Membina pangkalan data hubungan menggunakan SQL dalam menyelesaikan masalah

Pangkalan Data Lanjutan

2.1

Bahasa Pertanyaan Berstruktur: SQL (Structured Query Language)

2.1.1 Rajah Hubungan Entiti (Entity Relationship Diagram – ERD)

Pangkalan Data

Pengkalan data ialah himpunan data berkaitan yang boleh dikongsi bersama oleh pelbagai kategori pengguna.
Contoh aplikasi pangkalan data ialah:
- Sistem Pinjaman Buku, Sistem Maklumat Pelajar, Sistem Tempahan Tiket dan sebagainya.
Perlu mengenal pasti masalah sistem sedia ada sebelum membangunkan sistem pangkalan data.
Anda perlu mengetahui dan memahami proses dan aliran data dalam sistem sedia ada.
Penyelesaian kepada masalah tersebut dapat digambarkan dengan menggunakan Rajah Hubungan Entiti (ERD).

Rajah Hubungan Entiti (ERD)

Rajah Hubungan Entiti (ERD) ialah model asas dalam membina pangkalan data.
ERD merupakan teknik yang digunakan untuk memodelkan data yang diperlukan dalam suatu organisasi.
ERD juga menerangkan konsep tentang struktur pangkalan data.

3 Komponen Asas dalam ERD

Entiti
- Objek atau konsep yang unik dan dapat dikenal pasti dalam persekitaran tertentu.
- Contoh data: Orang, tempat, benda atau peristiwa yang dikutip dan disimpan.
- Diwakilkan dalam bentuk segi empat.
- Terdapat 2 jenis:
  - Entiti kuat – Boleh wujud tanpa bersandar pada entiti lain.
  - Entiti lemah – Kewujudan entiti lemah bersandar pada entiti kuat.
- Hubungan yang lemah digunakan untuk menyatukan entiti kuat dan entiti lemah.
- Diwakilkan dalam bentuk permata yang bergaris dua.
Atribut
- Dikenali juga sebagai medan.
- Merupakan ciri-ciri yang menghuraikan sesuatu entiti dan bersifat yang memerihalkan sesuatu set entiti.
- Diwakilkan dalam bentuk bujur.
- Jenis-jenis atribut:
  - Atribut terbitan – Terhasil berasaskan atribut lain.
  - Atribut bernilai tunggal – Mempunyai 1 nilai sahaja.
  - Atribut kunci – Adalah unik. Ia membezakan setiap rekod dalam pangkalan data.
  - Atribut nilai gandaan – Mempunyai lebih dari 1 nilai.
  - Atribut komposit – Atribut yang boleh dipecahkan kepada beberapa bahagian.
  - Atribut murah – Tidak boleh dibahagikan kepada beberapa bahagian.
Perhubungan
- Hubungan ialah penyatuan antara entiti.
- Digunakan untuk menyatukan 1 atau lebih entiti yang terdapat dalam entiti.
- Menunjukkan bagaimana 2 entiti berkongsi maklumat dalam pangkalan data.
- Diwakilkan dalam bentuk permata.
- Kunci primer ialah atribut unik yang membezakan rekod dalam sesebuah pangkalan data.
- Setiap entiti hanya mempunyai 1 kunci primer sahaja.
- Dalam ERD, kunci primer hendaklah digariskan.
- Kekardinalan menunjukkan hubungan dari segi kuantiti data antara sesuatu entiti dengan entiti yang lain.
- 2 jenis kekardinalan:
  - Kekardinalam minimum – Minimum data suatu entiti berkait dengan entiti lain.
  - Kekardinalan maksimum – Maksimum data sesuatu entiti berkait dengan entiti lain.

Melakar ERD (Entity Relationship Diagram)

Langkah-langkah untuk melakar ERD:
- Senaraikan entiti dan atribut.
- Kenal pasti kunci primer.
- Kenal pasti hubungan antara entiti:
  - Meminjam.
  - Merekod.
  - Membekal.
- Lakarkan ERD dan kenal pasti kekardinalan.

2.1.2 Model Hubungan Data

Pada tahun 1970: Model hubungan data diperkenalkan oleh E. F. Codd.
Digunakan oleh Ms Access, Oracle dan MySQL.
Menyimpan data dalam bentuk jadual hubungan iaitu data dan hubungan dipersembahkan dalam bentuk jadual.
Dapat memberikan gambaran tentang struktur jadual untuk sistem pangkalan data yang ingin dibangunkan.

Kunci Hubungan

Kunci primer: Atribut unik yang dipilih untuk mengenal pasti rekod dalam hubungan.
Kunci asing: Kunci primer sesuatu hubungan yang muncul dalam hubungan lain dalam pangkalan data yang sama.
Ditandakan dengan garis putus-putus.
Digunakan untuk menghubungkan antara 2 jadual.
Salah 1 perbezaan kunci primer dan kunci asing ialah kunci primer tidak boleh menerima nilai null, sebaliknya bagi kunci asing.

Ciri-Ciri Model Hubungan Data

Hubungan ialah jadual yang terdiri daripada rekod dan medan.
Ciri-ciri hubungan:
- Setiap hubungan (jadual) mempunyai nama yang berbeza daripada nama-nama hubungan yang lain.
- Setiap data dalam hubungan mempunyai 1 nilai sahaja berbeza.
- Setiap atribut (medan) mempunyai nama yang berbeza.
- Setiap rekod adalah berbeza.
- Susunan atribut (medan) tidak mempunyai kepentingan.
- Susunan rekod tidak mempunyai kepentingan.
Hubungan yang mempunyai ciri-ciri di atas dipanggil penormalan atau Bentuk Penormalan Pertama (1NF).
Syarat-syarat yang menepati Bentuk Penormalan Pertama (1NF):
- Mempunyai nilai yang tidak boleh dibahagikan lagi.
- Tidak mempunyai kumpulan yang berulang.

Skema Hubungan

Menghuraikan struktur logik secara keseluruhan sesuatu pangkalan data.

Pemetaan ERD kepada Skema Hubungan

Langkah-langkah untuk memetakan ERD kepada skema hubungan:
- Entiti ditukarkan menjadi nama hubungan.
- Atribut akan menjadi nama medan.
Jenis hubungan dalam ERD akan menentukan pemilihan kunci asing.
Antara jenis hubungan dalam ERD:
- Hubungan satu-ke-satu.
- Hubungan satu-ke-banyak.
- Hubungan banyak-ke-banyak.

Skema Hubungan Ternormal

Boleh dihasilkan berdasarkan ERD.
Langkah-langkah pemetaan skema hubungan ternormal:
- Entiti akan menjadi nama jadual.
- Atribut akan menjadi nama medan.
- Pemilihan kunci asing berdasarkan jenis hubungan antara entiti.

Penormalan

Penormalan ialah proses untuk memastikan bahawa model data logikal yang terhasil mempunyai anomali yang paling minimum.
Tujuan untuk menghasilkan skema hubungan dengan menempatkan atribut ke dalam jadual dengan betul bagi mengelakkan masalah anomali.
Anomali ialah ralat yang mungkin berlaku apabila pengguna ingin mengemas kini jadual yang mengandungi data berulang.

Bentuk Penormalan Pertama (1NF)

Sesuatu hubungan data adalah dalam bentuk normal pertama (1NF) jika atribut yang mempunyai kumpulan data yang berulang.
Setiap atribut mempunyai 1 nilai sahaja.

Bentuk Penormalan Kedua (2NF)

Hubungan data adalah dalam bentuk normal kedua jika kriteria yang berikut:
- Jadual adalah dalam bentuk normal pertama.
- Semua atribut bukan kunci bergantung sepenuhnya dengan atribut kunci.
Jika ada atribut bukan kunci yang hanya bergantung pada salah 1 daripada atribut kunci, maka hubungan tersebut dikatakan kebergantungan separa.

Bentuk Penormalan Ketiga (3NF)

Kriteria bentuk penormalan ketiga.
Kebergantungan transitif bermaksud wujudnya kebergantungan antara atribut bukan kunci.

2.1.3 SQL: Membina Pangkalan Data

Bahasa Pertanyaan Berstruktur (Structured Query Language – SQL) digunakan untuk mencapai dan mengemaskini data dari pangkalan data.
Berdasarkan ANSI (American National Standard Institute), SQL ialah bahasa pengaturcaraan piawai yang digunakan untuk berhubung dengan pangkalan data.
Hampir semua sistem pengurusan pangkalan data mengenali penyataan SQL.

Pengenalan SQL

Arahan SQL dibahagikan kepada 3 bahasa:
- Data Definition Language atau Bahasa Takrifan Data (DDL)
  - Penyataan SQL yang digunakan untuk mencipta dan mengubah struktur pangkalan data.
  - Contoh: CREATE, ALTER, DROP.
- Data Manipulation Language atau Bahasa Pengolahan Data (DML)
  - Penyataan SQL yang digunakan untuk memanipulasi data dalam jadual.
  - Contoh: SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE.
- Data Control Language atau Bahasa Kawalan Data (DCL)
  - Penyataan SQL yang mengawal capaian data dalam pangkalan data.
  - Contoh: GRANT, REVOKE.

Pengenalan kepada Jenis-jenis Data

Pemilihan data yang betul adalah penting kerana pemilihannya memberi kesan kepada prestasi keseluruhan pangkalan data.
Terdapat beberapa jenis data seperti di bawah:

Jenis Data	Keterangan
CHAR	String yang tetap antara 0 hingga 255 patah perkataan. CHAR digunakan untuk lajur yang mengandungi data yang tetap dan seragam.
VARCHAR	String yang boleh diubah antara 0 hingga 255 patah perkataan. VARCHAR digunakan untuk lajur yang mengandungi data yang tidak seragam.
TINYTEXT	String dengan panjang maksimum 255 patah perkataan.
TEXT	String dengan panjang maksimum 65,353 patah perkataan.
INT	Nombor dalam julat -2,147,483,648 hingga 2,147,483,647 atau nombor positif 0 hingga 4,294,967,295.
FLOAT	Nombor kecil yang mempunyai titik perpuluhan.
DOUBLE	Nombor besar yang mempunyai titik perpuluhan.
DATE	Tarikh dengan format YYYY-MM-DD.
DATETIME	Tarikh dan waktu dengan format YYYY-MM-DD/HH:MM:SS.
TIME	Waktu dengan format HH:MM:SS.

Membina Pangkalan Data

Pangkalan data boleh dibangunkan dengan menggunakan sistem pengurusan pangkalan data.
Contoh: Ms Access, Oracle, MySQL dan sebagainya.

Mencipta Jadual (CREATE table)

Perkara yang perlu dipertimbangkan sebelum mencipta jadual:
- Kenal pasti jenis data dan saiz maksimum medan untuk setiap atribut.
- Kenal pasti medan-medan yang akan menerima nilai null.
- Kenal pasti medan yang akan menjadi kunci utama.

Mengubah Struktur Jadual

Kadang kala anda ingin membuat perubahan pada struktur jadual yang telah dicipta seperti menambah medan, meminda atau mengubah jenis data dan saiz medan serta menghapuskan medan yang tidak diperlukan.
Perkara ini boleh dilakaukan dengan penyataan ALTER TABLE.

Sisip/Tambah Medan

Sesuatu jadual boleh ditambah medan dengan menggunakan penyataan ADD.

Pinda/Ubah Medan

Menukar jenis dan saiz data guna penyataan MODIFY.
Mengubah nama medan CHANGE.

Hapus Medan

Medan boleh dihapuskan guna penyataan DROP.

Hapus Jadual

Penyataan DROP TABLE digunakan untuk menghapuskan jadual yang tidak diperlukan.

2.1.4 SQL: Memanipulasi Data

Data Manipulation Language atau Bahasa Pengolahan Data (DML) berfungsi untuk memanipulasi data dalam pangkalan daftar.
Setelah struktur jadual dicipta, data boleh dimasukkan, dihapuskan dan mengubah suai data yang telah dimasukkan.

Sisip/Tambah

INSERT INTO digunakan untuk memasukkan data ke dalam jadual.

PADAM

Penyataan DELETE digunakan untuk memadamkan data dan jadual.
Penyataan WHERE digunakan untuk memadamkan rekod.

KEMASKINI

Penyataan UPDATE digunakan untuk mengemaskini rekod yang sedia ada.
Penyataan SET untuk masukkan data baharu.
Penyataan WHERE untuk mengemaskini data tertentu.

2.1.5 SQL: Mendapatkan Semula Data

3 arahan bahasa pengolahan data iaitu UPDATE, INSERT dan DELETE.
Arahan ini membolehkan melakukan perubahan terhadap rekod dalam jadual.
Penyataan SELECT membolehkan mencapai rekod daripada jadual.

Penyataan SELECT

Penyataan SELECT digunakan untuk mencapai data daripada jadual.
Terdiri daripada 3 penyataan asas:
- SELECT – Senaraikan nama medan yang ingin dipaparkan.
- FROM – Nama jadual yang hendak dicapai data.
- WHERE – Menentukan rekod tertentu yang ingin dipaparkan. Tanpa penyataan ini, semua rekod akan dipaparkan.

GROUP BY

Penyataan GROUP BY digunakan untuk menggabungkan beberapa rekod dalam jadual kepada kumpulan kecil.

ORDER BY

Penyataan ORDER BY digunakan untuk memanggil data dalam bentuk susunan menaik atau menurun.

2.1.6 Fungsi Agregat

Menggabungkan sekumpulan data dan mengembalikan nilai tunggal sebagai hasilnya.
5 fungsi agregat yang biasa digunakan:

Fungsi Agregat dan GROUP BY

Menggunakan fungsi agregat untuk bahagian yang tertentu dalam hubungan GROUP BY.

Penggunaan HAVING

Digunakan menentukan kumpulan data yang hendak dipaparkan.

2.1.7 Membina Pangkalan Data Hubungan dengan Menggunakan SQL untuk Menyelesaikan Masalah

MySQL: Perisian sumber terbuka pengurusan pangkalan data yang membolehkan pengguna menyimpan, menyusun dan mendapatkan data semula.
Perisian ini mudah digunakan, berprestasi tinggi dan boleh dicapai.