Bab 2 : Persekitaran Pangkalan Data

2. Persekitaran Pangkalan Data Senibina Pangkalan Data (ANSI/SPARC) Paras Luaran Paras Konseptual Paras Dalaman Skema dan Pemetaan Data Independence Bahasa Pangkalan Data Bahasa Takrifan Data (DDL) Bahasa Pengolahan Data (DML) Bahasa Generasi ke-4 Model Data dan Pemodelan Konseptual Model Berasaskan Objek Model Berasaskan Rekod Pemodelan Konseptual Fungsi SPPD (DBMS) Persekitaran SPPD Multi-Pengguna

3. Pengenalan Tujuan utama Sistem Pangkalan Data adalah untuk menyediakan pengguna dengan pandangan asas data; bagaimana data disimpan dan diolah. Pangkalan Data merupakan sumber yang dikongsi, setiap pengguna memerlukan pandangan yang berbeza bagi data yang disimpan dalam Pangkalan Data. Senibina bagi kebanyakan Pangkalan Data komersial yang wujud kini adalah berasaskan Senibina ANSI/SPARC.

4. Objektif Di akhir bab ini anda perlu tahu & faham mengenai: Kandungan Senibina Tiga-Paras ANSI/SPARC Kandungan Paras Luaran, Paras Konseptual dan Paraas Dalaman Tujuan pemetaan luaran/konseptual dan konseptual/dalaman Maksud data independence: logikal dan fizikal (sambung..)

5. Objektif Perbezaan antara Bahasa Takrifan Data (DDL), Bahasa Pengolahan Data (DML) dan Bahasa Generasi ke-4 Klasifikasi bagi model data Tujuan dan kepentingan pemodelan konseptual Fungsi-fungsi SPPD Persekitaran SPPD Multi-Pengguna

6. Senibina Pangkalan Data ANSI/SPARC Objektif senibina : Mengasingkan pandangan setiap pengguna terhadap persembahan fizikal pangkalan data.

7. Sebab-sebab Pengasingan Pandangan Setiap pengguna boleh capai data yg sama,dgn pandangan yg berbeza(customized); Boleh ubah bentuk pandangan data Perubahan tak beri kesan kepada pengguna lain Pengguna tidak perlu berurusan dgn storan fizikal p/data (cth. indeks) DBA (Database Administrator) boleh ubah struktur storan p/data tanpa beri kesan kpd pengguna

8. Sebab-sebab Pengasingan Pandangan Perubahan terhadap aspek fizikal storan (spt. tukar peralatan storan baru) tak beri kesan kpd struktur dalaman p/data. DBA boleh ubah struktur konseptual pangkalan data tanpa beri kesan kpd semua pengguna.

9. Paras Luaran Definisi: Pandangan pengguna terhadap pangkalan data. Paras ini menjelaskan sebahagian drpd p/data adalah sesuai mengikut keperluan setiap pengguna . Setiap pengguna hanya berinteraksi dgn data tertentu & yang dikehendaki sahaja. SPPD menggunakan skema luaran untuk mencipta antaramuka pengguna. Pengguna akhir berinteraksi dgn p/data melalui antaramuka ini & pengguna tak boleh lihat paras konseptual dan paras fizikal.

10. Paras Luaran Terdapat pelbagai pandangan yg diwujudkan bagi pengguna atau kumpulan pengguna. Antara pandangan tersebut adalah: Capaian data yang ditakrifkan dalam pandangan tertentu dihadkan kpd pengguna. Contohnya, fail akaun PELANGGAN mengandungi data kredit yang boleh dikelaskan sebagai maklumat sulit. Oleh itu, hanya individu tertentu sahaja yang boleh mencapai atau mengemaskini data tersebut.

11. Data yg sama dgn pandangan dan persembahan yg berbeza. Cth; Siti menggunakan format tarikh dd/mm/yy manakala Erra menggunakan format tarikh yy/mm/dd. Ada juga pandangan hanya menyimpan data maya di mana data dijana apabila diperlukan sahaja. Cth; data yg disimpan dalam struktur p/data ialah tarikh lahir. Secara tidak langsung data tentang umur boleh diketahui apabila diperlukan oleh pengguna tertentu.

12. Paras Konseptual Definisi: Pandangan komuniti terhadap p/data Menggambarkan data yg distor dlm p/data & hubungan antara data Paras ini juga dikenali sebagai paras pertengahan Paras ini mengandungi keseluruhan struktur logikal p/data seperti yg dapat dilihat oleh pentadbir p/data.

13. Paras Konseptual Ia merupakan pandangan lengkap bagi keperluan data organisasi yang bebas dari pertimbangan storan. Cth, atribut hanya boleh diklasifikasikan kepada jenis integer, aksara dan nombor nyata. Saiz atribut dinyatakan dalam nilai digit atau aksara yang maksimum. Paras ini menyokong skema luaran. Data berguna kpd pengguna perlu dinyatakan di paras ini

14. Paras ini perlu ada data untuk aktiviti masa hadapan & juga menggambarkan sesuatu persekitaran organisasi yang lengkap. Paras konseptual mewakili: Semua entiti, atribut dan hubungan Kekangan pada data Maklumat semantik tentang data Maklumat keselamatan dan integriti Jika maklumat sesuatu organisasi hilang atau tidak tepat, maka skema luaran juga akan menjadi tidak tepat. Paras Konseptual

15. Paras Fizikal/Dalaman Definisi: Perwakilan fizikal p/data pada komputer Ia menerangkan bagaimana data disimpan di dalam pangkalan data. Paras terendah dalam senibina ANSI/SPARC dan biasanya dikawal oleh DBA. Implementasi fizikal bagi p/data mencapai persembahan masa larian yg optima & penggunaan ruang storan.

16. Paras Fizikal/Dalaman Ia merangkumi struktur data & organisasi fail yg digunakan utk storan data pada peranti storan. Skema dalaman ini mengandungi huraian tentang: Ruang storan yang diperlukan untuk data dan indeks Rekod penerangan bagi storan(dengan saiz storan bagi item data) Kedudukan rekod Pemampatan data, teknik enkripsi data

17. Skema Skema p/data: Penerangan menyeluruh bagi p/data. 3 jenis skema p/data, setiapnya ditakrifkan mengikut paras senibina ANSI/SPARC: Paras luaran ada beberapa skema luaran/subskema yg bersesuaian dgn pandangan data yg berbeza. Paras konseptual ada skema konseptual, jelaskan semua entiti, atribut, hubungan & kekangan integriti.

18. Skema Paras dalaman ada skema dalaman, jelaskan model dalaman (cth. mengandungi definisi rekod yg distor, bentuk perwakilan & skim indeks yg digunakan) Hanya 1 skema konseptual & 1 skema dalaman bg setiap p/data. SPPD bertanggungjwb utk buat pemetaan antara 3 jenis skema ini

19. Skema Pemetaan antara skema disimpan dlm kamus data. Ia dilakukan dgn menggunakan Bahasa Takrifan data yg disediakan oleh DBA.

20. Pemetaan Terdapat dua jenis pemetaan iaitu: Pemetaan skema luaran dan konseptual : Pemetaan objek di paras konseptual dengan objek di paras luaran Pemetaan skema konseptual dan dalaman : Pemetaan objek di paras konseptual dan paras dalaman atau storan pangkalan data. Jika struktur skema-skema yang disimpan berubah, pemetaan juga perlu berubah.

21. Skema dan Pemetaan Perbezaan antara ketiga-tiga paras adalah seperti berikut :

22. Data Independence Objektif utama senibina tiga paras: menyediakan data independence, yang bermaksud paras atas tidak diganggu dgn perubahan pd paras rendah. Terdapat 2 bentuk data independence: logikal fizikal

23. Data Independence : Logikal Logical data independence: imuniti skema luaran terhadap perubahan dalam skema konseptual. Perubahan pada skema konseptual, spt. penambahan atau penghapusan entiti baru, atribut, atau hubungan, boleh dilakukan tanpa perlu ubah skema luaran (tidak perlu tulis semula program aplikasi) yang wujud.

24. Data Independence : Logikal Pengguna yang terlibat dengan perubahan perlu sedar tentang perubahan yang telah dilaksanakan (yg penting, pengguna lain tak perlu tahu/sedar).

25. Data Independence : Fizikal Physical data independence: imuniti skema konseptual terhadap perubahan dalam skema dalaman. Perubahan dalam skema dalaman spt. penggunaan organisasi fail / struktur storan yang berbeza, boleh dilakukan tanpa perlu ubah skema konseptual atau skema luaran

26. Data Independence & Senibina 3 paras ANSI-SPARC

27. Bahasa Pangkalan Data Dibahagikan kpd dua: Bahasa Takrifan Data (DDL � Data Definition Language): untuk tentukan skema pangkalan data Bahasa Pengolahan Data (DML � Data Manipulation Language) : untuk baca & kemaskini pangkalan data Bahasa ini dipanggil sub-bahasa data kerana; tidak mengandungi konstruk bagi semua keperluan pengkomputeran, seperti yg disediakan oleh bahasa pengaturcaraan paras tinggi.

28. Bahasa Takrifan Data (DDL) DDL: bahasa yg bolehkan DBA/pengguna jelaskan & namakan entiti, atribut & hubungan yg diperlukan utk aplikasi DDL bertujuan; bina atau ubah struktur p/data iaitu skema luaran, skema konseptual & skema dalaman.

29. Bahasa Takrifan Data (DDL) Hasil dari kompilasi penyataan DDL ialah; Kamus data: mengandungi satu set jadual Gabungkan meta-data data yg jelaskan objek dlm p/data dan mudahkan data dicapai & dimanipulasi Ada definisi rekod, item data & objek lain yg diperlukan pengguna & SPPD Akan dirujuk oleh SPPD sebelum capai data dari p/data Komponen yg sangat penting dlm SPPD

30. Bahasa Takrifan Data (DDL) Ia tukar data yg dijana oleh aturcara aplikasi atau terminal dari; paras konseptual (pandangan pengaturcara) ? paras fizikal (cara storan data).

31. Bahasa Takrifan Data (DDL) Contohnya: CREATE Buku (NoISBN=c10, TajukBuku=c40, TahunTerbit=n8) C=aksara;n=numerik JADUAL : BUKU

32. Bahasa Manipulasi Data (DML) DML: Sediakan satu set operasi untuk sokong operasi manipulasi/olah data dlm p/data. Operasi manipulasi data biasanya merangkumi perkara berikut: Tambahan data baru dlm p/data Pengemaskinian data yang disimpan dlm p/data Capaian data yang terkandung dlm p/data Penghapusan data dlm p/data

33. Bahasa Pengolahan Data (DML) Ada beberapa kelas DML: Procedural DMLs: Bahasa yang meminta pengguna memberitahu sistem dengan menulis semua langkah dan tatacara untuk menyatakan data yang diperlukan. Cth.nya, hubungan aljabar (algebra relationships). Selain itu bahasa pengaturcaraan seperti Cobol, C, Java adalah procedural languages Non-procedural DMLs: Bahasa yang membenarkan pengguna utk menerangkan data apa yang diperlukan tanpa menentukan bagaimana ia perlu dicapai. Cth.nya, Bahasa Pertanyaan Berstruktur (SQL). SQL juga dikenali sebagai bahasa Generasi Ke - 4

34. Bahasa Generasi ke-4 Lebih mudah dipelajari dan digunakan drpd bahasa generasi ke 3 (Contoh: C, C++) . Arahan-arahan pengaturcaraannya lebih ringkas dan tidak bertatacara. Fungsi penggunaan bahasa generasi ke 4 : penjana penggunaan, penjana laporan, penjana borang, penjana grafik dan bahasa pertanyaan.

35. Ciri-ciri Bahasa Generasi ke-4 Ciri-ciri bahasa Generasi ke-4 : Bahasa persembahan seperti bahasa pertanyaan dan penjana laporan Bahasa khusus seperti bahasa p/data dan hamparan kerja Aplikasi penjanaan yg takrif, tambah, kemaskini dan capai data dari p/data untuk bina aplikasi Bahasa peringkat tertinggi yang digunakan bagi menjana kod aplikasi.

36. Model Data Model data diperlukan utk menunjukkan pemahaman antara pembangun, pentadbir & pengguna p/data. Antaranya ialah : Bagaimana kaitan antara organisasi Bagaimana data-data diwakilkan & disimpan. Apakah peraturan & kekangan yg dikenakan pada proses capaian, manipulasi dan penyimpanan data-data yg berkenaan.

37. Model Data Model data mengandungi; intepretasi terhadap data organisasi bagi mudahkan hubungan antara pembangun p/data dgn pengguna dan menjamin tiada percanggahan pemahaman antara mereka. Ada 3 bahagian model data : Bahagian skema: jelaskan tentang kandungan struktur data. Bahagian pengolahan: jelaskan tentang jenis-jenis kendalian yang dibenarkan terhadap data dan bagaimana ia dilaksanakan.

38. Model Data Bahagian kawalan dan pengesahan data: menyatakan peraturan-peraturan integriti dan kekangan terhadap data. Model data digunakan untuk pemodelan data pada paras luaran, konseptual dan dalaman. Terdapat 2 bentuk model data utama iaitu: Model data berasaskan objek Model data berasaskan rekod.

39. Model Berasaskan Objek Konsep asas entiti, atribut dan perhubungan (akan dijelaskan dgn lebih lanjut dlm Unit 2). Ada 3 model data berasaskan objek iaitu : Model perhubungan entiti Model objek-semantik Model berorientasikan objek

40. Model Berasaskan Objek : Model Perhubungan Entiti Model yg paling banyak digunakan utk modelkan data konseptual Berasaskan entiti, atribut dan perhubungan yang digambarkan dengan simbol-simbol khas.

41. Himpunan nama-nama atribut yg dapat jelaskan sesuatu secara pasti. Ada 3 jenis atribut iaitu : Atribut ringkas Atribut rencam Atribut objek-semantik: hampir sama seperti perhubungan dalam model perhubungan entiti. Model Berasaskan Objek : Model Objek-Semantik

42. Model Berasaskan Objek : Model Berorientasikan Objek Perluasan drpd takrif entiti, atribut termasuk perlakuan yang berkaitan dengannya. Suatu objek dilihat sbg. satu bungkusan yang terdiri daripada data & kaedah yang mencirikan perlakuan objek dari satu keadaan kepada suatu keadaan yang lain dengan menukarkan nilai atributnya.

43. Model Berasaskan Objek : Model Berorientasikan Objek Hubungan antara objek dilakukan melalui pesanan iaitu satu permintaan daripada objek penghantar kepada objek penerima supaya objek penerima melaksanakan satu daripada kaedahnya.

44. Model Berasaskan Objek : Model Berorientasikan Objek Kelas adalah satu lagi ciri objek di mana objek-objek yang mempunyai atribut dan bertindak balas pada pesanan yang sama akan ditempatkan pada kelas yang sama. Objek-objek dalam 1 kelas dikenali sebagai ketikaan (instance) bagi kelas tersebut.

45. Model Berasaskan Rekod Model Berasaskan Rekod mirip kepada konsep fail biasa. 3 model data berasaskan rekod ialah: Model Data Hirarki Model Data Rangkaian Model Data Hubungan

46. Model Berasaskan Rekod : Model Data Hierarki Diasaskan drpd struktur pohon yg terdiri drpd nod-nod dengan nod akar di bahagian paling atas dan nod daun di bahagian paling bawah. Setiap nod adalah rekod p/data & dihubungkan kpd nod-nod lain melalui pautan di antara bapa dan anak.

47. Model Berasaskan Rekod : Model Data Hierarki Setiap rekod yg dikenali sebagai tembereng (nodes) mempunyai maksimum satu bapa dan setiap perhubungan di antara bapa dan anak merupakan perhubungan satu ke banyak.

48. Model Berasaskan Rekod : Model Data Hierarki

49. Model Berasaskan Rekod : Model Data Rangkaian Satu model hasil penambahbaikan model hierarki. Terdiri daripada 3 komponen utama iaitu: Unsur data :satu bidang yg sepadan dgn satu atribut Rekod : sekumpulan unsur data Set : perhubungan satu ke banyak drpd satu rekod yang dikenali sebagai tuan dengan beberapa rekod lain yang dikenali sebagai ahli.

50. Model Berasaskan Rekod : Model Data Rangkaian

51. Model Berasaskan Rekod : Model Data Hubungan Digunakan oleh kebanyakan Sistem Pangkalan Data. Ia digambarkan dgn gunakan jadual yg terdiri drpd baris & lajur data. Setiap lajur mewakili satu atribut dan setiap baris mewakili satu rekod.

52. Fungsi SPPD Codd (1982) senaraikan 8 fungsi & perkhidmatan yang disediakan oleh sebarang SPPD yang baik. Berikut adalah fungsi-fungsi SPPD : Storan, capaian dan pengemaskinian data : SPPD perlu sediakan pennguna dgn keupayaan utk simpan, capai dan kemaskini data dlm p/data. Katalog capaian pengguna : SPPD perlu sediakan katalog yg jelaskan tentang item data yg disimpan & boleh dicapai oleh pengguna.

53. Fungsi SPPD Sokongan transaksi : SPPD perlu menyediakan mekanisma di mana ia perlu kenalpasti bahawa sama ada semua pengemaskinian yg sesuai bagi sesuatu transaksi dilaksanakan atau sama ada tiada satu pun yang telah dikemaskini. Perkhidmatan kawalan serempak : SPPD perlu sediakan mekanisma yg dpt pastikan bahawa p/data telah dikemaskini dengan betul apabila beberapa pengguna kemaskini p/data secara serentak. Perkhidmatan Pemulihan : SPPD perlu sediakan mekanisma bagi pemulihan p/data apabila p/data rosak.

54. Fungsi SPPD Perkhidmatan Autoriti : SPPD perlu sediakan mekanisma untuk pastikan pengguna yg diberi kuasa sahaja dapat capai p/data. Sokongan bagi komunikasi data : SPPD perlu berupaya berintegrasi dgn perisian kommunikasi. Perkhimatan Integriti : SPPD perlu sediakan maksud bagi memastikan bahawa kedua-dua data di dalam p/data dan perubahan terhadap data adalah mengikut peraturan tertentu.

55. Fungsi SPPD Perkhidmatan untuk mempromosikan kebebaasan data : SPPD perlu masukkan kemudahan untuk menyokong kebebasan bagi atur cara dari struktur asal dalam p/data. Perkhidmatan utiliti : SPPD patut sediakan satu set perkhidmatan utiliti seperti import, pemantauan dan analisis statistik.

56. Persekitaran SPPD Multi-Pengguna Tujuan bahagian ini: utk melihat kepada senibina yang digunakan untuk mengimplementasi SPPD Multi-Pengguna yang antaranya adalah: Telepemprosesan Pelayan-Fail Pelayan-Pelanggan

57. Telepemprosesan Senibina tradisional untuk sistem multi-pengguna terdiri drpd 1 komputer dengan 1 unit pemprosesan & beberapa terminal. Semua proses dilaksanakan dalam lingkungan komputer fizikal yang sama. Pengguna terminal disambungkan kepada komputer pusat dan tidak mampu berfungsi dengan sendiri (dumb). Terminal hantar mesej kpd atur cara aplikasi pengguna, ikut giliran, melalui subsistem kawalan komunikasi bagi OS. Seterusnya servis SPPD digunakan.

58. Telepemprosesan

59. Pelayan Fail Pesekitaran pelayan-fail, proses dibahagikan dalam LAN pelayan fail simpan fail yg diperlukan oleh aplikasi & SPPD Aplikasi & SPPD dilaksanakan dalam setiap stesyen kerja yang minta fail drpd pelayan fail apabila diperlukan. Pelayan fail bertindak sebagai pemacu cakera keras yg dikongsi. SPPD setiap stesyen kerja hantar permintaan kpd pelayan fail Utk minta semua data yg disimpan dlm cakera untuk keperluan SPPD

60. Pelayan Fail Pendekatan ini boleh akibatkan peningkatan bilangan trafik rangkaian, yang boleh menimbulkan masalah prestasi. Kelemahan senibina pelayan-fail : Bil. trafik rangkaian yg tinggi. Salinan penuh SPPD perlu bagi setiap stesyen kerja. Kerjasama, pemulihan & kawalan integriti lebih kompleks, kerana terdapat beberapa SPPD yg cuba capai fail yg sama.

61. Pelayan Pelanggan Senibina pelayan-pelanggan, P/data & SPPD ditempatkan dlm satu komputer yg dipanggil pelayan. Komputer pelayan mempunyai keupayaan pemprosesan yg lebih tinggi. bertindak sbg backend yg disambungkan kepada komputer pelanggan yang bertindak sebagai frontend dalam satu rangkaian setempat. Senibina ini dapat kurangkan kos kerana, pengguna boleh gunakan PC atau stesyen kerja sbg. pelayan & pelanggan.

62. Pelayan Pelanggan Pelayan-pelanggan; berkongsi p/data, berkongsi sumber-sumber lain seperti pengimbas, pencetak dan sebagainya. Pelanggan buat permintaan utk guna p/data Pelayan sediakan perkhidmatan pengurusan p/data & komunikasi. Senibina ini sesuai untuk kumpulan kerja yang kecil & sederhana.

63. Pelayan Pelanggan