Perancangan Basis Data

3.1 Komponen Utama Sistem Informasi

Sebuah sistem informasi berbasiskan komputer melibatkan banyak komponen yang ada, yakni :

• Basis data, sebagai media penyimpanan data.

• DBMS, sebagai perangkat lunak pembangun dan manajemen basis data.

• Aplikasi perangkat lunak, sebagai antarmuka penggunaan SI.

• Perangkat keras komputer termasuk media penyimpanan.

• Personal yang menggunakan dan mengembangkan sistem.

Basis data merupakan komponen dasar dari sebuah sistem informasi dan pengembangan serta penggunaannya sebaiknya dipandang dari perspektif kebutuhan organisasi yang lebih besar. Oleh karena itu siklus hidup sebuah sistem informasi organisasi berhubungan dengan siklus hidup sistem basis data yang mendukungnya.

Siklus hidup aplikasi basis data berhubungan dengan siklus hidup sistem informasi. Siklus kehidupan sistem informasi sering disebut macro life cycle, dimana siklus kehidupan basis data merupakan micro life cycle. Proses perancangan basis data merupakan bagian dari siklus hidup sistem informasi.

3.2 Tujuan Utama Perancangan Basis Data

Pada basis data yang digunakan oleh single pengguna atau hanya beberapa pengguna saja,perancangan basis data tidak sulit. Tetapi jika ukuran basis data yang sedang atau besar (25 – ratusan pengguna 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 basis datanya), perancangan basis data menjadi sangat kompleks. Oleh karena itu para pemakai mengharapkan penggunaan basis data yang sedemikian rupa sehingga sistem harus dapat memenuhi kebutuhan-kebutuhan seluruh pengguna tersebut.

Tujuan perancangan basis data ialah :

• Memenuhi informasi yang berisikan kebutuhan-kebutuhan pengguna secara khusus dan aplikasi-aplikasinya.
• Memudahkan pengertian struktur informasi.
• Mendukung kebutuhan-kebutuhan pemrosesan dan beberapa obyek penampilan (response time, processing time, dan storage space).

3.3 Siklus Kehidupan Sistem Informasi dan Basis Data

Sebuah sistem informasi tidak dapat dipisahkan dengan basis data dan untuk membangun sistem tersebut memerlukan langkah-langkah yang jelas. Hal yang penting adalah mengetahui bahwa hidup aplikasi sistem informasi dapat tidak berurutan, tetapi melibatkan beberapa langkah pengulangan yang biasanya disebut sebagai feedback loop. Sebagai contoh : masalah-masalah yang ditemui selama perancangan sistem informasi mungkin harus mengumpulkan dan menganalisis kebutuhan-kebutuhan tambahan. Berikut ini adalah langkah-langkah dalam membangun sebuah sistem informasi berbasis komputer atau disebut sebagai siklus hidup sistem informasi :

Berikut ini adalah penjelasan dari sebuah perancangan sistem informasi sebagai siklus hidup SI.

1. Database

Pada tahap ini menentukan model data dari basis data yang ingin dikembangkan.

2. System definition

Definisi sistem menentukan ruang lingkup aplikasi SI berupa para pemakai, awal dan berakhirnya system.

3. Requirements collection and Analysis

Pada tahap ini dilakukan pengumpulan data dan analisa dari hasil data yang telah terkumpul. Untuk penjelasan lebih lengkap apa saja yang harus dilakukan pada tahap perancangan basis data.

4. Database Design & Application Design

Perancangan basis data dan perancangan aplikasi dari SI dilakukan pada tahap ini. Fase perancangan basis data meliputi secara konseptual, logical dan fisik.

5. Implementation

Pemrosesan dari penulisan definisi basis data secara konseptual, eksternal, dan internal, pembuatan file-file basis data yang kosong, dan implementasi aplikasi yang telah dirancang ke dalam kode program perangkat lunak yang telah digabung dengan sistem basis data yang dibuat.

6. Data loading and Conversion

Data dimasukkan ke dalam sistem data dan selanjutnya melakukan konversi-konversi dari sistem yang lama ke dalam sistem yang baru.

7. Testing

Sistem diuji dalam hal input, output dan proses untuk menghasilkan suatu pengujian yang menyeluruh sehingga dapat diketahui apabila ada kesalahan sistem, operasi atau pun kesalahan dalam proses.

8. Operational & Maintenance

Selama fase operasi, sistem secara konstan memonitor dan memelihara basis data. Pertambahan dan pengembangan data dan aplikasi-aplikasi perangkat lunak  dapat terjadi.Modifikasi dan pengaturan kembali basis data mungkin diperlukan dari waktu ke waktu.

3.2 Proses Perancangan Basis Data

Secara khusus proses perancangan berisikan 2 aktifitas paralel. Aktifitas yang pertama melibatkan perancangan dari isi data dan struktur basis data, sedangkan aktifitas kedua mengenai perancangan pemrosesan basis data dan aplikasi-aplikasi perangkat lunak. Dua aktifitas ini saling menjalin, misalnya : kita dapat mengidentifikasikan data item yang akan disimpan dalam basis data dengan menganalisa aplikasi-aplikasi basis data. Dua aktifitas ini juga saling mempengaruhi satu sama lain. Contohnya : fase perancangan basis data secara fisik, pada saat kita memilih struktur penyimpanan dan jalur-jalur akses dari file-file basis data yang tergantung pada aplikasi-aplikasi yang akan menggunakan file-file tersebut. 

Di lain pihak, kita biasanya menentukan perancangan aplikasi-aplikasi basis data dengan mengarah kepada konstruksi skema basis data yang telah ditentukan selama aktifitas yang pertama. Dari enam fase tersebut, 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. Terdapat 6 fase proses perancangan basis data yakni :

1. Pengumpulan Data dan Analisis

2. Perancangan basis data secara konseptual

3. Pemilihan DBMS (Database Management System)

4. Perancangan basis data secara logika (Data Model Mapping)

5. Perancangan basis data secara fisik

6. Implementasi sistem basis data

Fase 1 merupakan kumpulan informasi yang berhubungan dengan penggunaan basis data. Fase 6 merupakan implementasi basis datanya. Fase 1 dan 6 kadang-kadang bukan merupakan bagian dari perancangan basis data, tetapi merupakan bagian dari siklus kehidupan sistem informasi secara umum. Inti dari proses perancangan basis data adalah fase 2,3,4, dan 5.

Penjelasan

Fase 1 — Pengumpulan data dan analisa

Proses identifikasi dan analisa kebutuhan-kebutuhan data disebut pengumpulan data dan analisa. Untuk menentukan kebutuhan-kebutuhan suatu sistem basis data, pertama harus mengenal bagian-bagian lain dari sistem informasi yang akan berinteraksi dengan sistem basis data, termasuk para pemakai yang ada dan para pemakai yang baru serta aplikasi-aplikasinya. Kebutuhan-kebutuhan dari para pemakai dan aplikasi inilah yang kemudian dikumpulkan dan dianalisa.

Aktifitas-aktifitas pengumpulan data dan analisa :

1) Menentukan kelompok pemakai dan bidang-bidang aplikasinya

Menentukan aplikasi utama dan kelompok pengguna yang akan menggunakan basis data. 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 : kebijakan-kebijakan, 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 diperinci dan dipelajari. Termasuk juga analisa jenis-jenis transaksi dan frekuensi-frekuensi transaksinya dan juga arus informasi dalam sistem. Informasi tersebut berupa input-output data.

4) Daftar pertanyaan dan wawancara

Jawaban pertanyaan – pertanyaan yang telah dikumpulkan dari para pemakai basis data 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 basis data secara konseptual

Tujuan dari fase ini adalah menghasilkan conceptual schema untuk basis data yang tergantung pada sebuah DBMS yang spesifik. Sering menggunakan sebuah high-level data model seperti ERD (Entity Relationship Diagram) model selama fase ini. Dalam conceptual schema, kita harus memerinci aplikasi-aplikasi basis data yang diketahui dan transaksi-transaksi yang mungkin.

Fase perancangan basis data secara konseptual mempunyai 2 aktifitas paralel :

1) Perancangan skema konseptual :

Berfungsi untuk menguji kebutuhan-kebutuhan data dari suatu basis data yang merupakan hasil dari fase 1, dan menghasilkan sebuah conceptual basis data schema pada DBMS independent model data tingkat tinggi seperti ERD (Entity Relationship Diagram) model. Skema ini dapat dihasilkan dengan menggabungkan bermacam-macam kebutuhan pengguna dan secara langsung membuat skema basis data atau dengan merancang skema-skema yang terpisah dari kebutuhan tiap-tiap pengguna 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 tersebut.

2) Perancangan transaksi :

Berfungsi untuk menguji aplikasi-aplikasi basis data dimana kebutuhan-kebutuhannya telah dianalisa pada fase 1, dan menghasilkan perincian transaksi-transaksi ini. Pada tahap ini merupakan pembuatan flowchart dan kegunaan fase ini yang diproses secara paralel bersama fase perancangan skema konseptual adalah untuk merancang karakteristik dari transaksi-transaksi basis data yang telah diketahui pada suatu DBMS-independent. Transaksi-transaksi ini akan digunakan untuk memproses dan memanipulasi basis data suatu saat dimana basis data tersebut dilaksanakan.

Fase 3 — Pemilihan DBMS

Pemilihan basis data ditentukan oleh beberapa faktor, diantaranya : faktor teknik, ekonomi dan organisasi.

Contoh faktor teknik :

Keberadaan DBMS dalam menjalankan tugasnya seperti jenis-jenis DBMS (relational, network, hierarchical), struktur penyimpanan, dan jalur akses yang mendukung DBMS, pemakai, dll.

Faktor-faktor ekonomi dan organisasi yang mempengaruhi satu sama lain dalam pemilihan DBMS :

1) Struktur data yakni jika data yang disimpan dalam basis data mengikuti struktur hirarki, maka suatu jenis hirarki dari DBMS harus dipikirkan.

2) Personal yang telah terbiasa dengan suatu sistem yakni jika staf programmer dalam suatu organisasi sudah terbiasa dengan suatu DBMS, maka hal ini dapat mengurangi biaya latihan dan waktu belajar.

3) Tersedianya layanan purna jual yakni keberadaan fasilitas pelayanan purna jual sangat dibutuhkan untuk membantu memecahkan beberapa masalah sistem.

Fase 4 — Perancangan basis data secara logika (pemetaan model data)

Fase selanjutnya dari perancangan basis data 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 :

Ialah 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 :

Ialah 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 ini memakai perintah-perintah DDL (Data Definition Language) dalam bahasa DBMS yang dipilih yang menentukan tingkat skema konseptual dan eksternal dari sistem basis data. Tetapi dalam beberapa hal, perintah-perintah DDL memasukkan parameter-parameter rancangan fisik sehingga DDL yang lengkap harus menunggu sampai fase perancangan basis data 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 basis data secara 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).

Beberapa petunjuk dalam pemilihan perancangan basis data secara fisik :

1) Response time :

Ialah waktu akses basis data 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 :

Ialah jumlah ruang penyimpanan yang digunakan oleh file-file basis data dan struktur jalur akses.

3) Transaction throughput :

Ialah rata-rata jumlah transaksi yang dapat diproses per menit oleh sistem basis data 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 basis data.

Fase 6 — Implementasi sistem basis data

Setelah perancangan secara logika dan secara fisik lengkap, kita dapat melaksanakan sistem basis data. Perintah-perintah dalam DDL dan DML (Data Manipulation Language) dari DBMS yang dipilih, dihimpun dan digunakan untuk membuat skema basis data dan file-file basis data (yang kosong). Sekarang basis data 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 basis data yang baru. 

Transaksi-transaksi basis data sekarang harus dilaksanakan oleh para programmer aplikasi. Spesifikasi secara konseptual diuji dan dihubungkan dengan kode program dengan perintah-perintah dari embedded DML yang telah ditulis dan diuji. Suatu saat transaksi tsb telah siap dan data telah dimasukkan ke dalam basis data, maka fase perancangan dan implementasi telah selesai, dan kemudian fase operasional dari sistem basis data dimulai.