3.1. Sejarah Singkat Model Relasional - BAB 3 MODEL RELASI

BAB 3 MODEL RELASIONAL Sampai saat ini, model relasional merupakan model data utama yang

  digunakan untuk aplikasi pemrograman data komersial. Hal ini disebabkan karena kesederhanaan pada struktur data logikanya dibandingkan model jaringan dan model hirarkis, sehingga memudahkan pekerjaan seorang programmer.

  Pada bab ini, akan dijabarkan konsep dasar dari model relasional, kemudian bahasa queri formal yang digunakan untuk menspesifikasikan permintaan informasi dari pemakai; yakni aljabar relasional sebagai bentuk dasar dari bahasa queri Structured Query Language (SQL), kalkulus relasional tupel dan kalkulus relasional domain. Bahasa queri komersial, yakni SQL akan dijelaskan dalam bab berikutnya.

3.1. Sejarah Singkat Model Relasional

  Model relasional pertama kali diperkenalkan oleh E.F. Codd pada tahun 1970. Objektifitas dari model relasional ini adalah konsep kemandirian data, relasi yang normal tanpa adanya kelompok pengulangan serta perluasan dari bahasa manipulasi data yang berorientasi pada himpunan data.

  Prototype sistem manajemen basis data relasional, dengan nama

  

System R, dibuat oleh IBM’s San Jose Research Laboratory di California pada

  tahun 1970-an. Kemudian mulai dikembangkan bahasa queri terstruktur yang diberi nama Structured Query Language (SQL) dan dinyatakan sebagai standar bahasa relasional. Selama tahun 1980-an bermunculan produk-produk sistem manajemen basis data relasional yang komersial; contohnya DB2 dan SQL/DS dari IBM serta ORACLE dari ORACLE Corporation.

  Pada waktu bersamaan, dikembangkan prototype INGRES (Interactive

  

Graphics Retrieval System) dimana fokusnya hampir sama dengan System R di

  California University, Berkeley. Produk komersial dari INGRES dikeluarkan oleh Relational Technology Inc. serta Intelligence Database Machine dari Britton Lee Inc.

  Sekarang telah terdapat bermacam-macam produk komersial dari model relasional untuk mikrokomputer maupun mainframe. Seperti misalnya, Paradox dan dBase IV dari Borland, Access dari Microsoft, FoxPro dan R:Base dari

3.2. Konsep Dasar

  Model relasional merupakan model yang merepresentasikan data dalam basis data sebagai kumpulan tabel-tabel dimana setiap tabel dinyatakan dengan nama yang unik. Setiap baris pada tabel merepresentasikan keterhubungan diantara sekumpulan nilai-nilai. Itu berarti sebuah tabel merupakan kumpulan dari keterhubungan-keterhubungan ini. Hal ini menunjukkan hubungan yang dekat antara konsep tabel dan konsep relasi pada matematika. Untuk itulah model relasional menggunakan istilah relasi. Pada kenyataannya, sistem manajemen basis data relasional menyimpan relasi-relasinya secara fisik pada sebuah file. Keterkaitan antara ketiga istilah ini ditunjukkan pada tabel 3.1.

Tabel 3.1. Terminologi istilah model relasional

  Formal Istilah Alternatif 1 Istilah alternatif 2

  

Relasi Tabel File

Tupel Baris Record

Atribut Kolom Field

  Pada gambar 3.1 diilustrasikan contoh mengenai relasi divisi dan relasi pegawai yang terdapat pada database relasional mengenai suatu perusahaan X.

3.2.1. Terminologi

  Pada bagian ini akan dijelaskan terminologi dari model relasional menggunakan prinsip-prinsip teori himpunan dan logika predikat, antara lain :

  1. Relation (Relasi) merupakan sebuah tabel dengan kolom-kolom dan baris- baris. Pada model relasional, relasi digunakan untuk menyimpan informasi mengenai objek-objek yang direpresentasikan dalam sebuah basis data. Relasi ini digambarkan dalam bentuk tabel dua dimensi. Contohnya mengenai informasi pegawai-pegawai yang bekerja di perusahaan X direpresentasikan pada relasi PEGAWAI yang mengandung informasi nomor induk pegawai, nama, alamat, gaji dan kode divisi tempat pegawai bekerja.

  2. Relation schema (Skema relasi) adalah nama relasi yang diikuti dengan kumpulan atribut-atributnya. Misalkan skema relasi R dinyatakan sebagai R(A1, A2, ..., An), dimana R = relasi dan Ai = atribut ke i. Contoh : PEGAWAI (NIP#, Nama, Alamat, Gaji, KodeDiv).

  Atribut

KODEDIV# NAMADIV LOKASI

  Div01 Produksi Bogor Div02 Pemasaran Jakarta Timur Div03 Keuangan Jakarta Barat Div04 Administrasi Jakarta Barat Kunci utama tupel kunci asing Relasi PEGAWAI

NIP# NAMA ALAMAT GAJI KODEDIV#

  80100 Muhammad Ali Jl. Depok 1 No.2 1.000.000 Div02 80123 Sasanti Jl. Akses No.4 1.500.000 Div04 80140 Budiman Jl. Kenanga No.10 2.000.000 Div01 80150 Jaharudin Jl. Gambir No.34 2.000.000 Div02 81000 Nurhayati Jl. Margonda No.12 1.750.000 Div03 81210 Amir Rusli Jl. Teratai No.3 1.500.000 Div03

  Kardinalitas relasi derajat relasi

Gambar 3.1. Relasi PEGAWAI dan DIVISI

  3. Attribute (Atribut) merupakan kolom dari suatu relasi yang mempunyai nama. Atribut-atribut pada suatu relasi tidak harus tersusun secara khusus. Contohnya, pada relasi PEGAWAI mempunyai lima kolom untuk atribut-atribut NIP#, Nama, Alamat, Gaji dan KodeDiv.

  4. Tuple (Tupel) merupakan suatu baris dari suatu relasi. Pada relasi PEGAWAI, setiap tupel mempunyai 5 nilai, masing-masing untuk setiap atribut NIP#, Nama, Alamat, Gaji dan KodeDiv.

  5. Domain (Domain) merupakan kumpulan nilai-nilai data yang mungkin untuk suatu atribut dan bersifat atomik. Contoh : domain dari atribut KodeDiv adalah {Div01, Div02, Div03, Div04}

  6. Degree of relation (Derajat dari suatu relasi) adalah banyaknya atribut pada suatu relasi. Relasi PEGAWAI yang mempunyai 5 atribut berarti

  3. Primary key (Kunci utama) Kunci utama merupakan sebuah kunci kandidat yang dipilih sebagai atribut yang paling utama yang dapat mengidentifikasikan suatu

  6. Setiap tupel berbeda dan tidak ada tupel yang rangkap.

  2. Candidate key (Kunci kandidat) Kunci kandidata merupakan suatu kunci super yang mempunyai sifat

  Contoh : {NIP}, {NIP, Nama}.

  1. Super key (Kunci super) Kunci super merupakan suatu atribut atau sekumpulan atribut yang secara unik dapat mengidentifikasikan suatu tupel pada suatu relasi.

  Setiap tupel pada suatu relasi harus dapat diidentifikasi secara unik dengan menggunakan nilai-nilai dari atribut-atribut relasi tersebut. Berikut ini akan dijelaskan terminologi yang digunakan pada kunci relasi :

  3.2.3. Kunci Relasi

  7. Tupel tidak harus tersusun secara khusus. (secara teroritis)

  5. Atribut-atribut tidak harus tersusun secara khusus.

  Relasi dengan satu atribut disebut derajat unary, dua atribut disebut binary, tiga atribut disebut ternary, selanjutnya disebut n-ary.

  4. Nilai atribut bersifat atomik dan berasal dari domain yang sama.

  3. Setiap atribut mempunyai nama yang berbeda.

  2. Setiap sel dari relasi mempunyai hanya satu nilai atau atomik.

  Suatu relasi mempunyai karakteristik-karakteristik sebagai berikut: 1. Setiap relasi mempunyai nama yang harus berbeda dengan relasi lainnya.

  3.2.2. Karakteristik Relasi

  8. Relational database (Database relasional) merupakan sekumpulan relasi yang sudah dalam bentuk normal.

  7. Cardinality of relation (Kardinalitas dari suatu relasi) adalah banyaknya tuple pada suatu relasi. Kardinalitas dari relasi ini dapat berubah-ubah sesuai dengan perubahan yang terjadi pada relasi.

• unik, dapat mengidentifikasikan secara unik suatu tupel pada suatu relasi
• tidak terdapat subset nilai (jika gabungan) yang merupakan suatu kunci super. Contoh : NIP, Nama

  4. Alternate key (Kunci alternatif) Kunci alternatif merupakan kunci kandidat yang tidak terpilih sebagai kunci utama. Contoh : Nama.

  5. Composite key (Kunci komposit) Kunci komposit merupakan kunci yang terdiri atas lebih dari satu atribut.

  Contoh : NIP+Nama

  6. Foreign key (Kunci asing) Kunci asing merupakan atribut pada suatu relasi yang merupakan kunci utama pada relasi yang lain. Contoh : KodeDiv pada relasi PEGAWAI yang merupakan kunci utama pada relasi DIVISI.

  3.3. Aturan Keintegritasan

  Untuk menjamin keakuratan data, ditetapkan beberapa aturan keintegritasan data, yakni :

  1. Entity integrity Kunci utama tidak boleh bernilai null. Null artinya kosong, tidak ada nilai atau nilai tidak sesuai dengan domain atributnya. Contohnya, atribut NIP# sebagai kunci utama pada relasi tidak boleh kosong, karena akan menyebabkan masalah keintegritasan data.

  2. Referential integrity Kunci asing harus mempunyai nilai data yang sesuai atau cocok dengan nilai pada referensinya. Contohnya, nilai atribut KodeDiv sebagai kunci asing pada relasi PEGAWAI harus mempunyai nilai dan tidak boleh null sesuai dengan referansinya yakni atribut KodeDiv pada relasi DIVISI.

  3.4. Bahasa Queri

  Bahasa queri merupakan bahasa yang digunakan user untuk mengekspresikan permintaan data pada basis data. Bahasa queri ini dapat dibedakan atas :

  1. Bahasa queri formal Bahasa queri formal merupakan dasar bahasa relasional dengan menggunakan simbol-simbol matematika. Bahasa queri formal ini dapat dibedakan atas dua jenis, yakni :

  a. terprosedur, Bahasa queri formal yang terprosedur artinya pemakai

  Contoh : Aljabar relasional

  b. tanpa prosedur Bahasa queri formal yang tanpa prosedur artinya pemakai hanya menentukan data apa yang dibutuhkan tanpa perlu menjabarkan bagaimana memperoleh data tersebut Contoh : Kalkulus relasional tuple dan domain

  2. Bahasa queri komersial Bahasa queri yang dirancang menjadi program aplikasi agar pemakai mudah menggunakannya.

  Contoh :

  a. Structures Query Language (SQL) Kombinasi aljabar dan kalkulus relasional Contoh : Select * from PEGAWAI where KodeDiv=’Div02’;

  b. Query Language (QUEL) Berdasarkan pada kalkulus relasional tupel Contoh : Retrieve (PEGAWAI.*) Where PEGAWAI.KodeDiv=’Div02’;

  c. Query By Example (QBE) Berdasarkan pada kalkulus relasional domain.

  Contoh :

PEGAWAI NIP NAMA ALAMAT GAJI KODEDIV P.

  Div02

3.4.1. Aljabar Relasional

  Aljabar relasional merupakan bahasa teoritis yang operasi-operasinya bekerja pada satu atau lebih dari satu relasi untuk mendefinisikan relasi-relasi lain tanpa mengubah relasi original. Hasil dari operasi aljabar relasional berupa relasi juga yang dapat digunakan untuk operasi lain. Operasi-operasi dasar yang terdapat aljabar relasional antara lain: SELECT, PROJECTION, CARTESIAN PRODUCT, UNION dan SET DIFFERENCE. Selain ini ada pula operasi tambahan JOIN, INTERSECTION dan DIVISION.

  3.4.1.1. SELECT

  Operasi SELECT ditujukan untuk memperoleh tupel-tupel dari suatu relasi yang memenuhi predikat tertentu. Simbol yang digunakan :  (sigma). Bentuk :

   predikat (R) Keterangan :

   R = relasi  Predikat pada operasi SELECT melibatkan :

   operand : konstanta/bilangan operator aritmatika : , , , , , 

   operator logika :  (and), (or), (not)

   Contoh queri : dicari informasi mengenai pegawai yang bekerja di divisi Div02. (Berdasarkan relasi pegawai pada divisi.) KodeDiv=’Div02’ (PEGAWAI)

  Hasil :

  80100 Muhammad Ali Jl. Depok 1 No.2 1.000.000 Div02 80150 Jaharudin Jl. Gambir No.34 2.000.000 Div02

  3.4.1.2. PROJECT

  Operasi PROJECT ditujukan untuk memperoleh atribut-atribut atau kolom- kolom tertentu dari suatu relasi serta membuang nilai yang sama. Simbol yang digunakan : (pi). Bentuk :

   kolom1, kolom2, ..., kolomn (R) Contoh queri : tampilkan nama dan alamat pegawai

   Nama,Alamat (PEGAWAI) Muhammad Ali Jl. Depok 1 No.2 Sasanti Jl. Akses No.4 Budiman Jl. Kenanga No.10 Jaharudin Jl. Gambir No.34 Nurhayati Jl. Margonda No.12 Amir Rusli Jl. Teratai No.3

  3.4.1.3. CARTESIAN PRODUCT

  Membentuk suatu relasi dari dua relasi, misalkan R dan S, yang terdiri dari kombinasi untuk setiap tupel pada R dengan semua tupel pada S. Simbol operasi adalah :  (cros) Bentuk :

  R x S Contoh queri : tampilkan kombinasi pegawai dan divisi tempat pegawai bekerja.

  PEGAWAI  DIVISI

  3.4.1.4. UNION

  Membentuk suatu relasi yang terdiri dari tupel-tupel yang berada pada salah satu relasi atau pada kedua relasi, dengan syarat :

• misalkan ada relasi R dan S, maka jumlah atribut relasi R dan S harus sama
• domain dari atribut ke i dari R harus sama dengan domain dari atribut ke i pada S.

  Simbol :  (union) Contoh queri : misalkan terdapat dua relasi pegawai di cabang A yakni PEGAWAI-A dan di cabang B yakni PEGAWAI-B, apabila ingin diketahui gabungannya, maka

  PEGAWAI-A  PEGAWAI-B

  3.4.1.5. SET DIFFERENCE

  Operasi ini untuk membentuk suatu relasi yang terdiri dari tupel-tupel yang berada pada relasi pertama dan tidak berada pada relasi kedua atau kedua- duanya. Contoh : PEGAWAI-A  PEGAWAI-B

  3.4.1.6. NATURAL JOIN

  Membentuk suatu relasi dari dua relasi yang terdiri dari kombinasi yang mungkin dari relasi-relasi tersebut. Simbol : X Ilustrasi :

  R S R X S a 1 1 x a 1 x b 2 1 y a 1 y

  3 z Contoh queri : dicari nama divisi dimana pegawai dengan NIP 80100 bekerja.

   NamaDiv ( NIP=’80100’ ’ (PEGAWAI X DIVISI)) Hasil :

  Pemasaran

  3.4.1.7. INTERSECTION

  Operasi ini ditujukan untuk memperoleh tupel-tupel yang berada pada kedua relasi R dan S. Simbol = . Contoh :

  R  S

3.4.2. Kalkulus Relasional

  Pada kalkulus relasional tidak terdapat pendeskripsian pemrosesan suatu queri seperti halnya pada aljabar relasional, akan tetapi cukup dengan mendefinisikan apa yang diinginkan. Ada dua bentuk kalkulus relasional yakni sedangkan yang kedua adalah kalkulus relasional domain yang diusulkan Lacroix dan Pirotte.

3.4.2.1. Kalkulus Relasional Tupel

  Kalkulus relasional tupel lebih berorientasi pada tupel dimana operasi ini ditujukan untuk memperoleh tupel-tupel yang predikatnya ‘benar’. Ekspresi : { t  P(t) } t : tupel, P : predikat terhadap t

  Bentuk-bentuk dari predikat : ; dimana S : variabel, R : relasi

  1. S  R

  2. S[x]  U[y] ; dimana S dan U : variabel tupel , x dan y : atribut-atribut  : operator aritmatika ; C : konstanta

  3. S[x]  C Operator tambahan : operator penghubung yakni  (and), (or) Contoh queri : diketahui skema relasi DOSEN (Nip, Nama, Alamat, Kota, Jkel).

  Dicari informasi mengenai dosen yang berada di kota Bogor.

  { t   DOSEN  t[Kota] = ‘Bogor’ }

3.4.2.2. Kalkulus Relasional Domain

  Berbeda dengan kalkulus relasional tupel, kalkulus relasional domain berorientasi pada domain dengan menggunakan variabel-variabel domain. Ekspresi : { <x

  1 , x 2 , x n

1 , x

2 , x n > }

  >  P <x Dimana x : variabel domain, sedangkan

i P : predikat terhadap x.

  Bentuk-bentuk dari predikat: 1. <x

  1 , x 2 , x n ; R : relasi

  >  R 2. x  y 3. x  C Contoh queri : diketahui skema relasi DOSEN (Nip, Nama, Alamat, Kota, Jkel).

  Dicari informasi mengenai dosen yang mempunyai NIP 87000650.

  { <n,a,l,k,j>  P <n,a,l,k,j> }  DOSEN  n=’87000650’ }

  3.4.3. Query By Example(QBE)

  QBE Pertama kali dikembangkan oleh Zloof pada tahun 1975. Untuk mengekspresikan permintaan dari pemakai dilakukan dengan memasukkan nilai contoh ke dalam template queri yang menyerupai sebuah tabel. Operator perintah antara lain : P. (Print), D. (Delete), I. (Insert), U. (Update). Operator aritmatika : , , , , ,  Contoh : diketahui skema relasi PEGAWAI (NIP,Nama,Alamat,Gaji,Kddiv) a. Ingin ditampilkan informasi pegawai dengan Nip 102871.

  PEGAWAI NIP NAMA ALAMAT GAJI KODEDIV P. 102871

  b. Ingin ditampilkan nama dan alamat pegawai yang mempunyai gaji lebih besar dari 500.000,-

  PEGAWAI NIP NAMA ALAMAT GAJI KODEDIV P. P. >500000

  3.4.4. Query Language (QUEL)

  QUEL merupakan bahasa pendefinisian dan manipulasi data untuk

  INGRES (Ineractive Graphics and Retrieval System), dikembangkan sejak tahun 1970-an.

  Perintah-perintah pada Quel :

  1. Pendefinisian data antara lain : CREATE, INDEX, MODIFY, DESTROY

  2. Manipulasi data antara lain : RETRIEVE, APPEND, DELETE, REPLACE

  Sintaks RETRIEVE : RETRIEVE [ UNIQUE] tabel.kolom - WHERE [fungsi/ANY] kondisi SORT BY kolom; RANGE OF inisial/huruf IS (nama tabel); -

  Contoh queri :

  1. Ingin dibuat inisial dari tabel PEGAWAI dan DIVISI RANGE OF P IS PEGAWAI, D IS DIVISI;

  2. Ingin ditampilkan nama dan alamat pegawai yang gajinya lebih besar dari 500.000,- RETRIEVE (P.Nama, P.Alamat) WHERE P.Gaji > 500000;