Proses Desain Database

Database / basis data terdiri dari 2 kata, yaitu basis dan data. Basis kurang lebih dapat diartikan sebagai markas atau gudang, tempat bersarang/berkumpul. Sedangkan data adalah representasi fakta dunia nyata yang mewakili suatu objek seperti manusia, barang, hewan, peristiwa, konsep, atau keadaan yang direkam dalam bentuk angka, huruf, simbol, teks, gambar, bunyi, dan lain lain.

Dalam artikel kali ini saya akan menjelaskan tentang proses desain sebuah database.

Tahap 1 : Koleksi dan Analisa Kebutuhan

Sebelum melakukan desain database, harus mengetahui dan menganalisa keinginan pemakai terhadap suatu database sedetail mungkin. Proses ini disebut koleksi dan analisa kebutuhan. Untuk menentukan kebutuhan, pertama kali harus diidentifikasi bagian lain dari sistem informasi yang berhubungan dengan sistem database. Termasuk di dalamnya pemakai dan aplikasi baru dan yang sudah ada, kemudian kebutuhan dikoleksi dan dianalisa. Aktivitas yang merupakan bagian dari tahap ini adalah:

Area aplikasi mayor dan kelompok pemakai yang akan menggunakan database atau pekerjaan apa yang akan diakibatkan diidentifikasi.
Dokumen yang sudah ada yang berhubungan dengan aplikasi dipelajari dan dianalisa. Dokumen lain seperti police manual, form, report dan diagram organisasi di-review untuk menentukan apakah terdapat tambahan pada koleksi kebutuhan dan spesifikasi proses.
Lingkungan operasi saat ini dan rencana penggunaan informasi dipelajari. Termasuk di dalamnya analisa tipe transaksi dan frekuensi penggunaannya dan aliran informasi dalam sistem. Karakteristik geografi seperti pemakai, transaksi asli, tujuan pelaporan dipelajari. Data input dan output untuk transaksi ditentukan.
Penulisan respon untuk menentukan pertanyaan terkadang dikelompokkan dari pemakai database potensial atau kelompok pemakai. Pertanyaan ini melibatkan prioritas pemakai dan tempat yang penting untuk suatu aplikasi. Individu dilakukan interview untuk menolong dalam memperoleh informasi yang berharga dan setting prioritas.

Analisa kebutuhan dibawa ke user akhir atau pelanggan sistem database oleh tim ahli analis kebutuhan. Kebutuhan awal lebih informal, tidak lengkap, tidak konsisten dan sebagian tidak benar. Perlu pekerjaan yang lebih banyak untuk mentransformasi kebutuhan awal ke aplikasi yang lebih spesifik yang dapat digunakan oleh pengembangan sebagai langkah awal untuk menulis implementasi dan uji coba.

Untuk transformasi kebutuhan ke struktur yang lebih baik, teknik spesifikasi kebutuhan digunakan. Misalnya OOA (object-oriented analysis) dan DFD (data flow diagram). Metode tersebut menggunakan teknik diagram untuk mengorganisasi dan menampilkan kebutuhan proses informasi. Dokumentasi tambahan dalam bentuk teks, tabel, grafik dan keputusan melengkapi diagram tersebut.

Tahap 2 : Desain Basis Data Konseptual

Tahap kedua dari perancangan database melibatkan dua aktivitas paralel. Aktivitas pertama yaitu desain skema konseptual, menentukan kebutuhan data yang dihasilkan pada tahap 1 dan menghasilkan skema database konseptual. Aktivitas kedua, desain transaksi dan aplikasi, menentukan analisa aplikasi database pada tahap 1 dan menghasilkan spesifikasi level tinggi untuk aplikasi tersebut.

Tahap 2b : Desain Transaksi

Tujuan dari tahap 2b, dimana proses dilakukan paralel dengan tahap 2, untuk mendesain karaktersitik transaksi database yang diketahui (aplikasi) dengan cara DBMS-independent. Jika suatu sistem database dirancang, perancang sadar beberapa aplikasi yang diketahui (atau transaksi) yang akan dijalankan dalam database diimplementasikan. Bagian terpenting dari perancangan database adalah menentukan karakteristik fungsi transaksi tersebut sebelumnya dalam proses perancangan. Hal ini menjamin skema database akan memasukan semua informasi yang dibutuhkan oleh transaksi tersebut.

Tahap 3 : Pemilihan DBMS

Pemilihan DBMS berdasarkan beberapa faktor, beberapa hal teknis, ekonomi dan kebijakan organisasi. Faktor teknis berhubungan dengan ketepatan DBMS yang dipilih. Yang termasuk faktor teknis adalah tipe DBMS (relational, object-relational, object, lainnya), struktur penyimpan dan akses path yang didukung DBMS, ketersediaan antar muka pemakai dan pemrogram, tipe bahasa query tingkat tinggi, ketersediaan alat bantu pengembangan, kemampuan berhubungan dengan DBMS lain melalui media standart, pilihan arsitektur yang berhubungan dengan operator client-server dan lain sebagainya. Faktor non teknis termasuk di dalamnya status finansial dan dukungan organisasi terhadap vendor. Hal-hal yang harus dipertimbangkan secara ekonomi dan faktor organisasi adalah:

Software acquisiton cost : Merupakan harga ”up-front” dalam pembelian perangkat lunak, termasuk pilihan bahasa, pilihan antar muka seperti form, menu dan antar muka Web berbasis GUI, pilihan recovery/backup, metode akses khusus dan dokumentasi. Versi DBMS yang tepat untuk sistem operasi harus dipilih. Biasanya alat bantu pengembangan, alat bantu desain dan dukungan bahasa tambahan tidak termasuk dalam harga dasar.
Maintenance cost : Berhubungan dengan harga layanan pemeliharaan standart dari vendor dan untuk menjaga versi DBMS tetap up to date.
Hardware acquisition cost : perangkat keras baru mungkin diperlukan, seperti memory, terminal, disk drive dan controller baru, atau penyimpan DBMS khusus.
Database creation and conversion cost : Berhubungan dengan biaya pembuatan sistem database dari konversi sistem yang sudah ada ke perangkat lunak DBMS baru. Operasi sistem yang sudah ada dilakukan paralel dengaan sistem baru sampai semua aplikasi diimplementasikan penuh dan diuji coba.
Personal cost : Akuisisi perangkat lunak DBMS untuk pertama kali oleh organisasi biasanya dilakukan dengan reorganisasi departemen data processing.
Training cost : Karena DBMS biasanya berupa sistem komplek, personal harus ditraining menggunakan dan memprogram DBMS. Training diperlukan pada semua level, termasuk programming, pengembangan aplikasi dan administrasi database.
Operating cost : Biaya operasi lanjutan dari sistem database biasanya tidak termasuk dalam evaluasi.

Keuntungan DBMS tidak mudah diukur dan dihitung. DBMS mempunyai beberapa keuntungan dibandingkan sistem file, seperti mudah dalam penggunaan, konsolidasi informasi perusahaan yang lebih luas, ketersediaan data yang lebih luas, dan akses yang lebih cepat ke informan. Dengan akses berbasis Web, bagian data dapat dibuat akses global seperti pemakai luar. Keuntungan lainnya adalah mengurangi biaya pengembangan aplikasi, mengurangi redudancy data dan keamanan dan kontrol yang lebih baik. Database sudah digunakan pada banyak organisasi, keputusan berpindah dari aplikasi berbasis file ke database terpusat dikarenakan faktor-faktor berikut:

Kompleksitas data : Relasi data menjadi lebih kompleks, memerlukan DBMS yang kuat.
Sharing diantara aplikasi : Semakin besar sharing antar aplikasi, semakin banyak redundansi file dan lebih besar kebutuhan akan DBMS.
Perumbuhan dan perubahan data secara dinamis : Jika data berubah secara konstan, lebih mudah untuk melakukan perubahan dengan DBMS dibandingkan dengan sistem file.
Frekuensi permintaan ad hoc data : Sistem file tidak cukup tepat untuk penampilan data ad hoc.
Volume data dan kebutuhan untuk kontrol : Volume data yang besar dan kebutuhan mengontrol memerlukan DBMS.

Beberapa faktor ekonomi dan organisasi yang berakibat pemilihan suatu DBMS:

Organization-wide adoption of a certain philosopy : Biasanya merupakan faktor dominan yang berakibat pada penerimaan model data (misalnya, relational versus obyek), vendor, metodologi pengembangan dan alat bantu (misalnya, penggunaan analisa berorientasi obyek dan alat bantu desain dan metodologi dibutuhkan oleh semua aplikasi baru.
Familiarity of personnel with the system : Jika staff programming dalam organisasi familiar dengan DBMS tertentu, dapat mengurangi biaya training dan waktu pembelajaran.
Availability of vendor service : Ketersediaan asisten vendor dalam pemecahan permasalahan dengan sistem sangat penting, karena perubahan dari non-DBMS ke lingkungan DBMS kebanyakan membutuhkan bantuan vendor pada awalnya.
Frekuensi permintaan ad hoc data : Sistem file tidak cukup tepat untuk penampilan data ad hoc.
Volume data dan kebutuhan untuk kontrol : Volume data yang besar dan kebutuhan mengontrol memerlukan DBMS.

Beberapa DBMS sekarang mempunyai versi yang berjalan pada beberapa konfigurasi perangkat keras / perangkat lunak (platform). Kebutuhan aplikasi untuk backup, recovery, performansi, integritas dan keamanan harus juga dipertimbangkan. Beberapa DBMS sekarang dirancang sebagai solusi total untuk pemrosesan informasi dan manajemen sumber daya informasi yang diperlukan dalam organisasi. Kebanyakan vendor DBMS mengkombinasikan produk mereka dengan pilihan berikut:

Editor teks dan browser
Pembangkit laporan dan daftar utilitas
Perangkat lunak komunikasi
Entri data dan menampilkan form, layar, dan menu dengan pengeditan otomatis
Alat bantu untuk mengakses World Wide Web
Alat bantu merancang database grafis

Tahap 4 : Pemetaan Model Data (Desain Database Logika)

Tahap berikutnya dari perancangan database adalah membuat skema konseptual dan skema eksternal dalam model data dari DBMS terpilih dengan memetakan skema tersebut. Proses pemetaan dalam dua bentuk:

System-independent mapping : Pada bentuk ini, pemetaan tidak mempertimbangkan karakteristik khusus datau kasus khusus yang diaplikasikan ke implementasi DBMS dari model data.
Tailoring the schemas to aspecific DBMS : DBMS yang berbeda mengimplementasikan model data dengan menggunakan pemodelan khusus.

Hasil dari tahap ini berupa pernyataan DDL dalam bahasa DBMS terpilih yang merupakan skema level konseptual dan eksternal dalam sistem basis data. Tetapi jika pernyataan DDL termasuk beberapa parameter rancangan fisik, spesifikasi DDL yang lengkap harus menuggu setelah tahap rancangan database fisik selesai.

Tahap 5 : Desain Basis Data Fisik

Perancangan database fisik adalah proses memilih struktur penyimpan khusus dan mengakses path untuk file database untuk mendapatkan performansi yang baik pada aplikasi database. Setiap DBMS menawarkan berbagai pilihan organisasi file dan akses path. Termasuk di dalamnya berbagai tipe pengindeksan, clustering record yang berhubungan melalui pointer dan berbagai tipe hashing. Bila suatu DBMS dipilih, proses perancangan database fisik dibatasi pada struktur yang tepat utuk file database melalui pilihan yang ditawarkan DBMS. Kriteria berikut biasanya digunakan untuk menuntun pemilihan rancangan basis database fisik:

Waktu respon : Merupakan waktu antara pengiriman transaksi database untuk eksekusi dan penerimaan respon.
Utilitas ruang penyimpan : Merupakan jumlah ruang penyimpan yang digunakan file database dan struktur akses path pada disk, termasuk pengindeksan dan akses path lain.
Transaction throughput : Merupakan jumlah transaksi rata-rata yang dapat diproses per menit, merupakan parameter kritis dari sistem transaksi seperti yang digunakan pada reservasi pesawat atau bank.

Tahap 6 : Implementasi Basis Data dan Tuning

Setelah rancangan logika dan fisik selesai, kita dapat mengimplementasikan sistem database. Hal ini merupakan tanggung jawab DBA bersama desainer database. Pernyataan dalam DDL (data definition language) termasuk SDL (storage definition language) dari DBMS terpilih dikompilasi dan digunakan untuk membuat skema database dan file database (kosong). Database dapat kemudian dipopulasikan dengan data. Jika data diubah dari sistem komputerisasi sebelumnya, rutin konversi diperlukan untuk format kembali data untuk menyimpan ke database baru.

Transaksi database harus diimplementasikan dengan aplikasi yang dibuat programming berdasarkan spesifikasi konseptual dari transaksi dan kemudian menulis dan melakukan uji coba kode porgram dengan perintah DML. Jika transaksi siap dan data disimpan ke database, tahap rancangan dan implementasi selesai dan tahap operasi dari sistem database dimulai.