Basis Data

Data adalah landasan setiap aplikasi perangkat lunak modern, dan basis data adalah cara paling umum untuk menyimpan dan mengelola data yang digunakan oleh aplikasi.

Dengan pesatnya perkembangan teknologi web dan cloud, basis data telah berevolusi dari basis data relasional tradisional menjadi jenis basis data yang lebih canggih seperti NoSQL , kolom, nilai kunci, hierarkis, dan terdistribusi. Setiap jenis basis data memiliki kemampuan untuk menangani data terstruktur, semi-terstruktur, dan bahkan tidak terstruktur .

Selain itu, basis data terus-menerus menangani data penting dan sensitif. Ditambah lagi dengan persyaratan kepatuhan dan sifat terdistribusi sebagian besar kumpulan data, pengelolaan basis data menjadi sangat kompleks. Akibatnya, organisasi membutuhkan alat yang tangguh, aman, dan mudah digunakan untuk memelihara basis data ini.

Pengenalan DBMS

Apa itu sistem manajemen basis data (DBMS)?

Sistem manajemen basis data (DBMS) adalah perangkat lunak untuk membuat, mengelola, dan membaca basis data. Dengan DBMS, pengguna dapat mengakses dan berinteraksi dengan data yang mendasarinya. Tindakan ini dapat berkisar dari sekadar meminta data hingga mendefinisikan skema basis data yang secara fundamental memengaruhi struktur DBMS.

Lebih jauh lagi, DBMS memungkinkan pengguna berinteraksi dengan basis data secara aman dan bersamaan tanpa mengganggu setiap pengguna dan tetap menjaga integritas data .

Apa fungsi DBMS?

Tugas atau fungsi DBMS yang umum meliputi:

Akses dan kontrol pengguna. Administrator dapat dengan mudah mengonfigurasi akun pengguna, menentukan kebijakan akses, mengubah batasan dan cakupan akses untuk membatasi akses ke data yang mendasarinya, mengontrol tindakan pengguna, dan mengelola pengguna basis data.
Pencadangan dan snapshot data. DBMS dapat menyederhanakan proses pencadangan basis data melalui antarmuka yang lebih sederhana dan mudah dipahami untuk mengelola pencadangan dan snapshot. Untuk keamanan, pengguna dapat memindahkan cadangan ini ke lokasi pihak ketiga, seperti penyimpanan cloud.
Penyetelan kinerja. DBMS dapat memantau kinerja basis data menggunakan alat terintegrasi. Pengguna dapat menyetel basis data dengan membuat indeks yang dioptimalkan untuk mengurangi penggunaan I/O dan mengoptimalkan kueri SQL untuk kinerja basis data terbaik.
Pemulihan data. DBMS menyediakan platform pemulihan dan peralatan yang diperlukan untuk memulihkan basis data sepenuhnya atau sebagian ke kondisi sebelumnya—dengan mudah.
Bahasa kueri basis data dan API. Akses dan gunakan data melalui berbagai bahasa kueri dan koneksi API.
Manajemen kamus data . Kamus mencakup metadata tentang struktur data dan hubungan antar titik data sehingga fungsionalitas dapat mengandalkan abstraksi struktural, alih-alih pengodean yang rumit.
Transformasi dan tampilan data . DBMS mentransformasi data sesuai perintah, misalnya dengan menggabungkan atribut untuk bulan, tanggal, dan tahun seperti 14 Desember 2024, atau 14/12/24, atau format tampilan lain yang ditentukan.
Manajemen integritas data . DBMS membangun dan memelihara konsistensi data serta meminimalkan duplikasi.
Akses pengguna . Kebijakan ini mengizinkan lebih dari satu pengguna untuk mengakses basis data pada satu waktu dan mengikuti ACID untuk mengakomodasi beberapa pengguna.
Antarmuka pengguna . Baik mengakses data melalui formulir web, dasbor langsung, maupun jaringan terdistribusi pihak ketiga, antarmuka berbasis peramban memudahkannya.

Semua tugas administratif ini difasilitasi menggunakan satu antarmuka manajemen. Sebagian besar DBMS modern mendukung penanganan beberapa beban kerja basis data dari perangkat lunak DBMS terpusat, bahkan dalam skenario basis data terdistribusi. Lebih lanjut, DBMS modern memungkinkan organisasi untuk memiliki tampilan top-down yang dapat diatur atas semua data, pengguna, grup, lokasi, dll., secara terorganisir.

Bagaimana cara kerja DBMS?

Berbagai komponen DBMS bekerja sama untuk menciptakan sistem terintegrasi untuk menyusun dan menyimpan data, mendukung permintaan dan akses pengguna, memastikan konsistensi dan integritas, kontrol, keamanan, pencadangan, dan pencatatan.

Skema DBMS berikut mengilustrasikan cara kerja sistem DBMS:

Apa saja komponen DBMS?

Semua DBMS dilengkapi dengan berbagai komponen dan alat terintegrasi yang diperlukan untuk menjalankan hampir semua tugas manajemen basis data. Beberapa perangkat lunak DBMS bahkan menyediakan kemampuan untuk memperluas fungsionalitas inti dengan mengintegrasikannya dengan alat dan layanan pihak ketiga, baik secara langsung maupun melalui plugin.

Pada bagian ini, kita akan melihat komponen-komponen umum DBMS yang bersifat universal di semua perangkat lunak basis data:

1. Mesin penyimpanan dalam database

Mesin penyimpanan basis data adalah komponen inti DBMS yang berinteraksi dengan sistem berkas di tingkat OS untuk menyimpan data. Semua kueri SQL yang berinteraksi dengan data yang mendasarinya melewati mesin penyimpanan.

Mesin penyimpanan mana yang terbaik untuk basis data?

Mesin penyimpanan yang tepat bergantung pada model data Anda. Mesin SQL yang mendukung transaksi bekerja dengan baik dengan basis data relasional. Model non-relasional, terutama yang membutuhkan skalabilitas, bekerja paling baik dengan MongoDB atau Cassandra.

2. Bahasa kueri basis data

Apa itu bahasa akses basis data? Bahasa akses basis data diperlukan untuk berinteraksi dengan basis data, mulai dari membuat basis data hingga memasukkan atau mengambil data. DBMS yang baik harus mendukung satu atau beberapa bahasa kueri dan dialek bahasa. Bahasa kueri terstruktur (SQL) dan Bahasa Kueri MongoDB (MQL) adalah dua bahasa kueri yang digunakan untuk berinteraksi dengan basis data.

Apa saja 4 jenis bahasa DBMS?

Dalam banyak bahasa kueri, fungsionalitas bahasa kueri dapat dikategorikan lebih lanjut menurut tugas spesifik:

Bahasa Definisi Data (DDL). Ini terdiri dari perintah-perintah yang dapat digunakan untuk mendefinisikan skema basis data atau mengubah struktur objek basis data.
Bahasa Manipulasi Data (DML). Perintah yang secara langsung menangani data dalam basis data. Semua operasi CRUD berada di bawah DML.
Bahasa Kontrol Data (DCL). Bahasa ini menangani izin dan kontrol akses lainnya pada basis data.
Bahasa Kontrol Transaksi (TCL). Perintah yang menangani transaksi internal basis data.

3. Prosesor kueri

Pemroses kueri adalah perantara antara kueri pengguna dan basis data. Dalam DBMS, pemrosesan kueri adalah proses menginterpretasikan kueri pengguna, seperti SQL, dan menjadikannya perintah yang dapat ditindaklanjuti dan dipahami oleh basis data untuk menjalankan fungsi yang sesuai.

Apa saja komponen pemroses kueri?

Masing-masing komponen pemroses kueri bekerja sama untuk mengekstrak data.

Parser . Komponen ini menerjemahkan kueri pengguna ke dalam bahasa basis data seperti SQL, mengurainya untuk sintaksis yang benar, dan memverifikasi makna logisnya.
Pengoptimal . Komponen ini mengonversi kueri menjadi operasi relasional logis, mengidentifikasi waktu dan energi yang dibutuhkan untuk mengeksekusi kueri, lalu menentukan operasi dan urutan yang tepat untuk eksekusi yang paling efisien.
Mesin eksekusi. Ini adalah komponen yang menjalankan kueri, mengimplementasikan algoritma dan operator sesuai rencana yang dioptimalkan, dan akhirnya mengambil serta memformat hasilnya.
Cache kueri. Beberapa sistem menyertakan komponen yang menyimpan kueri dan hasil yang sering dieksekusi untuk menghemat waktu dan meningkatkan kinerja.

4. Mesin optimasi dalam DBMS

Mesin optimasi memungkinkan DBMS memberikan wawasan tentang kinerja basis data dalam hal mengoptimalkan basis data itu sendiri dan kueri. Jika dipadukan dengan alat pemantauan basis data , mesin ini dapat menyediakan seperangkat alat yang canggih untuk mendapatkan kinerja terbaik dari basis data.

5. Katalog metadata

Katalog metadata, juga disebut katalog data, adalah katalog terpusat dari semua objek dalam basis data. Ketika suatu objek dibuat, DBMS menyimpan rekaman objek tersebut beserta beberapa metadatanya menggunakan katalog metadata. Rekaman ini kemudian dapat digunakan untuk:

Verifikasi permintaan pengguna ke objek database yang sesuai
Memberikan gambaran umum tentang struktur database lengkap

6. Manajer log

Pengelola log adalah komponen yang menyimpan semua log DBMS. Log ini akan mencakup login dan aktivitas pengguna, fungsi basis data, fungsi pencadangan dan pemulihan, dll. Pengelola log memastikan semua log ini tercatat dengan benar dan mudah diakses.

(Bandingkan log dengan pemantauan .)

7. Alat pelaporan & pemantauan

Alat pelaporan dan pemantauan merupakan komponen standar lain yang disertakan dalam DBMS. Alat pelaporan DBMS memungkinkan pengguna untuk menghasilkan laporan, sementara alat pemantauan memungkinkan pemantauan basis data untuk konsumsi sumber daya, aktivitas pengguna, dan sebagainya.

8. Utilitas data

Selain semua hal di atas, sebagian besar perangkat lunak DBMS dilengkapi dengan utilitas bawaan tambahan untuk menyediakan fungsionalitas seperti:

Pemeriksaan integritas data
Pencadangan dan pemulihan
Perbaikan basis data sederhana
Validasi data
Dll.

Tingkatkan efektivitas operasional dengan kecerdasan buatan untuk operasional TI. Pelajari lebih lanjut tentang AIOps bersama BMC! ›

Apa saja jenis-jenis DBMS?

Evolusi model data, bagaimana data disusun, dan kasus penggunaan masing-masing telah menghasilkan berbagai jenis DBMS. Yang paling umum digunakan adalah:

1. Sistem manajemen basis data relasional (RDBMS)

Sistem Manajemen Basis Data Relasional (RBMS) adalah jenis DBMS yang paling umum. RDBMS berinteraksi dengan basis data yang berisi data terstruktur dalam format tabel dengan relasi yang telah ditentukan sebelumnya. Selain itu, RDBMS menggunakan bahasa kueri terstruktur (SQL) untuk berinteraksi dengan basis data. Beberapa contoh RDBMS yang populer antara lain:

Microsoft SQL
MySQL
Basis Data Oracle
MariaDB
PostgreSQL

2. Basis data NoSQL

Basis data NoSQL (nonrelasional) dirancang untuk data semi-terstruktur dan tidak terstruktur. Basis data ini menawarkan fleksibilitas pemodelan data yang lebih besar dan seringkali tidak menggunakan skema. Basis data ini juga mendukung penskalaan di seluruh sistem terdistribusi.

Contoh database nonrelasional atau NoSQL meliputi:

MongoDB
Azure Cosmos DB
Apache Cassandra
CouchDB
Amazon DynamoDB

3. DBMS Berorientasi Objek (OODBMS)

Jenis basis data ini menyimpan data dan hubungan data sebagai objek yang dapat digunakan oleh bahasa pemrograman berorientasi objek seperti C++ dan Java dalam aplikasi seperti sistem CAD, basis data yang berisi penelitian ilmiah, dan multimedia.

Contoh basis data berorientasi objek meliputi:

ObjekDB
Versant
Batu Permata/S
Objektivitas/DB

4. DBMS Hirarkis

Jenis basis data ini menggunakan struktur seperti pohon untuk mengatur data dalam hubungan induk-anak. Sebuah simpul induk dapat memiliki banyak anak dan cucu, tetapi setiap simpul anak hanya memiliki satu induk. DBMS ini berfungsi dengan baik ketika data memiliki hubungan yang terdefinisi dengan baik yang dapat diatur ke dalam berkas dan direktori.

Contoh basis data hierarkis meliputi:

Sistem Manajemen Informasi (IMS) IBM
RDM Seluler
Registri Windows
Penyimpanan data XML

5. DBMS Jaringan

Jenis basis data ini mendukung interkoneksi kompleks dalam hubungan data banyak ke banyak, dengan rekaman yang memiliki banyak tautan kompleks.

Contoh basis data yang menggunakan model jaringan meliputi:

IDMS (Sistem Manajemen Basis Data Terpadu)
Oracle CODASYL

6. Sistem manajemen basis data kolom (CDBMS)

Sesuai namanya, CDMBS digunakan untuk mengelola basis data kolom yang menyimpan data dalam kolom, alih-alih baris, sehingga mengutamakan kinerja tinggi. Beberapa basis data yang menggunakan format kolom antara lain Apache Cassandra , Apache HBase, dan lain-lain.

Apa keuntungan DBMS?

DBMS diperkenalkan untuk memecahkan masalah mendasar terkait penyimpanan, pengelolaan, pengaksesan, pengamanan, dan audit data dalam sistem berkas tradisional. Pengguna perangkat lunak dan organisasi dapat memperoleh manfaat berikut dari DBMS:

1. Peningkatan keamanan data

DBMS menyediakan kemampuan untuk mengontrol pengguna dan menerapkan kebijakan untuk manajemen keamanan dan kepatuhan . Akses pengguna yang terkontrol ini meningkatkan keamanan basis data dan membuat data lebih aman dari pelanggaran keamanan.

2. Berbagi data sederhana

DBMS memungkinkan pengguna mengakses basis data dengan aman di mana pun mereka berada. Dengan demikian, mereka dapat menangani tugas apa pun yang berkaitan dengan basis data dengan cepat tanpa perlu metode akses yang rumit atau mengkhawatirkan keamanan basis data. Selain itu, DBMS memungkinkan banyak pengguna untuk berkolaborasi secara efektif saat berinteraksi dengan basis data.

3. Integrasi data

DBMS memungkinkan pengguna memperoleh tampilan terpusat dari basis data yang tersebar di beberapa lokasi dan mengelolanya menggunakan antarmuka tunggal daripada mengoperasikannya sebagai entitas terpisah.

4. Abstraksi & kemandirian

DBMS memungkinkan pengguna untuk mengubah skema fisik basis data tanpa mengubah skema logis yang mengatur hubungan basis data. Hasilnya, organisasi dapat meningkatkan skala infrastruktur basis data yang mendasarinya tanpa memengaruhi operasi basis data.

Lebih jauh lagi, setiap perubahan pada skema logis juga dapat dilakukan tanpa mempengaruhi aplikasi yang mengakses basis data.

5. Mekanisme pencadangan & pemulihan yang efisien

Sebagian besar basis data memiliki alat pencadangan dan pemulihan bawaan . Namun, DBMS menawarkan alat terpusat untuk memfasilitasi fungsi pencadangan dan pemulihan dengan lebih mudah dan dengan demikian memberikan pengalaman pengguna yang lebih baik. Mengamankan data kini menjadi lebih mudah dari sebelumnya dengan fungsi-fungsi seperti:

Snapshot otomatis
Penjadwalan pencadangan
Verifikasi cadangan
Berbagai metode pemulihan

6. Manajemen dan pemantauan yang seragam

DBMS menyediakan satu antarmuka tunggal untuk menjalankan semua tugas manajemen dan pemantauan, sehingga menyederhanakan beban kerja administrator basis data. Tugas-tugas ini dapat mencakup pembuatan basis data dan modifikasi skema hingga pelaporan dan audit.

Mengapa DBMS penting?

Mengingat banyaknya keuntungan, DBMS sangat penting bagi setiap organisasi dalam mengelola basis data. Dengan beragamnya DBMS yang menyediakan rangkaian fitur yang berbeda, sangat penting bagi organisasi untuk mengevaluasi perangkat lunak DBMS secara ketat sebelum memutuskan untuk menggunakan satu sistem. Namun, DBMS yang dikonfigurasi dengan tepat akan sangat menyederhanakan pengelolaan dan pemeliharaan basis data dalam skala apa pun. Skala, kompleksitas, dan rangkaian fitur suatu DBMS akan bergantung pada DBMS spesifik dan kebutuhan organisasi.

Ilmu komputer