DATA BASE MANAGEMENT SYSTEM (DBMS)

DATABASE MANAGEMENT SYSTEM

Pada awalnya, pengembangan masing-masing perangkat lunak dimulai dari nol, dengan menggunakan tools  yang cukup terbatas baik jumlah maupun kemampuannya, sistem operasi dan compiler untuk bahasa pemograman yang digunakan untuk mengembangkan tools SIG pada saat itu. Pada masa itu, belum banyak bahan pustaka yang powerfull dan lengkap  atau standar terkait yang tersedia dan dapat diakses secara penuh oleh public. Dengan demikian kemungkinan besar semua fungsional sistem SIG (terutama fitur-fitur user interface, analisis spasial dan penanganan manajemen basis datanya) dikembangkan sendiri oleh development teamnya yang ahli dibidang masing-masing.

Seiring dengan kemajuan, sifat keterbukaan pemikiran yang arah knowledge sharing, dan juga konsep open source yang melanda dibidang teknologi informasi, maka pada saat itu perangkat lunak SIG sudah dapat dikembangkan dengan dukungan standar-standar terkait, termasuk konsep dan implementasi sistem manajemen basis data (DBMS) dan beberapa algoritma spasialis yang powerfull dan sudah tersebar secara luas.

Pengembangan sistem SIG yang telah mendapatkan dukungan DBMS dapat dijelaskan dengan beberapa fakta berikut:

a.    Biaya pengadaan DBMS telah mendominasi secara garis besar biaya keseluruhan perangkat lunak sistem-sistem termasuk SIG.

b.    DBMS banyak memiliki fungsi-fungsi yang diperlukan oleh sistem perangkat SIG.

A.    Pengertian Dan Definisi

Menurut buku Henry F Korth dan Silberschatz Abraham, Sistem manajemen basis data adalah kumpulan dari data yang saling berelasi (yang biasanya dirujuk sebagai suatu basisdata) dengan sekumpulan program-program yang mengakses data-data tersebut.

Menurut buku H.Z Abidin, DBMS adalah tempat penyimpanan data beserta user interface-nya yang dipersiapkan untuk memanipulasi dan administrasi basisdata. Dengan demikian DBMS juga dapat dianggap sebagai sistem perangkat lunak.

 

Menurut buku Abdul Kadir , DBMS merupakan suatu program komputer yang digunakan untuk memasukkan, mengubah, menghapus, memanipulasi, dan memperoleh data dan informasi dengan praktis dan efisien.

            Pengertian atau definisi DBMS sangat bervariasi dan tidak sedikit jumlahnya. Selain itu perbedaan atau batas-batas antara DBMS dengan sistem basis data-pun sering kali tidak jelas. Dengan demikian Michael J. Freiling berusaha membedakan keduanya secara jelas. DBMS akan berarti paket perangkat lunak (tanpa basisdata) general purpose yang digunakan untuk membangun sistem basisdata tertentu.

Sistem-sistem basis data pertama kali dikembangkan oleh divisi Research and Development (D&R) perusahaan IBM di akhir 1950-an hingga awal 1960-an. Pengembangan ini sebagian besar ditujukan untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan di bidang bisnis,militer, dan institusi-institusi pendidikan dan pemerintahan yang memiliki struktur organisasi yang tidak ssederhana dan dengan kebutuhan data dan inforrmasi yang kompleks.

B.     Manfaat Sistem Manajemen Basis Data

            Sistem manajemen basisidata sudah sangat sering digunakan di dalam sistem perangkat lunak komputer. Penggunaan ini bukan tanpa alasan-alasan yang masuk akal. Alasan penggunaan DBMS diantaranya adalah :

1.      DBMS sangat baik di dalam mengorganisasikan dan mengelola data dalam jumlah besar.

2.      DBMS seperti kantong tempat meletakkan sesuatu (data) di dalam satu wadah sehingga barang (data) yang dimasukkan akan mudah diambil (dipanggil) kembali.

3.      DBMS membantu dalam melindungi data dari kerusakan yang disebabkan oleh akses data yang tidak sah.

4.      DBMS memungkinkan untuk mengakses data secara simultan dan bersamaan.

5.      DBMS yang terdistribusi memungkinkan pembagian suatu basisdata menjadi kepingan-kepingan yang terpisah di tempat yang berbeda.

6.      DBMS tidak selalu ditujukan untuk analisis data.

7.      DBMS memiliki sifat-sifat umum :

·         merupakan alat bantu general purpose

·         sangat baik di dalam proses pemanggilan sebagian kecil basisdata untuk dikirimkan ke bagian analisis.

·         Memungkinkan pengawasan integritas basisdata untuk memastikan validitas dan konsistensi di dalam basisdata.

C.    Komponen-Komponen Sistem Manajemen Basis Data

            DBMS dapat dibentuk dari komponen-komponen sebagai berikut :

1.      Data yang disimpan dalam basis data. Data ini mencakup data numerik (bilangan bulat dan real) dan non-numerik yang terdiri dari karakter (alfabet dan karakter numerik), waktu (tanggal dan jam), logika (true/false), dan data-data lain yang lebih kompleks seperti gambar (citra) dan suara.

2.      Operasi standar yang disediakan oleh hampir semua DBMS. Operasi-operasi standar ini melengkapi pengguna dengan komputer dasar untuk memanipulasi data (basisdata)

3.      DDL (data definition language) yang merupakan bahasa yang digunakan untuk mendeskripsikan isi (dan struktur) basis data. Dengan demikian DDL, sebagai contoh dapat digunakan untuk mendeskripsikan nama-nama atribut (fields), tipe data, lokasi di dalam basisdata.

4.      DML (data manipulation language) atau bahasa query ini pada umumnya setara dengan bahasa pemrograman generasi ke-4 dan didukung oleh DBMS untuk membentuk perintah-perintah untuk masukan, keluaran, editing, analisis basis data. DML yang telah distandarisasikan disebut SQL (structured query language).

5.      Bahasa pemrograman. Disamping oleh perintah-perintah dan queries, basis data juga harus dapat diakses secara langsung oleh program-program aplikasi melalui function calls (atau suboutine calls) yang dimiliki oleh bahasa-bahasa pemrograman konveensional.

6.      Struktur file. setiap DBMS memiliki struktur internal yang digunakan untuk mengorganisasikan data walaupun beberapa model data yang umum telah digunakan oleh sebagian besar DBMS.

D.    Operasi Dasar Sistem Manajemen Basis Data

            Sistem manajemen basis data memiliki peranan yang sangat penting di dalam SIG. Peranan ini sangat ditunjang oleh operasi-operasi dasar sistem pengelolaan basis data yang dimilikinya. Operasi-operasi dasar tersebut adalah :

1.      Membuat database (create database)

2.      Menghapus database (drop database)

3.      Membuat tabel basis data (create table)

4.      Menghapus tabel basis data (drop table)

5.      Mengisi dan menyisipkan data (record) ke dalam tabel (insert)

6.      Membaca dan mencari data (field atau record) dari tabel basis data (seek, find, search, retrieve)

7.      Menampilkan basis data (display, browse)

8.      Mengubah dan meng-edit data yang terdapat di dalam tabel basis data (update, edit)

9.      Menghapus data dari tabel basis data (delete, zap, pack)

10.  Membuat indeks untuk setiap tabel basis data (create index)

E.     Model Basis Data Di Dalam DBMS

            Di dalam DBMS terdapat beberapa model basisdata yang digunakan. Model ini menyatakan hubungan antara record-record yang ada di dalam basisdatanya. Model basisdata tersebut adalah :

1.      Flat file (tabular)

Data terletak di dalam tabel tunggal (tidak terdapat kaitan antara tabel satu dengan tabel-tabel lainnya).

2.      Hierarchical

Model ini sering disebut sebagai model pohon atau hirarki karena mirip dengan struktur pohon terbalik. Model ini menggunakan pola hubungan parent-child. Setiap simpul menyatakan sekumpulan field. Suatu simpul yang memiliki simpul lain yang berada dibawahnya disebut parent. Sedangkan setiap simpul yang memiliki hubungan dengan simpul lain yang berada diatasnya disebut child. Setiap parent dapat memiliki child lebih dari satu, sementara setiap child hanya memiliki satu parent yang disebut sebagai root, sedangkan simpul yang tidak memiliki child (bagian bawah) disebut sebagai leaf.

3.      Network

Model ini sering disebut juga sebagai model DBTG (database task group) atau CODASYL (conference on data systems languages) karena model ini telah distandarisasikan oleh BTDG (yang merupakan bagian dari CODASYL) pada 1971. Model ini sangat mirip dengan model hirarki, tetapi pada model ini setiap child dapat memiliki lebih dari satu parent. Dengan demikian, baik parent maupun child memiliki relasi (N—M) atau sebaliknya.

4.      Relational

Model ini terdiri dari tabel-tabel (data direpresentasikan dalam tabel yang terdiri dari baris-baris dan kolom-kolom) ternormalisasi dengan field-field kunci sebagai penghubung relasional antar tabel.

MODEL BASIS DATA RELASIONAL

            Sebagai model basis data yang paling teekenal dan paling sering di implementasikan didalam DBMS, model relasional sangat banyak digunakan di dalam sistem perangkat lunak SIG. Beberapa di antara DBMS yang mengguanakan model basis data relasional adalah:

1.      Dbase (*.dbf) -- digunakan oleh ArcView GIS beserta beberpa perangkat lunak SIG lainnya yang berbasis data spasial format shapefile.

2.      Dbase (*dfb ) -- digunakan oleh PC Arc/Info dan SIG lain yang masih berbasis PC

3.      INFO -- digunakan di dalam Arc/Info

4.      Oracle -- digunakan di dalam Arc/Info, Geovision, dan lainnya

5.      Empress -- digunakan oleh System/9

A. Terminologi di dalam Model Basis Data Relasional

Di dalam basis data relasional terdapat beberapa terminologi yang menjadi ciri khasnya. Terminologi tersebut antara lain adalah relasi, kunci, query, dan normalisasi.

1.      Relasi

Ada beberapa karakter atau sifat dasar yang berhubungan dengan relasi yang dimiliki oleh tabel-tabel relasional, yaitu:

a. Setiap baris data memiliki beberapa atribut atau fields. Jangkauan nilai-nilai atribut yang mungkin (domain) dimiliki oleh suatu field juga didefenisikan (di dalam komponen meta datanya).

b. Setiap tipe records membentuk tabel dan relasi. Di dalam sebuah tabel, setiap basis data disebut record atau tuple sedangkan kolom datanya disebut atribut, fields atau items.

c. Derajat relasi suatu tabel dinyatakan dengan jumlah atribut yang terdapat di dalam tabel yang bersangkutan. Suatu tabel yang hanya memiliki satu atribut disebut mimiliki relasi unary, dan satu tabel yang memiliki dua atribut disebut tabel dengan relasi binary, sedangkan tabel dengan sejumlah n-atribut disebut n-ary.

2.  Kunci

Kunci memiliki satu relasi adalah bagian (subset) dari atribut-atribut yang memiliki ciri-ciri seperti:

a. Dapat diindentifikasi secara unik: nilai data (isi) milik setiap field kunci tidak ada yang sama (unik) untuk setiap tuple nya. Dengan kata lain, atribut ini dapat mengidentifikasi secara unik suatu kejadian tertentu dari sebuah entity.

b. Non-redudancy: tidak ada satu atribut kunci-pun yang dapat dihapus tanpa terlebih dahulu merusak keunikan atribut kunci.

Atribut-atribut yang memiliki ciri umum seperti diatas dapat disebut juga sebagai candidate key. Candidate key yang akhirnya mewakili setiap kejadian dari suatu entitas disebut sebagai kunci primer (primery key). Candidate key yang todak terpilih disebut alternet key. 

3.   Query

Beberapa terminologi yang terkait dengan query yang dimiliki oleh model basis data relasional adalah:

a.  Data Defenition Language (DLL) yang digunakan untuk menentukan data-data mana saja yang akan disimpan dalam basis data dan mementukan bagaimana data-data tersebut direlasikan.

b.  Data Manipulation Language (DML) digunakan untuk menambah, memanggil kembali, meng-update dan menghapus data di dalam data base.

c. Query sering juga diambil sebagai pernyataan (statement) atau sekumpulan pernyataan, baik pada DDL, DML, atau keduanya.

d. Query Language (QL) adalah semacam bahasa formal yang mengimplementasikan DDL, DML atau bahkan keduanya.

4.  Normalisasi

Normalisasi adalah suatu cara atau teknik yang dapat digunakan untuk mengstruktur data sedemikian rupa sehingga bisa mengurangi atau mencegah timbulnya masalah-masalah yang berhubungan pengolahan basis data. Normalisasi sering juga disebut sebagai suatu proses pengelompokan data (fields/atribut) untuk menghasilkan table-tabel yang menunjukkan entities berikut relasi-relasinya.

Normalisasi bisa berupa proses dekomposisi terhadap tabel yang berukuran relatif panjang atau terhadap tabel yang memiliki relasi yang tidak memuaskan sedemikian rupa hingga dihasilkan beberapa tabel yang berukuran lebih ramping dengan relasi yang baik.

Proses normalisasi di dalam model basis data relasional pada umumnya menitik beratkan pada masalah penentuan struktur data yang paling sederhana untuk tabel-tabelnya. Hasil proses normalisasi adalah data, record, atau tabel yang konsisten secara logika dan mudah dimengerti dimana pemeliharaannya relatif tidak sulit dan murah. Oleh karena itu, proses normalisasi seperti ini sering digunakan sebagai salah satu pendekatan yang dilakukan dalam perancangan skema basis data dalam bentuk normal. Proses normalisasi:

·         Normal 1 (1 NF) : tabel disebut sebagai bentuk normal kesatu jika semua atribut yang bersangkutan tidak dapat dibagi lagi menjadi atribut-atribut yang lebih kecil, tetapi masih mengandung redudancy (atribut yang tampil berulang).

·         Normal 2 (2 NF) : suatu tabel bentuk normal 1 yang memenuhi syarat tambahan bahwa semua atribut bukan kuncinya hanya bergantung pada kunci primer.

·         Normal 3 (3 NF) : suatu tabel bentuk normal 2 yang memenuhi syarat tambahan bahwa semua atribut bukan kunci tidak memiliki kebergantungan transitif (nilai-nilai datanya bergantung pada suatu atribut yang juga bergantung pada atribut yang lain) terhadap kunci primer.

·         Normal Boyce-Codd (BCNF) : tabel yang memiliki semua field penentu yang merupakan candidate key atau perbaikan dari bentuk normal 3, setiap tabel yang memenuhi syarat BCNF pasti memenuhi bentuk normal 3, tetapi belum tentu sebaliknya.

·         Bentuk normal lainnya: betuk normal keempat (4NF), kelima (5NF), dan seterusnya.

Banyak sekali akibat positif yang ditimbulakan oleh proses normalisasi, tetapi proses ini kemungkinkan hanya efektif hingga 3 atau 4 bentuk normal pertama saja. Mekin dalam bentuk normalnya, maka makin banyak pula resikonya. Beberapa kemungkina-kemunkinan resiko tersebut diantaranya:

·         Kekangan atau batasa tabel-tabel menjadi semakin menyulitkan proses perencanaan basis data itu sendiri.

·         Proses dekomposisi struktur data suatu tabel hingga menjasi beberapa tabel yang lebih kecil dan sangat sederhana pada bentuk normal yang lebih tinggi malah akan menyebabkan duplikasi data.

·         Terjadi ketidak efisienan di dalam proses menampilkan kembali data-data yang bersangkutan.

2.4.2    Keunggulan Model Basis Data Relasional

Model basis data relasional merupakan model basis data yang banyak digunakan sampai saat ini. Hal ini karena model basis data relasional memiliki keunggulan-keunggulan, seperti:

a.         Model relasional merupakan model data yang lengkapa secara matematis

b.        Model relasional memiliki teori-teori yang solid utuk mendukung:

·         Accessibility: bahasa query khusus yang query nya dapat dikompilasi, dieksekusi, dan dioptimasikan tanpa harus menggunaka bahasa pemograman.

·         Correctness: semantik aljabar relasionalnya jelas dan lengkap

·         Predyctabelity: semantik yang konsisten memudahkan para penggunanya untuk mengantisipasi atau memperkirakan hasil-hasil queries yang diberikan.

c.         Fleksibelitas tinggi: model relasional secara jelas dapat memisahkan model fisik dan model logikanya, sehingga dengan adanay decoupling (mengurangi ketergantungan antara komponen sistem) ini fleksibelitanya dapat ditingkatkan.

d.        Integritas: batasan ini sangat berguna di dalam memastikan bahwa perubahan struktur- struktur data/tabel tidak mengganggu keutuhan relasi-relasi yang terdapat di dalam basis datanya.

e.         Multiple views: model relasional dapat menyajikan secara langsung (beberapa) view yang berbeda dari (tabel-tabel) basis data yang sama untuk para pengguna yang berbeda.

f.         Concurrency : hampir semua teori megenai pengendalian transaksi simultan yang telah ada dibuat berdasarkan teori formalisme milik model relasional.

2.5       MODEL BASIS DATA RELASIONAL DI DALAM SIG

            Pengimplementasian basis data relasional pada umumnya didasarkan pada model data hybrid atau terintegrasi.

a.       Model Data Hybrid

Langkah awal pada pendekatan ini adalah pemahaman adanya dugaan atau pendapat bahwa mekanisme penyimpanan data yang optimal untuk informasi lokasi (data spasial atau koordinat-koordinat) di satu sisi, akan menyebabkan tidak optimalnya penyimpanan bagi informasi non-spasial di sisi yang lain. Maka berdasarkan pendapat ini, data kartografis (koordinat-koordinat) dijital disimpan dalam sekumpulan file dengan sistem operasi direct acsess untuk meningkatkan kecepatan proses input-output, sementara itu, data atributnya akan disimpan di dalam format DBMS relasional standar. Dengan demikian perangkat lunak SIG akan bertugas sebagai pengelola hubungan antara data spasial dan tabel-tabel atributnya yang berformat DBMS ini selama operasi-operasi pemrosesan atu analisis data peta berlangsung.

Sementara digunakan beberapa pendekatan yang berbeda dalam mekanisme penyimpanan data spasialnya, mekanisme yang dipakai untuk meggabungkan data spasial (layer) dengan tave-tabel atributnya tetap sama, yaitu dengan mendefenisikan nomor pengenal (ID) sebagai atribut kunci yang unik pada unsur spasialnya dan kemudian menempatkannya pula di dalan tabel atrubut hingga memungkinkannya tetap saling terkait dalam usaha membentuk informasi yang utuh.

b.      Model Data Terintegrasi

Pendekatan model data terintegrasi dapat dideskripsikan sebagai pendekatan sistem pengolahan basis data spasial, dengan SIG yang bertindak sebagai query processor. Kebanyakan implementasinya hingga sekarang ini adalah bentuk topologi vektor dengan tabel-tabel rasional yang menyimpan data koordinat-kordinat unsur-unsur peta (titik, nodes, segmen garis, dan lain sebagainya) bersama dengan tabel-tabel lain yang berisi data topologi.

Dengan model data SIG yang terintegrasi (spasial-atribut), terdapat sejumlah karakteristik yang khusus pada data spasial sebagai implikasi dari penggunaanya.dari sudut pandang basis data, adalah memungkinkan untuk menyimpan baik data koordinat-koordinat maupun data mengenai topologi yang diperlukan untuk mengelompokkan elemen-elemen kartografis dijital dengan menggunakan perancangan yang didasarkan pada bentuk normal Boyce Codd (BCNF).