Kembali ke E-Learning

1/24

BASIS DATA

Pengantar Teknik Informatika

Fauzi, S.Kom., M.Eng

Pertemuan 8

Memahami konsep dasar basis data, model data, DBMS, dan SQL

1

2/24

Capaian Pembelajaran

Pengetahuan

Memahami definisi dan konsep basis data
Mengetahui model-model data
Memahami arsitektur DBMS
Mengenal normalisasi database

Keterampilan

Dapat merancang struktur database sederhana
Mampu menggunakan perintah SQL dasar
Dapat mengidentifikasi hubungan antar tabel
Mampu menerapkan konsep normalisasi

2

3/24

Definisi Basis Data

Menurut Para Ahli

C.J. Date:

"Basis data adalah kumpulan data operasional yang tersimpan dan digunakan oleh sistem aplikasi dari suatu organisasi."

Ramez Elmasri:

"Database adalah koleksi data yang saling berhubungan dan memiliki makna tertentu untuk menggambarkan aspek dari dunia nyata."

Pengertian Umum

Basis Data (Database) adalah kumpulan data yang terorganisasi secara sistematis, tersimpan secara elektronik, dan dapat diakses serta dikelola dengan mudah untuk mendukung berbagai kegiatan dan pengambilan keputusan dalam suatu organisasi.

3

4/24

Karakteristik Basis Data

Data Sharing

Data dapat digunakan bersama oleh multiple user dan aplikasi secara bersamaan

Data Security

Memiliki sistem keamanan untuk melindungi data dari akses yang tidak sah

Data Redundancy

Mengurangi duplikasi data yang tidak perlu dalam sistem

Data Consistency

Menjaga konsistensi dan integritas data di seluruh sistem

Data Independence

Pemisahan antara struktur data fisik dan logis

Multiple Views

Menyediakan tampilan data yang berbeda untuk user yang berbeda

4

5/24

Model Data

Definisi Model Data

Model Data adalah representasi konseptual dari struktur data, hubungan antar data, semantik data, dan batasan-batasan yang berlaku pada data dalam suatu basis data.

Contoh Model Data Hierarkis

5

6/24

Jenis-jenis Model Data

Model Hierarkis

Struktur data seperti pohon (tree)
Setiap record memiliki satu parent
Relasi one-to-many
Contoh: IBM IMS

Model Jaringan

Struktur data seperti graph
Record dapat memiliki multiple parent
Relasi many-to-many
Contoh: CODASYL, IDMS

Model Relasional

Data disimpan dalam bentuk tabel
Setiap tabel terdiri dari baris dan kolom
Menggunakan kunci primer dan asing
Contoh: MySQL, PostgreSQL, Oracle

Model Berorientasi Objek

Data disimpan sebagai objek
Mendukung konsep OOP
Memiliki atribut dan method
Contoh: ObjectDB, MongoDB

Perbandingan Model-model Data

6

7/24

DBMS

Definisi DBMS

Database Management System (DBMS) adalah perangkat lunak yang memungkinkan pengguna untuk mendefinisikan, membuat, memelihara, dan mengontrol akses ke basis data.

DBMS bertindak sebagai interface antara pengguna dengan basis data fisik, menyediakan cara yang efisien dan aman untuk mengelola data.

Arsitektur Database Management System

7

8/24

Komponen DBMS

Storage Manager

Mengelola penyimpanan data di disk

Buffer Manager
File Manager
Authorization Manager

Query Processor

Memproses dan mengoptimalkan query

DDL Interpreter
DML Compiler
Query Evaluation Engine

Transaction Manager

Mengelola transaksi database

Recovery Manager
Concurrency Control
Lock Manager

Data Dictionary

Menyimpan metadata sistem

Schema Information
User Information
Statistical Data

Arsitektur 3 Level DBMS

8

9/24

Model Relasional

Definisi Model Relasional

Model Relasional adalah model data yang merepresentasikan data dalam bentuk tabel-tabel yang saling berhubungan. Model ini dikembangkan oleh Edgar F. Codd pada tahun 1970.

Terminologi Dasar

Relasi (Relation): Tabel yang berisi data
Tuple: Baris dalam tabel (record)
Atribut: Kolom dalam tabel (field)
Domain: Himpunan nilai yang valid
Degree: Jumlah atribut dalam relasi
Cardinality: Jumlah tuple dalam relasi

Jenis-jenis Key

Primary Key: Kunci utama unik
Foreign Key: Kunci asing referensi
Candidate Key: Kandidat kunci utama
Super Key: Kunci super set
Alternate Key: Kunci alternatif
Composite Key: Kunci gabungan

9

10/24

Primary Key & Foreign Key

Primary Key

Atribut atau kombinasi atribut yang secara unik mengidentifikasi setiap tuple dalam relasi

Harus unik (tidak boleh duplikat)
Tidak boleh NULL
Nilainya tidak boleh berubah
Minimal dan stabil

Foreign Key

Atribut dalam suatu relasi yang merupakan primary key pada relasi lain

Membuat hubungan antar tabel
Menjaga integritas referensial
Boleh memiliki nilai NULL
Dapat berupa composite key

Hubungan Primary Key dan Foreign Key

10

11/24

Normalisasi Database

Definisi Normalisasi

Normalisasi adalah proses mengorganisir data dalam database untuk mengurangi redundansi dan meningkatkan integritas data dengan memecah tabel besar menjadi tabel-tabel yang lebih kecil.

Tujuan Normalisasi

• Mengurangi redundansi data
• Mencegah anomali update
• Meningkatkan integritas data
• Mengoptimalkan penyimpanan

Masalah Tanpa Normalisasi

• Insert Anomaly
• Update Anomaly
• Delete Anomaly
• Data Inconsistency

Manfaat Normalisasi

• Struktur data terorganisir
• Pemeliharaan mudah
• Fleksibilitas tinggi
• Performa optimal

11

12/24

Bentuk-bentuk Normal

First Normal Form (1NF)

Setiap atribut harus atomik (tidak dapat dibagi lagi)

Tidak ada repeating groups
Setiap cell berisi satu nilai
Setiap record unik
Urutan data tidak penting

Second Normal Form (2NF)

Sudah 1NF + tidak ada partial dependency

Memenuhi syarat 1NF
Setiap non-key attribute bergantung penuh pada primary key
Eliminasi partial dependency
Berlaku untuk composite key

Third Normal Form (3NF)

Sudah 2NF + tidak ada transitive dependency

Memenuhi syarat 2NF
Tidak ada transitive dependency
Non-key attributes tidak bergantung pada non-key lain
Bentuk normal yang paling umum digunakan

Proses Normalisasi Database

12

13/24

SQL

Definisi SQL

Structured Query Language (SQL) adalah bahasa standar untuk mengelola dan memanipulasi database relasional. SQL digunakan untuk membuat, mengubah, dan mengambil data dari database.

SQL pertama kali dikembangkan oleh IBM pada tahun 1970-an dan menjadi standar ANSI pada tahun 1986.

CREATE

Membuat struktur

SELECT

Mengambil data

UPDATE

Mengubah data

DELETE

Menghapus data

13

14/24

Jenis-jenis Perintah SQL

DDL (Data Definition Language)

Perintah untuk mendefinisikan struktur database

CREATE: Membuat database, tabel, view
ALTER: Mengubah struktur tabel
DROP: Menghapus database, tabel, view
TRUNCATE: Menghapus semua data tabel

DML (Data Manipulation Language)

Perintah untuk memanipulasi data

SELECT: Mengambil data dari tabel
INSERT: Menambah data baru
UPDATE: Mengubah data yang ada
DELETE: Menghapus data

DCL (Data Control Language)

Perintah untuk mengontrol akses data

GRANT: Memberikan hak akses
REVOKE: Mencabut hak akses
DENY: Menolak hak akses
Mengatur security dan privileges

TCL (Transaction Control Language)

Perintah untuk mengontrol transaksi

COMMIT: Menyimpan perubahan
ROLLBACK: Membatalkan perubahan
SAVEPOINT: Membuat titik simpan
Mengatur konsistensi data

Klasifikasi Perintah SQL

14

15/24

Contoh Perintah SQL

DDL - Membuat Tabel

CREATE TABLE mahasiswa (
  nim VARCHAR(10) PRIMARY KEY,
  nama VARCHAR(50) NOT NULL,
  jurusan VARCHAR(30),
  angkatan INT
);

DML - Insert Data

INSERT INTO mahasiswa 
VALUES (
  '2024001', 
  'John Doe', 
  'Teknik Informatika', 
  2024
);

DML - Select Data

SELECT nim, nama, jurusan 
FROM mahasiswa 
WHERE angkatan = 2024 
ORDER BY nama;

DML - Update Data

UPDATE mahasiswa 
SET jurusan = 'Sistem Informasi' 
WHERE nim = '2024001';

JOIN - Menggabungkan Tabel

SELECT m.nama, m.nim, n.mata_kuliah, n.nilai
FROM mahasiswa m
JOIN nilai n ON m.nim = n.nim
WHERE n.nilai >= 80;

15

16/24

Proses Desain Database

Tahapan Desain Database

Desain database adalah proses sistematis untuk menciptakan struktur database yang efisien, konsisten, dan memenuhi kebutuhan aplikasi.

1. Analisis Kebutuhan

Identifikasi kebutuhan pengguna
Analisis proses bisnis
Dokumentasi requirement

2. Desain Konseptual

Entity Relationship Diagram (ERD)
Identifikasi entitas dan atribut
Menentukan relasi antar entitas

3. Desain Logikal

Konversi ERD ke model relasional
Normalisasi database
Definisi tabel dan constraint

4. Desain Fisik

Implementasi pada DBMS tertentu
Optimasi performa
Pengaturan storage

5. Implementasi

Pembuatan database dan tabel
Input data awal
Testing dan validasi

6. Maintenance

Monitoring performa
Backup dan recovery
Update dan modifikasi

16

17/24

DBMS Populer

Relational DBMS

MySQL: Open source, populer untuk web
PostgreSQL: Advanced open source
Oracle Database: Enterprise level
SQL Server: Microsoft database
SQLite: Embedded database

NoSQL DBMS

MongoDB: Document database
Cassandra: Wide column store
Redis: Key-value store
Neo4j: Graph database
CouchDB: Document oriented

Cloud Database

Amazon RDS: AWS managed database
Google Cloud SQL: Google managed
Azure SQL: Microsoft cloud
Firebase: Google real-time DB
DynamoDB: AWS NoSQL

Kriteria Pemilihan DBMS

Performance

Scalability

Cost

Support

17

18/24

Keamanan Database

Definisi Keamanan Database

Keamanan Database adalah perlindungan database dari akses yang tidak sah, modifikasi, atau penghancuran data, serta memastikan privasi dan integritas informasi.

Ancaman Keamanan

SQL Injection: Serangan melalui input query
Unauthorized Access: Akses tanpa izin
Data Breaches: Kebocoran data sensitif
Malware: Program jahat yang merusak
Insider Threats: Ancaman dari dalam
DoS Attacks: Serangan denial of service

Metode Perlindungan

Authentication: Verifikasi identitas user
Authorization: Kontrol hak akses
Encryption: Enkripsi data sensitif
Backup & Recovery: Cadangan dan pemulihan
Audit Logging: Pencatatan aktivitas
Access Control: Pembatasan akses

Prinsip Keamanan Database

Confidentiality

Data hanya dapat diakses oleh pihak yang berwenang

Integrity

Data tetap akurat dan tidak dimodifikasi tanpa izin

Availability

Data dapat diakses kapan saja oleh user yang sah

18

19/24

Backup dan Recovery

Pentingnya Backup & Recovery

Backup adalah proses menyalin data untuk perlindungan, sedangkan Recovery adalah proses mengembalikan data dari backup ketika terjadi kehilangan atau kerusakan.

Jenis-jenis Backup

Full Backup:
Backup seluruh database
Incremental Backup:
Backup data yang berubah
Differential Backup:
Backup sejak full backup terakhir

Strategi Recovery

Point-in-Time Recovery:
Restore ke waktu tertentu
Log-based Recovery:
Menggunakan transaction log
Hot Standby:
Database cadangan real-time

RTO dan RPO

RTO (Recovery Time Objective)

Waktu maksimum yang dapat ditoleransi untuk recovery sistem

RPO (Recovery Point Objective)

Jumlah maksimum data yang dapat hilang selama incident

19

20/24

Tren Teknologi Database

Cloud Database

Database yang dihosting di cloud platform

Scalability otomatis
Pay-as-you-use model
High availability built-in
Managed services

Big Data & Analytics

Database untuk volume data yang sangat besar

Distributed computing
Real-time analytics
Data warehousing
Machine learning integration

AI & Machine Learning

Database dengan kemampuan AI terintegrasi

Automated query optimization
Predictive analytics
Intelligent indexing
Anomaly detection

Blockchain Database

Database dengan teknologi blockchain

Immutable records
Decentralized storage
Smart contracts
Enhanced security

Emerging Technologies

In-Memory DB

Ultra-fast processing

Graph DB

Relationship-focused

Stream Processing

Real-time data

Multi-model DB

Hybrid approach

20

21/24

Studi Kasus: Sistem Akademik

Skenario

Merancang database untuk sistem informasi akademik universitas yang mengelola data mahasiswa, mata kuliah, dosen, dan nilai.

Entitas Utama

Mahasiswa: NIM, Nama, Alamat, Jurusan
Dosen: NIDN, Nama, Departemen
Mata Kuliah: Kode MK, Nama MK, SKS
Kelas: ID Kelas, Semester, Tahun
Nilai: NIM, Kode MK, Nilai

Relasi Antar Entitas

Mahasiswa mengambil Mata Kuliah (M:N)
Dosen mengajar Mata Kuliah (M:N)
Mahasiswa memiliki Nilai (1:N)
Mata Kuliah dibuka di Kelas (1:N)
Dosen mengelola Kelas (1:N)

Contoh Implementasi Tabel

CREATE TABLE mahasiswa (
    nim VARCHAR(10) PRIMARY KEY,
    nama VARCHAR(100) NOT NULL,
    alamat TEXT,
    jurusan VARCHAR(50)
);

CREATE TABLE nilai (
    nim VARCHAR(10),
    kode_mk VARCHAR(10),
    nilai DECIMAL(3,2),
    PRIMARY KEY (nim, kode_mk),
    FOREIGN KEY (nim) REFERENCES mahasiswa(nim)
);

21

22/24

Evaluasi dan Tugas

Pertanyaan Evaluasi

Jelaskan perbedaan antara data dan informasi dalam konteks basis data!
Sebutkan dan jelaskan 4 model data beserta karakteristiknya!
Apa yang dimaksud dengan normalisasi database dan mengapa penting?
Jelaskan perbedaan antara Primary Key dan Foreign Key!
Sebutkan jenis-jenis perintah SQL beserta contohnya!

Tugas Praktik

Tugas 1: Analisis ERD

Buat ERD untuk sistem perpustakaan dengan entitas: Buku, Anggota, Peminjaman

Tugas 2: Normalisasi

Normalisasi tabel berikut hingga bentuk 3NF

Tugas 3: SQL Query

Buat 5 query SQL untuk mengambil data dari database akademik

Project Akhir: Desain Database E-Commerce

Fase 1: Analisis

• Identifikasi kebutuhan sistem
• Analisis proses bisnis
• Dokumentasi requirement

Fase 2: Desain

• Buat ERD lengkap
• Normalisasi database
• Definisi tabel dan constraint

Fase 3: Implementasi

• SQL DDL untuk struktur
• SQL DML untuk data sample
• Query untuk laporan

Deadline: 2 minggu setelah perkuliahan

Submit dalam format PDF + file SQL

22

23/24

Rangkuman Materi

Konsep Kunci

Basis Data: Kumpulan data terorganisasi
DBMS: Software pengelola database
Model Relasional: Data dalam bentuk tabel
Normalisasi: Optimasi struktur data
SQL: Bahasa query standar
Keamanan: Perlindungan data

Komponen Utama

Tabel: Struktur penyimpanan data
Primary Key: Identifier unik
Foreign Key: Penghubung tabel
Normalisasi: 1NF, 2NF, 3NF
SQL Commands: DDL, DML, DCL, TCL
Security: Authentication, Authorization

Kemampuan yang Dikuasai

Memahami Konsep

Database, DBMS, Model Data

Merancang Database

ERD, Normalisasi, Struktur

Menggunakan SQL

Query, DDL, DML

"Database adalah fondasi dari sistem informasi modern"

Kuasai konsep dasar untuk membangun aplikasi yang robust

23

24/24

TERIMA KASIH

Basis Data - Pertemuan 8

Pertanyaan & Diskusi

Silakan ajukan pertanyaan mengenai materi Basis Data

Konsep & Teori

Implementasi

Studi Kasus

Keep Learning

Keep Coding

Keep Innovating

"The future belongs to those who learn more skills and combine them in creative ways."

- Robert Greene

24