Pemodelan Data Relasional

Pemodelan data relasional mengelompokkan data ke dalam tabel, dengan masing-masing tabel terdiri dari baris dan kolom. Teknik pemodelan ini banyak digunakan karena fleksibilitasnya dan dukungannya terhadap integritas data melalui fitur-fitur seperti batasan dan triger.

Contoh pemodelan data relasional

Bayangkan sebuah basis data sederhana dengan tiga tabel: Pelanggan, Produk, dan Pesanan. Tabel Pelanggan berisi informasi tentang setiap pelanggan, tabel Produk berisi informasi tentang setiap produk, dan tabel Pesanan berisi informasi tentang setiap pesanan yang dilakukan oleh pelanggan.

• Tabel Pelanggan: CustomerID, Nama, Email, Alamat
• Tabel produk: ProductID, Nama, Deskripsi, Harga
• Tabel pesanan: OrderID, CustomerID, ProductID, Quantity, OrderDate
  

Dalam contoh ini, model data relasional memungkinkan kueri dan pembaruan data yang mudah, serta menegakkan integritas data melalui batasan kunci utama (primary-key) dan kunci asing (foreign-key). Model data relasional sangat umum, dan sebagian besar basis data menggunakan bentuk model relasionalitas di . Model data relasional sangat bagus untuk:

1. Fleksibilitas: Model relasional memungkinkan modifikasi struktur data secara mudah, seperti menambahkan atau menghapus tabel, kolom, atau hubungan, tanpa memengaruhi data yang ada.
   
2. Normalisasi data: Model data relasional mendukung normalisasi data, yang membantu menghilangkan redundansi data dan memastikan konsistensi data di seluruh tabel.
   
3. Pembuatan kueri dan pelaporan: Model relasional memungkinkan pembuatan kueri dan pelaporan yang kompleks melalui penggunaan SQL (Structured Query Language), sehingga memudahkan pengambilan, pemfilteran, dan pengurutan data berdasarkan kriteria tertentu.
   
4. Integritas data: Model data relasional menegakkan integritas data melalui batasan kunci utama dan asing, memastikan bahwa hubungan antar tabel dipertahankan dan mencegah anomali data.
   
5. Skalabilitas: Basis data relasional dapat menangani data dalam jumlah besar dan dapat diskalakan secara horizontal atau vertikal untuk mengakomodasi kebutuhan data yang terus berkembang.
   
6. Dukungan transaksi: Basis data relasional mendukung transaksi, yang memungkinkan beberapa operasi dilakukan sebagai satu unit kerja, memastikan konsistensi dan integritas data.
   
7. Adopsi yang luas: Karena penggunaannya yang luas, basis data relasional didukung oleh ekosistem alat, pustaka, dan kerangka kerja yang luas, sehingga memudahkan pengembang dan profesional data untuk menggunakan model relasional.
   

Namun, model data relasional memiliki beberapa keterbatasan:

1. Penanganan data tak terstruktur: Model data relasional dirancang untuk bekerja dengan data terstruktur, yang dapat menyulitkan penyimpanan dan pengelolaan data tak terstruktur, seperti dokumen teks, gambar, atau video .
   
2. Kompleksitas: Model relasional dapat menjadi rumit saat menangani sejumlah besar tabel dan hubungan, sehingga menyulitkan perancangan, pemeliharaan, dan pengoptimalan basis data .
   
3. Performa: Dalam beberapa kasus, basis data relasional mungkin memberikan performa yang buruk untuk kasus penggunaan tertentu, seperti analisis waktu nyata atau penyerapan data berkecepatan tinggi, di mana model data alternatif seperti basis data NoSQL mungkin lebih cocok .
   
4. Kekakuan skema: Skema basis data relasional telah ditetapkan sebelumnya dan memerlukan perubahan yang harus dilakukan secara hati-hati untuk menghindari kehilangan atau kerusakan data. Kekakuan ini dapat menyulitkan adaptasi basis data terhadap persyaratan bisnis yang terus berkembang atau untuk mengakomodasi jenis data baru .
   
5. Keterbatasan skala: Meskipun basis data relasional dapat diskalakan untuk menangani data dalam jumlah besar, basis data tersebut sering kali memerlukan upaya dan sumber daya yang signifikan untuk diskalakan secara horizontal, yang dapat menjadi tantangan bagi organisasi dengan kebutuhan data yang berkembang pesat.
   

Meskipun ada keterbatasan ini, model data relasional tetap menjadi pilihan populer bagi banyak aplikasi karena fleksibilitasnya, penerapan integritas data, dan penerapannya yang luas. Akan tetapi, penting untuk mempertimbangkan persyaratan khusus suatu proyek dan mengevaluasi apakah model data relasional merupakan yang paling sesuai atau apakah model data alternatif mungkin lebih tepat.

Model ER

Entity Relational Model adalah model untuk mengidentifikasi entitas yang akan direpresentasikan dalam basis data dan representasi tentang bagaimana entitas tersebut saling terkait. Model data ER menentukan skema perusahaan yang merepresentasikan keseluruhan struktur logis basis data secara grafis.

Diagram Hubungan Entitas menjelaskan hubungan antar entitas yang ada dalam basis data. Model ER digunakan untuk memodelkan objek dunia nyata seperti seseorang, mobil, atau perusahaan dan hubungan antara objek dunia nyata ini. Singkatnya, Diagram ER adalah format struktural basis data.

Simbol yang Digunakan dalam Model ER

Model ER digunakan untuk memodelkan tampilan logis sistem dari perspektif data yang terdiri dari simbol-simbol ini:

• Persegi Panjang: Persegi panjang mewakili Entitas dalam Model ER.
• Elips: Elips mewakili Atribut dalam Model ER.
• Diamond/Berlian: Berlian melambangkan Hubungan antar Entitas.
• Garis: Garis mewakili atribut ke entitas dan kumpulan entitas dengan tipe hubungan lainnya.
• Elips Ganda: Elips Ganda melambangkan Atribut Bernilai Banyak.
• Persegi Panjang Ganda: Persegi Panjang Ganda melambangkan Entitas Lemah.

Komponen Diagram ER

Model ER terdiri dari Entitas, Atribut, dan Hubungan antar Entitas dalam Sistem Basis Data.

Apa itu Entitas

Suatu Entitas dapat berupa objek yang memiliki wujud fisik – misalnya orang tertentu, mobil, rumah, atau karyawan – atau dapat juga berupa objek yang memiliki wujud konseptual – misalnya perusahaan, pekerjaan, atau program studi di universitas.

Jenis-jenis Entitas

Ada dua jenis entitas:

1. Entitas yang Kuat

Entitas Kuat adalah jenis entitas yang memiliki Atribut kunci. Entitas Kuat tidak bergantung pada Entitas lain dalam Skema. Entitas ini memiliki kunci utama, yang membantu mengidentifikasinya secara unik, dan diwakili oleh persegi panjang. Ini disebut Jenis Entitas Kuat.

2. Entitas Lemah

Tipe Entitas memiliki atribut kunci yang secara unik mengidentifikasi setiap entitas dalam himpunan entitas. Namun, ada beberapa tipe entitas yang atribut kuncinya tidak dapat didefinisikan. Tipe ini disebut tipe Entitas Lemah .

Misalnya, Sebuah perusahaan dapat menyimpan informasi tanggungan (Orangtua, Anak, Pasangan) dari seorang Karyawan. Namun tanggungan tersebut tidak dapat hidup tanpa karyawan tersebut. Jadi Tanggungan akan menjadi Tipe Entitas Lemah dan Karyawan akan menjadi tipe Entitas Pengenal untuk Tanggungan, yang berarti Tipe Entitas Kuat .

Tipe entitas lemah direpresentasikan oleh Persegi Panjang Ganda. Partisipasi tipe entitas lemah selalu total. Hubungan antara tipe entitas lemah dan tipe entitas kuat yang mengidentifikasinya disebut hubungan identifikasi dan direpresentasikan oleh berlian ganda.

Apa itu Atribut?

Atribut adalah properti yang menentukan tipe entitas. Misalnya, Roll_No, Name, DOB, Age, Address, dan Mobile_No adalah atribut yang menentukan tipe entitas Student. Dalam diagram ER, atribut direpresentasikan dengan bentuk oval.

                      Atribut

Jenis Atribut

1. Atribut Utama

Atribut yang mengidentifikasi setiap entitas secara unik dalam himpunan entitas disebut atribut kunci. Misalnya, No_NIM akan bersifat unik untuk setiap siswa. Dalam diagram ER, atribut kunci diwakili oleh oval dengan garis-garis di bawahnya.

        Atribut Utama

2. Atribut Komposit

Atribut yang terdiri dari banyak atribut lain disebut atribut komposit. Misalnya, atribut Alamat dari tipe Entitas siswa terdiri dari Jalan, Kota, Negara Bagian, dan Negara. Dalam diagram ER, atribut komposit direpresentasikan oleh oval yang terdiri dari oval-oval.

                                                                                                           Atribut Komposit

3. Atribut Multinilai

Atribut yang terdiri dari lebih dari satu nilai untuk entitas tertentu. Misalnya, Phone_No (dapat lebih dari satu untuk siswa tertentu). Dalam diagram ER, atribut multinilai diwakili oleh oval ganda.

             Atribut Multinilai

4. Atribut Turunan

Atribut yang dapat diturunkan dari atribut lain dari tipe entitas dikenal sebagai atribut turunan. Misalnya; Usia (dapat diturunkan dari DOB). Dalam diagram ER, atribut turunan diwakili oleh oval putus-putus.

             Atribut Turunan

Tipe Entitas Lengkap Siswa beserta Atributnya dapat direpresentasikan sebagai berikut:

                                                                                                   Entitas dan Atribut

Jenis Hubungan dan Set Hubungan

Tipe Hubungan mewakili hubungan antara tipe entitas. Misalnya, 'Terdaftar di' adalah tipe hubungan yang ada antara tipe entitas Mahasiswa dan Mata Kuliah. Dalam diagram ER, tipe hubungan diwakili oleh berlian dan menghubungkan entitas dengan garis.

Kumpulan Hubungan Entitas

Seperangkat hubungan dengan tipe yang sama dikenal sebagai himpunan hubungan. Himpunan hubungan berikut menggambarkan S1 terdaftar di C2, S2 terdaftar di C1, dan S3 terdaftar di C3.

                                                                                    Hubungan Set

Derajat Suatu Himpunan Hubungan

Jumlah himpunan entitas berbeda yang berpartisipasi dalam suatu himpunan relasi disebut derajat suatu himpunan relasi.

1. Hubungan Unary: Bila hanya ada SATU himpunan entitas yang berpartisipasi dalam suatu hubungan, hubungan tersebut disebut hubungan unary. Misalnya, satu orang menikah dengan hanya satu orang.

                                          Hubungan Unary

2. Hubungan Biner: Bila ada DUA entitas yang berpartisipasi dalam suatu hubungan, hubungan tersebut disebut hubungan biner. Misalnya, seorang Siswa terdaftar dalam suatu Kursus.

                                                                                 Hubungan Biner

3. Hubungan Terner: Ketika ada tiga set entitas yang berpartisipasi dalam suatu hubungan, hubungan tersebut disebut hubungan terner.

4. Hubungan N-ary: Ketika terdapat n himpunan entitas yang berpartisipasi dalam suatu hubungan, maka hubungan tersebut disebut hubungan n-ary.

Apa itu Kardinalitas?

Jumlah kali suatu entitas dari himpunan entitas berpartisipasi dalam himpunan relasi dikenal sebagai kardinalitas . Kardinalitas dapat berupa beberapa jenis:

1. Satu-ke-Satu: Bila setiap entitas dalam setiap himpunan entitas hanya dapat mengambil bagian satu kali dalam hubungan, maka kardinalitasnya adalah satu-ke-satu. Mari kita asumsikan bahwa seorang pria dapat menikahi seorang wanita dan seorang wanita dapat menikahi seorang pria. Jadi, hubungan tersebut akan menjadi satu-ke-satu.

Jumlah total tabel yang dapat digunakan dalam ini adalah 2.

                                                             kardinalitas satu ke satu

Dengan menggunakan Set, dapat direpresentasikan sebagai:

Representasi Himpunan Satu-ke-Satu

2. Satu-ke-Banyak: Dalam pemetaan satu-ke-banyak juga di mana setiap entitas dapat dihubungkan ke lebih dari satu entitas dan jumlah total tabel yang dapat digunakan dalam hal ini adalah 2. Mari kita asumsikan bahwa satu departemen bedah dapat menampung banyak dokter. Jadi Kardinalitasnya adalah 1 banding M. Ini berarti satu departemen memiliki banyak Dokter.

Jumlah total tabel yang dapat digunakan adalah 3.

                                                          kardinalitas satu ke banyak

Dengan menggunakan himpunan, kardinalitas satu ke banyak dapat direpresentasikan sebagai:

Representasi Himpunan Satu-ke-Banyak

3. Banyak-ke-Satu: Ketika entitas dalam satu himpunan entitas hanya dapat mengambil bagian satu kali dalam himpunan relasi dan entitas dalam himpunan entitas lain dapat mengambil bagian lebih dari satu kali dalam himpunan relasi, kardinalitasnya adalah banyak ke satu. Mari kita asumsikan bahwa seorang mahasiswa hanya dapat mengambil satu mata kuliah tetapi satu mata kuliah dapat diambil oleh banyak mahasiswa. Jadi kardinalitasnya adalah n ke 1. Artinya, untuk satu mata kuliah dapat ada n mahasiswa tetapi untuk satu mahasiswa, hanya akan ada satu mata kuliah.

Jumlah total tabel yang dapat digunakan adalah 3.

                                                         kardinalitas banyak ke satu

Dengan menggunakan Set, dapat direpresentasikan sebagai:

Representasi Himpunan Banyak-ke-Satu

Dalam kasus ini, setiap mahasiswa hanya mengambil 1 mata kuliah tetapi 1 mata kuliah tersebut telah diambil oleh banyak mahasiswa.

4. Banyak-ke-Banyak: Ketika entitas dalam semua himpunan entitas dapat mengambil bagian lebih dari satu kali dalam kardinalitas hubungan adalah banyak ke banyak. Mari kita asumsikan bahwa seorang siswa dapat mengambil lebih dari satu mata kuliah dan satu mata kuliah dapat diambil oleh banyak siswa. Jadi hubungannya adalah banyak ke banyak.

Jumlah total tabel yang dapat digunakan dalam ini adalah 3.

                                                          kardinalitas banyak ke banyak

Dengan menggunakan Set, dapat direpresentasikan sebagai:

Representasi Set Banyak-ke-Banyak

Dalam contoh ini, mahasiswa S1 terdaftar di C1 dan C3 dan Mata Kuliah C3 terdaftar di S1, S3, dan S4. Jadi, hubungan yang terjadi adalah many-to-many.

Kendala Partisipasi

Batasan Partisipasi diterapkan pada entitas yang berpartisipasi dalam rangkaian hubungan.

1. Partisipasi Total – Setiap entitas dalam himpunan entitas harus berpartisipasi dalam hubungan tersebut. Jika setiap siswa harus mendaftar dalam suatu mata kuliah, partisipasi siswa akan bersifat total. Partisipasi total ditunjukkan dengan garis ganda dalam diagram ER.

2. Partisipasi Parsial – Entitas dalam himpunan entitas boleh atau tidak boleh berpartisipasi dalam hubungan tersebut. Jika beberapa mata kuliah tidak diikuti oleh salah satu mahasiswa, partisipasi dalam mata kuliah tersebut akan bersifat parsial.

Diagram berikut menggambarkan himpunan relasi 'Terdaftar di' dengan himpunan Entitas Mahasiswa yang memiliki partisipasi total dan himpunan Entitas Kursus yang memiliki partisipasi parsial.

                                                                             Partisipasi Total dan Partisipasi Parsial

Dengan menggunakan Set, dapat direpresentasikan sebagai,

Mengatur representasi Partisipasi Total dan Partisipasi Parsial

Setiap siswa dalam set Entitas Siswa berpartisipasi dalam suatu hubungan, tetapi ada kursus C4 yang tidak mengambil bagian dalam hubungan tersebut.