Proses dan Pendekatan Perancangan Basis Data

Back to IF5101 Manajemen Data

Proses dan Pendekatan Perancangan Basis Data

Questions/Cues

• Apa saja fase perancangan basis data dari kebutuhan hingga implementasi?
• Apa beda keputusan bisnis vs keputusan computer science pada logical design?
• Dua “jebakan” (pitfall) desain apa yang harus dihindari?
• Apa dua pendekatan perancangan skema, dan peran masing-masing?
• Tiga konsep dasar apa yang dipakai model ER?

Reference Points

• IF5101 — Database Design Using the E-R Model (Slides 6.2-6.7)

Fase-Fase Perancangan

Perancangan basis data bergerak dari kebutuhan pengguna menuju basis data yang berjalan, melalui beberapa fase:

1. Initial phase — mengarakterisasi secara lengkap kebutuhan data dari calon pengguna basis data. Melibatkan wawancara ekstensif dengan pakar domain.
2. Second phase — memilih data model (mis. ER), menerapkan konsep-konsepnya, dan menerjemahkan kebutuhan menjadi conceptual schema. Conceptual schema yang matang mencerminkan functional requirements enterprise, yaitu: mendeskripsikan jenis-jenis operasi (transaksi) yang akan dijalankan atas data.
3. Final phase — berpindah dari model data abstrak ke implementasi basis data, terbagi dua:
   • Logical Design — menentukan skema basis data. Di sinilah harus ditemukan kumpulan skema relasi yang “baik”.
   • Physical Design — menentukan tata letak fisik basis data (file, indeks, partisi, dsb.).

flowchart LR
    A["Initial phase<br/>karakterisasi kebutuhan data"] --> B["Choose data model<br/>+ conceptual schema"]
    B --> C["Spesifikasi operasi/<br/>transaksi (functional req.)"]
    C --> D["Logical Design<br/>tentukan skema relasi"]
    D --> E["Physical Design<br/>tata letak fisik"]

Keputusan pada Logical Design

Menemukan kumpulan skema relasi yang baik melibatkan dua jenis keputusan yang berbeda sifat:

• Keputusan bisnis — atribut apa yang harus dicatat dalam basis data? Ini butuh pengetahuan domain, bukan teknis.
• Keputusan computer science — skema relasi apa yang harus dimiliki, dan bagaimana atribut didistribusikan di antara berbagai skema relasi tersebut?

Alternatif Desain: Dua Jebakan yang Harus Dihindari

Saat merancang skema, ada dua pitfall utama:

1. Redundancy — desain buruk menyebabkan informasi terulang. Representasi berulang bisa memicu inkonsistensi data antar salinan informasi (satu salinan diperbarui, yang lain tidak).
2. Incompleteness — desain buruk membuat aspek tertentu dari enterprise sulit atau mustahil dimodelkan.

Menghindari desain buruk belum cukup: biasanya masih ada banyak desain baik yang harus dipilih salah satunya berdasarkan pertimbangan lain (kejelasan, kinerja, kemudahan evolusi).

Dua Pendekatan Perancangan

Pendekatan	Peran
Entity-Relationship Model	Memodelkan enterprise sebagai kumpulan entitas dan relationship. Entity = “benda”/objek dalam enterprise yang dapat dibedakan dari objek lain, dideskripsikan oleh sekumpulan atribut. Relationship = asosiasi di antara beberapa entitas. Direpresentasikan secara diagramatik lewat ER diagram.
Normalization Theory	Memformalkan desain mana yang buruk dan menyediakan uji untuk mendeteksinya. Bersifat korektif/analitik, melengkapi ER. Dibahas pada materi berikutnya.

Tiga Konsep Dasar Model ER

ER data model dikembangkan untuk memfasilitasi perancangan basis data dengan memungkinkan spesifikasi enterprise schema yang merepresentasikan struktur logis keseluruhan basis data. Model ER memakai tiga konsep dasar:

• entity sets
• relationship sets
• attributes

Model ER juga memiliki representasi diagramatik — ER diagram — yang dapat mengekspresikan struktur logis keseluruhan basis data secara grafis. Ketiga konsep ini dirinci pada catatan-catatan berikutnya di payung ini: Entity Set, Relationship Set, dan Primary Key, Mapping Cardinality, Partisipasi, dan Weak Entity Set, dan Extended ER Features dan Isu Perancangan.

Summary

Perancangan basis data berjalan melalui fase: karakterisasi kebutuhan data → memilih data model & menyusun conceptual schema (yang mencerminkan functional requirements berupa transaksi) → logical design (menentukan skema relasi “baik”) → physical design (tata letak fisik). Logical design memadukan keputusan bisnis (atribut apa yang dicatat) dan keputusan computer science (skema relasi apa & distribusi atribut). Desain harus menghindari dua jebakan: redundancy (memicu inkonsistensi) dan incompleteness. Ada dua pendekatan komplementer: ER model (memodelkan enterprise sebagai entitas + relationship, digambar lewat ER diagram) dan normalization theory (memformalkan & menguji desain buruk). Model ER berdiri di atas tiga konsep: entity sets, relationship sets, attributes.

Additional Information

Posisi ER dalam SDLC

ER diagram adalah artefak fase analisis/desain konseptual. Ia bebas dari pilihan DBMS. Transformasi ER → skema relasional (fase logical design) mengikuti aturan mapping baku (entitas → tabel, relationship M-N → tabel asosiasi, atribut multivalued → tabel terpisah, dst.), lalu normalisasi memverifikasi hasilnya bebas anomali.

Redundancy yang “Sengaja”

Slide mencatat: saat mengonversi ER kembali ke tabel, kadang atribut yang tadinya dibuang karena redundan muncul kembali (mis. course_id pada tabel section). Ini bukan kesalahan — redundansi terkontrol pada level skema relasional kadang diperlukan untuk merepresentasikan relationship secara eksplisit. Lihat pembahasan weak entity set.

Proyek Eksplorasi Mandiri

1. Ambil satu form pendaftaran nyata (mis. registrasi seminar). Jalankan fase 1-2: daftar kebutuhan data, pilih ER, buat conceptual schema, lalu daftar 5 transaksi yang harus didukung.
2. Cari satu contoh skema basis data yang redundan di internet, tunjukkan anomali update/insert/delete yang mungkin terjadi, lalu perbaiki.

Bacaan Lanjutan

• Silberschatz, Korth, Sudarshan. Database System Concepts, 7th Ed. — Chapter 6 “Database Design Using the E-R Model” (bagian Overview of the Design Process) & Chapter 7 (Normalization).
• DAMA-DMBOK2, Chapter 5 — “Data Modeling and Design”.