data yang multi user, yaitu teleprocessing, file server dan client server.

Teleprocessing

Arsitektur tradisional untuk sistem multi pengguna adalah teleprocessing, dimana satu komputer dengan sebuah CPU dan sejumlah terminal.

Terminal untuk pengguna berjenis 'dumb', yang tidak dapat berfungsi sendiri dan masing-masing dihubungkan ke komputer pusat. Terminal-terminal tersebut mengirimkan pesan melalui subsistem pengontrol komunikasi pada sistem operasi ke program aplikasi, yang bergantian menggunakan layanan DBMS.

File-Server

Proses didistribusikan ke dalam jaringan, sejenis Local Area Network (LAN). 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 di bawah ini). Dengan cara ini, file server berfungsi sebagai sebuah hard disk yang digunakan secara bersamaan. DBMS yang ada pada setiap workstation meminta data ke file server untuk semua data yang diinginkan oleh DBMS.

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. 

Kesimpulan 

Basis Data adalah kumpulan-kumpulan informasi dalam sebuah komputer dengan menggunakan perangkat lunak DBMS (database management system) sehingga dapat menampilkan informasi dengan berbagai model data. Dalam DBMS terdapat data dictionary yang berarti katalog fakta tentang kebutuhan-kebutuhan informasi dan dapat mendefinisikan data yang mengalir di system dengan lengkap. Arsitektur DBMS Multi Pengguna menjelaskan mengenai arsitektur yang biasanya digunakan untuk mengimplementasikan sistem basis data yang multi user, yaitu teleprocessing, file server dan client server.

Daftar Pustaka

1. HM, Jogiyanto, Analysis and Disain Sistem Informasi (Pendekatan

   terstruktur), Penerbit Andi Offset, Yogyakarta, 1995.

2. Martin, Merle P., Analysis and Design of Business Information System, 

   Macmillan Publishing Company, New York, 1991.

3. Pohan, Husni Iskandar, Pengantar Perancangan Sistem, Penerbit

   Erlangga, Jakarta, 1997.

4. http://ipanripai.com/materi/tiga-tingkatan-arsitektur-basis-data-ansi-sparc (tigatingkatanarsitekturbasisdata) 

5. http://id.wikipedia.org/wiki/Basis_data

(Koh, 2005, dalam Janner Simarmata & Imam Paryudi 2006: 33).

6. Google Books: Sistem Informasi Manajemen (ed.10) By McLeod (Pearson)

7. M.Kom,Kusrini;Strategi Perancangan dan Pengelolaan Basis Data;C.V Andi Offset;Yogyakarta;2007