Basis Data: Desain, SQL, dan Manajemen Data Relasional

Basis data adalah komponen inti dari hampir semua sistem informasi modern — mulai dari aplikasi perbankan, e-commerce, hingga sistem akademik kampus. Tanpa manajemen data yang baik, informasi berharga bisa hilang, duplikat, atau sulit diakses. Mata kuliah ini mengajarkan Anda cara merancang basis data relasional yang baik, memahami hubungan antar entitas, menerapkan normalisasi untuk menghilangkan redundansi, serta menguasai SQL untuk mengolah data secara efisien.

Konsep Basis Data Relasional

Basis data relasional (Relational Database) menyimpan data dalam bentuk tabel (relasi) yang terdiri dari baris (record/tuple) dan kolom (field/atribut). Hubungan antar tabel dibangun menggunakan kunci (key).

Primary Key (PK)

Kolom atau kombinasi kolom yang secara unik mengidentifikasi setiap baris dalam tabel. Nilainya tidak boleh NULL dan tidak boleh duplikat. Contoh: nim pada tabel mahasiswa.

Foreign Key (FK)

Kolom dalam satu tabel yang merujuk ke Primary Key tabel lain, menciptakan relasi antar tabel. Contoh: id_prodi pada tabel mahasiswa yang merujuk ke tabel program_studi.

Tabel (Relasi)

Unit penyimpanan dasar dalam basis data relasional. Setiap tabel merepresentasikan satu entitas atau relasi antar entitas. Baris = satu data konkret; kolom = atribut entitas.

DBMS (Database Management System)

Perangkat lunak yang mengelola basis data, contoh: MySQL, PostgreSQL, Oracle, SQLite. DBMS menangani penyimpanan, keamanan, konkurensi, dan pemulihan data.

Entity Relationship Diagram (ERD)

ERD adalah diagram visual yang menggambarkan entitas dalam sistem, atribut-atributnya, dan hubungan (relasi) antar entitas sebelum basis data diimplementasikan. ERD merupakan langkah pertama dalam perancangan basis data.

Komponen Utama ERD

Simbol	Nama	Keterangan
Persegi panjang	Entitas	Objek atau konsep yang datanya perlu disimpan (misal: Mahasiswa, Dosen)
Elips	Atribut	Properti yang dimiliki entitas (misal: nama, NIM, tanggal_lahir)
Belah ketupat	Relasi	Hubungan antara dua atau lebih entitas (misal: “Mengambil”, “Mengajar”)
Garis	Penghubung	Menghubungkan entitas dengan atribut atau relasi

Jenis Kardinalitas Relasi

One-to-One (1:1)

Satu entitas di sisi A berelasi dengan tepat satu entitas di sisi B. Contoh: satu mahasiswa memiliki satu kartu tanda mahasiswa.

One-to-Many (1:N)

Satu entitas di sisi A berelasi dengan banyak entitas di sisi B. Contoh: satu dosen mengajar banyak mata kuliah.

Many-to-Many (M:N)

Banyak entitas di sisi A berelasi dengan banyak entitas di sisi B. Contoh: banyak mahasiswa mengambil banyak mata kuliah. Direalisasikan dengan tabel perantara.

Normalisasi

Normalisasi adalah proses pengorganisasian tabel dalam basis data untuk mengurangi redundansi data (duplikasi) dan mencegah anomali data saat operasi insert, update, atau delete dilakukan.

Bentuk Normal Pertama (1NF)

Syarat: setiap kolom hanya boleh berisi nilai atomik (tidak dapat dibagi lagi), dan tidak boleh ada kelompok kolom yang berulang.Pelanggaran 1NF (contoh buruk):

id_mhs	nama	mata_kuliah
001	Andi	Algo, SD, BD

Setelah 1NF (setiap sel berisi satu nilai):

id_mhs	nama	mata_kuliah
001	Andi	Algoritma
001	Andi	Struktur Data
001	Andi	Basis Data

Bentuk Normal Kedua (2NF)

Syarat: sudah memenuhi 1NF, dan setiap kolom non-kunci harus sepenuhnya bergantung pada seluruh primary key (bukan hanya sebagian). Masalah ini muncul ketika primary key bersifat komposit.Contoh: Dalam tabel nilai (id_mhs, id_mk, nama_mhs, nama_mk, nilai_angka), kolom nama_mhs hanya bergantung pada id_mhs, bukan pada kombinasi (id_mhs, id_mk). Solusinya: pisahkan ke tabel mahasiswa dan mata_kuliah yang terpisah.

Bentuk Normal Ketiga (3NF)

Syarat: sudah memenuhi 2NF, dan tidak ada kolom non-kunci yang bergantung pada kolom non-kunci lain (tidak ada ketergantungan transitif).Contoh: Dalam tabel mahasiswa (id_mhs, nama, id_prodi, nama_prodi), kolom nama_prodi bergantung pada id_prodi, bukan pada id_mhs. Solusinya: pindahkan nama_prodi ke tabel program_studi yang terpisah.

Dalam praktik industri, normalisasi hingga 3NF sudah cukup untuk sebagian besar kasus. Normalisasi lebih tinggi (BCNF, 4NF, 5NF) digunakan pada skenario khusus dengan kompleksitas tinggi, namun kadang mengorbankan performa query karena membutuhkan lebih banyak operasi JOIN.

Perintah SQL Dasar

SQL (Structured Query Language) adalah bahasa standar untuk berkomunikasi dengan basis data relasional. SQL dibagi menjadi beberapa kategori: DDL (definisi struktur), DML (manipulasi data), dan DQL (query data).

Membuat Tabel (DDL — CREATE TABLE)

-- Membuat tabel program studi
CREATE TABLE program_studi (
    id_prodi    INT          PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    kode_prodi  VARCHAR(10)  NOT NULL UNIQUE,
    nama_prodi  VARCHAR(100) NOT NULL,
    jenjang     ENUM('D3', 'S1', 'S2', 'S3') DEFAULT 'S1',
    dibuat_pada TIMESTAMP    DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

-- Membuat tabel mahasiswa dengan foreign key
CREATE TABLE mahasiswa (
    nim         VARCHAR(15)  PRIMARY KEY,
    nama        VARCHAR(100) NOT NULL,
    email       VARCHAR(100) UNIQUE,
    tanggal_lahir DATE,
    jenis_kelamin ENUM('L', 'P'),
    id_prodi    INT,
    angkatan    YEAR,
    CONSTRAINT fk_prodi
        FOREIGN KEY (id_prodi) REFERENCES program_studi(id_prodi)
        ON DELETE RESTRICT ON UPDATE CASCADE
);

-- Membuat tabel mata kuliah
CREATE TABLE mata_kuliah (
    id_mk       INT          PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    kode_mk     VARCHAR(10)  NOT NULL UNIQUE,
    nama_mk     VARCHAR(100) NOT NULL,
    sks         TINYINT      NOT NULL CHECK (sks BETWEEN 1 AND 6),
    semester    TINYINT      NOT NULL CHECK (semester BETWEEN 1 AND 8)
);

-- Tabel perantara untuk relasi M:N mahasiswa-mata_kuliah
CREATE TABLE nilai (
    nim         VARCHAR(15),
    id_mk       INT,
    nilai_angka DECIMAL(5,2),
    nilai_huruf CHAR(2),
    tahun_ajaran VARCHAR(10),
    PRIMARY KEY (nim, id_mk, tahun_ajaran),
    FOREIGN KEY (nim)   REFERENCES mahasiswa(nim),
    FOREIGN KEY (id_mk) REFERENCES mata_kuliah(id_mk)
);

Memasukkan Data (DML — INSERT)

-- Memasukkan data program studi
INSERT INTO program_studi (kode_prodi, nama_prodi, jenjang)
VALUES
    ('TI-S1', 'Teknik Informatika', 'S1'),
    ('SI-S1', 'Sistem Informasi', 'S1'),
    ('TK-S1', 'Teknik Komputer', 'S1');

-- Memasukkan beberapa mahasiswa sekaligus
INSERT INTO mahasiswa (nim, nama, email, tanggal_lahir, jenis_kelamin, id_prodi, angkatan)
VALUES
    ('22001', 'Andi Pratama',   'andi@mahasiswa.ac.id',  '2003-05-14', 'L', 1, 2022),
    ('22002', 'Siti Rahayu',    'siti@mahasiswa.ac.id',  '2003-08-22', 'P', 1, 2022),
    ('22003', 'Budi Santoso',   'budi@mahasiswa.ac.id',  '2002-12-01', 'L', 2, 2022),
    ('21001', 'Dewi Anggraini', 'dewi@mahasiswa.ac.id',  '2002-03-17', 'P', 1, 2021);

-- Memasukkan data nilai
INSERT INTO nilai (nim, id_mk, nilai_angka, nilai_huruf, tahun_ajaran)
VALUES
    ('22001', 1, 88.50, 'A',  '2023/2024'),
    ('22001', 2, 76.00, 'B',  '2023/2024'),
    ('22002', 1, 92.00, 'A',  '2023/2024'),
    ('22002', 2, 85.50, 'A',  '2023/2024');

Mengambil Data (DQL — SELECT)

-- Mengambil semua data mahasiswa
SELECT * FROM mahasiswa;

-- Mengambil kolom tertentu dengan kondisi
SELECT nim, nama, email, angkatan
FROM mahasiswa
WHERE angkatan = 2022
ORDER BY nama ASC;

-- Menggunakan fungsi agregat
SELECT
    angkatan,
    COUNT(*)           AS jumlah_mahasiswa,
    MIN(tanggal_lahir) AS termuda,
    MAX(tanggal_lahir) AS tertua
FROM mahasiswa
GROUP BY angkatan
ORDER BY angkatan DESC;

-- Pencarian dengan LIKE (pola teks)
SELECT nim, nama FROM mahasiswa
WHERE nama LIKE '%Andi%';

-- Membatasi jumlah hasil
SELECT nim, nama FROM mahasiswa
ORDER BY nama ASC
LIMIT 10 OFFSET 0;

Memperbarui Data (DML — UPDATE)

-- Memperbarui satu baris berdasarkan primary key
UPDATE mahasiswa
SET email = 'andi.pratama@mahasiswa.ac.id'
WHERE nim = '22001';

-- Memperbarui beberapa kolom sekaligus
UPDATE nilai
SET nilai_angka = 90.00,
    nilai_huruf = 'A'
WHERE nim = '22003'
  AND id_mk = 1
  AND tahun_ajaran = '2023/2024';

Menghapus Data (DML — DELETE)

-- Menghapus baris tertentu (selalu gunakan WHERE!)
DELETE FROM nilai
WHERE nim = '22003'
  AND tahun_ajaran = '2023/2024';

-- Menghapus mahasiswa (pastikan tidak ada constraint FK yang aktif)
DELETE FROM mahasiswa
WHERE nim = '22003';

PERHATIAN: Selalu sertakan klausa WHERE saat menggunakan UPDATE dan DELETE. Menjalankan DELETE FROM mahasiswa; tanpa WHERE akan menghapus seluruh data dalam tabel secara permanen! Biasakan untuk selalu melakukan backup sebelum operasi massal.

JOIN dan Relasi Tabel

JOIN digunakan untuk menggabungkan data dari dua tabel atau lebih berdasarkan kolom yang saling berhubungan (biasanya melalui Foreign Key).

-- INNER JOIN: hanya menampilkan baris yang cocok di kedua tabel
SELECT
    m.nim,
    m.nama                  AS nama_mahasiswa,
    p.nama_prodi,
    p.jenjang
FROM mahasiswa m
INNER JOIN program_studi p ON m.id_prodi = p.id_prodi
ORDER BY m.nama;

-- LEFT JOIN: semua mahasiswa ditampilkan, meski belum punya program studi
SELECT
    m.nim,
    m.nama                  AS nama_mahasiswa,
    COALESCE(p.nama_prodi, 'Belum Terdaftar') AS nama_prodi
FROM mahasiswa m
LEFT JOIN program_studi p ON m.id_prodi = p.id_prodi;

-- JOIN tiga tabel: mahasiswa, nilai, dan mata_kuliah
SELECT
    m.nim,
    m.nama                  AS nama_mahasiswa,
    mk.kode_mk,
    mk.nama_mk,
    mk.sks,
    n.nilai_angka,
    n.nilai_huruf,
    n.tahun_ajaran
FROM nilai n
INNER JOIN mahasiswa  m  ON n.nim   = m.nim
INNER JOIN mata_kuliah mk ON n.id_mk = mk.id_mk
WHERE n.tahun_ajaran = '2023/2024'
  AND n.nilai_angka >= 75
ORDER BY m.nama, mk.kode_mk;

-- Menghitung IPK per mahasiswa
SELECT
    m.nim,
    m.nama,
    ROUND(
        SUM(n.nilai_angka * mk.sks) / SUM(mk.sks),
        2
    ) AS ipk
FROM nilai n
INNER JOIN mahasiswa   m  ON n.nim   = m.nim
INNER JOIN mata_kuliah mk ON n.id_mk = mk.id_mk
WHERE n.tahun_ajaran = '2023/2024'
GROUP BY m.nim, m.nama
ORDER BY ipk DESC;

Jenis-Jenis JOIN

Jenis JOIN	Deskripsi
`INNER JOIN`	Hanya baris yang memiliki kecocokan di kedua tabel
`LEFT JOIN`	Semua baris dari tabel kiri + baris cocok dari tabel kanan (NULL jika tidak ada)
`RIGHT JOIN`	Semua baris dari tabel kanan + baris cocok dari tabel kiri (NULL jika tidak ada)
`FULL OUTER JOIN`	Semua baris dari kedua tabel (NULL jika tidak ada pasangan)
`CROSS JOIN`	Produk kartesian — setiap baris dari tabel kiri digabung dengan setiap baris tabel kanan
`SELF JOIN`	Tabel di-JOIN dengan dirinya sendiri (misal: hierarki karyawan)

Tips Belajar Basis Data: Praktikkan perintah SQL secara langsung menggunakan database nyata. Anda bisa menginstal MySQL atau PostgreSQL secara lokal, atau gunakan layanan online gratis seperti DB Fiddle dan SQLiteOnline. Mulailah dengan merancang ERD terlebih dahulu sebelum menulis satu perintah SQL pun — desain yang baik di awal menghemat banyak pekerjaan di kemudian hari!

Ilmu Komputer

Bahasa & Komunikasi

Sosial & Humaniora

Basis Data: Desain, SQL, dan Manajemen Data Relasional

Konsep Basis Data Relasional

Primary Key (PK)

Foreign Key (FK)

Tabel (Relasi)

DBMS (Database Management System)

Entity Relationship Diagram (ERD)

Komponen Utama ERD

Jenis Kardinalitas Relasi

One-to-One (1:1)

One-to-Many (1:N)

Many-to-Many (M:N)

Normalisasi

Perintah SQL Dasar

Membuat Tabel (DDL — CREATE TABLE)

Memasukkan Data (DML — INSERT)

Mengambil Data (DQL — SELECT)

Memperbarui Data (DML — UPDATE)

Menghapus Data (DML — DELETE)

JOIN dan Relasi Tabel

Jenis-Jenis JOIN

​Konsep Basis Data Relasional

Primary Key (PK)

Foreign Key (FK)

Tabel (Relasi)

DBMS (Database Management System)

​Entity Relationship Diagram (ERD)

​Komponen Utama ERD

​Jenis Kardinalitas Relasi

One-to-One (1:1)

One-to-Many (1:N)

Many-to-Many (M:N)

​Normalisasi

​Perintah SQL Dasar

​Membuat Tabel (DDL — CREATE TABLE)

​Memasukkan Data (DML — INSERT)

​Mengambil Data (DQL — SELECT)

​Memperbarui Data (DML — UPDATE)

​Menghapus Data (DML — DELETE)

​JOIN dan Relasi Tabel

​Jenis-Jenis JOIN

Konsep Basis Data Relasional

Entity Relationship Diagram (ERD)

Komponen Utama ERD

Jenis Kardinalitas Relasi

Normalisasi

Perintah SQL Dasar

Membuat Tabel (DDL — CREATE TABLE)

Memasukkan Data (DML — INSERT)

Mengambil Data (DQL — SELECT)

Memperbarui Data (DML — UPDATE)

Menghapus Data (DML — DELETE)

JOIN dan Relasi Tabel

Jenis-Jenis JOIN