Model Diagram Entity Relationship (ER) dengan Contoh DBMS

Apa itu Diagram ER?

Diagram Entitas-Relasi (ER) adalah alat visual yang ampuh untuk mendesain struktur basis data relasional. Pertama kali diusulkan oleh Peter Chen pada tahun 1976, diagram ini menyediakan fondasi pemodelan konseptual yang mendefinisikan entitas, atribut, relasi, dan kardinalitasnya dengan tepat. Tutorial ini mencakup semuanya, mulai dari konsep dasar hingga teknik tingkat lanjut, membantu Anda menguasai desain skema basis data.

Diagram ER berisi berbagai simbol yang menggunakan persegi panjang untuk mewakili entitas, oval untuk mendefinisikan atribut, dan bentuk belah ketupat untuk mewakili hubungan.

Sekilas, Diagram ER tampak sangat mirip dengan diagram alur. Namun, Diagram ER mencakup banyak simbol khusus, dan maknanya membuat model ini unik. Tujuan Diagram ER adalah untuk merepresentasikan infrastruktur kerangka entitas.

Sejarah Model ER

Peter Chen mengusulkan Diagram ER pada tahun 1976 dalam makalah pentingnya yang berjudul “The Entity-Relationship Model: Toward a Unified View of Data.” Tujuannya adalah untuk menciptakan konvensi seragam yang dapat digunakan baik untuk basis data relasional maupun jaringan. Chen membayangkan Model ER sebagai pendekatan pemodelan konseptual yang akan menjembatani kesenjangan antara kebutuhan dunia nyata dan implementasi basis data teknis.

Sejak saat itu, Model ER telah berevolusi dengan berbagai sistem notasi, termasuk Notasi Chen (yang asli), Notasi Crow's Foot (populer dalam perangkat modern), dan pendekatan berbasis UML. Terlepas dari variasi ini, konsep intinya tetap konsisten di semua implementasi.

Mengapa Menggunakan Diagram ER?

Diagram ER memberikan banyak manfaat untuk desain dan pengembangan basis data:

• Komunikasi Visual: Mereka memberikan representasi visual yang jelas yang dapat dipahami oleh pemangku kepentingan teknis maupun non-teknis.
• Rencana Induk Pembangunan: Mereka menunjukkan secara tepat bagaimana tabel-tabel harus dihubungkan dan kolom apa saja yang akan terdapat di setiap tabel.
• Terjemahan Siap: Diagram ER dapat langsung diterjemahkan ke dalam tabel relasional, memungkinkan Anda untuk membangun basis data dengan cepat.
• Pencegahan Kesalahan: Mereka membantu mengidentifikasi kekurangan desain dan redundansi sebelum implementasi, sehingga menghemat waktu dan sumber daya.
• Dokumentasi: Dokumen-dokumen ini berfungsi sebagai catatan permanen yang membantu anggota tim baru memahami arsitektur sistem.
• Analisa sistem: Mereka membantu mengidentifikasi semua entitas yang ada dalam suatu sistem dan hubungan antar entitas tersebut.

Komponen Diagram ER

Setiap Diagram ER dibangun dari tiga komponen inti: Entitas, Atribut, dan Relasi. Memahami setiap komponen dan bagaimana mereka berinteraksi sangat penting untuk menciptakan desain basis data yang efektif.

Contoh Diagram ER

Sebagai contoh, dalam basis data universitas, kita mungkin memiliki entitas untuk Mahasiswa, Mata Kuliah, dan Dosen. Entitas mahasiswa dapat memiliki atribut seperti Nomor Induk Mahasiswa (Rollno), Nama, dan ID Departemen. Mereka mungkin memiliki relasi dengan Mata Kuliah dan Dosen.

entitas

Entitas mewakili objek dunia nyata apa pun—hidup atau mati—yang dapat diidentifikasi dengan jelas dan datanya dapat disimpan. Ini dapat berupa benda fisik, fakta tentang perusahaan, atau peristiwa yang terjadi di dunia nyata. Entitas dapat mencakup orang, tempat, objek, peristiwa, atau konsep.

Contoh entitas berdasarkan kategori:

• Orang: Karyawan, Mahasiswa, Pasien, Pelanggan
• Tempat: Toko, Gedung, Kantor, Gudang
• Obyek: Mesin, Produk, Mobil, Buku
• Acara: Penjualan, Pendaftaran, Perpanjangan, Transaksi
• Konsep: Akun, Kursus, Departemen, Proyek

Himpunan Entitas

Himpunan entitas adalah kelompok entitas serupa yang memiliki atribut umum. Misalnya, semua mahasiswa di sebuah universitas membentuk himpunan entitas "Mahasiswa". Entitas direpresentasikan dalam Diagram ER menggunakan persegi panjang, dengan nama entitas ditulis di dalamnya.

Entitas direpresentasikan oleh propertinya, yang juga disebut atribut. Semua atribut memiliki nilai masing-masing. Misalnya, entitas siswa mungkin memiliki nama, usia, dan kelas sebagai atribut.

Entitas Kuat vs. Entitas Lemah

Entitas diklasifikasikan sebagai kuat atau lemah berdasarkan kemampuannya untuk eksis secara independen. Memahami perbedaan ini sangat penting untuk desain basis data yang tepat.

Entitas yang kuat memiliki kunci utama sendiri dan dapat berdiri sendiri. Misalnya, entitas "Mahasiswa" dapat diidentifikasi secara unik oleh Student_ID tanpa bergantung pada entitas lain.

Entitas lemah tidak memiliki kunci utama sendiri dan bergantung pada entitas kuat (disebut entitas pemilik) untuk identifikasinya. Ia menggunakan kunci parsial (diskriminator) yang dikombinasikan dengan kunci utama pemilik untuk mencapai keunikan. Misalnya, dalam sistem perbankan, entitas "Transaksi" bergantung pada entitas "Akun"—nomor transaksi saja tidak unik di seluruh basis data, tetapi jika dikombinasikan dengan nomor rekening, maka menjadi unik.

Entitas Kuat	Entitas Lemah
Memiliki kunci utama tersendiri	Tidak memiliki kunci utama; menggunakan kunci parsial.
Diwakili oleh sebuah persegi panjang tunggal	Diwakili oleh persegi panjang ganda
Kunci utama digarisbawahi dengan garis solid.	Sebagian kunci digarisbawahi dengan garis putus-putus.
Dapat berdiri sendiri	Keberadaannya bergantung pada entitas pemilik.
Terhubung dengan hubungan berlian tunggal	Terhubung dengan simbol berlian ganda (menunjukkan hubungan)
Contoh: Pelajar, Karyawan, Produk	Contoh: Transaksi, Tanggungan, Barang_Pesanan

Hubungan

Suatu relasi merepresentasikan hubungan antara dua entitas atau lebih. Relasi biasanya diidentifikasi menggunakan kata kerja atau frasa kata kerja yang menggambarkan bagaimana entitas berinteraksi satu sama lain. Dalam Diagram ER, relasi direpresentasikan menggunakan bentuk berlian. Contoh: Tom bekerja di departemen Kimia.

Entitas mengambil bagian dalam hubungan. Kita sering kali dapat mengidentifikasi hubungan dengan kata kerja atau frasa kata kerja.

contoh:

• Anda menghadiri kuliah ini
• Saya sedang memberikan ceramah
• Seorang siswa menghadiri kuliah
• Seorang dosen sedang memberikan kuliah.

atribut

Atribut adalah properti atau karakteristik yang mendeskripsikan suatu entitas atau relasi. Atribut memberikan informasi rinci yang membuat setiap instance entitas unik dan bermakna. Dalam Diagram ER, atribut direpresentasikan menggunakan oval (elips) yang dihubungkan ke entitas induknya oleh sebuah garis.

Sebagai contoh, entitas Siswa mungkin memiliki atribut seperti ID Siswa, Nama, Tanggal Lahir, Email, dan Nomor Telepon.

Jenis Atribut

Jenis Atribut	Uraian Teknis	Example
Sederhana (Atomic)	Tidak dapat dibagi lebih lanjut menjadi komponen yang lebih kecil.	Nomor Telepon, SSN, Email
Gabungan	Dapat dipecah menjadi sub-atribut yang lebih kecil.	Nama Lengkap (Nama Depan, Nama Tengah, Nama Belakang), Alamat (Jalan, Kota, Kode Pos)
Berasal	Nilai dihitung dari atribut lain; tidak disimpan secara langsung.	Usia (dihitung dari Tanggal Lahir), Harga Total
Bernilai banyak	Dapat menyimpan beberapa nilai untuk satu entitas.	Nomor Hp / Telephone NumbersAlamat Email, Keterampilan
Atribut Kunci	Mengidentifikasi secara unik setiap instance entitas (Kunci Utama)	Nomor_Pelajar, Nomor_Karyawan, ISBN

Kiat Utama: Dalam Diagram ER, atribut kunci ditunjukkan dengan nama yang digarisbawahi. Atribut turunan ditunjukkan dengan oval putus-putus, dan atribut bernilai banyak ditunjukkan dengan oval ganda.

Kardinalitas (Tipe Hubungan)

Kardinalitas mendefinisikan batasan numerik suatu relasi—khususnya, berapa banyak instance dari satu entitas yang dapat dikaitkan dengan instance dari entitas lain. Memahami kardinalitas sangat penting untuk merancang struktur basis data yang efisien.

1. Satu lawan Satu (1:1)

Satu entitas dari himpunan A dapat dikaitkan dengan paling banyak satu entitas dari himpunan B, dan sebaliknya.

Contoh: Satu siswa diberi tepat satu ID siswa, dan setiap ID siswa hanya dimiliki oleh satu siswa.

2. Satu-ke-Banyak (1:N)

Satu entitas dari himpunan A dapat dikaitkan dengan beberapa entitas dari himpunan B, tetapi setiap entitas dalam B hanya dikaitkan dengan satu entitas dalam A.

Contoh: Satu kelas terdiri dari beberapa siswa.

3. Banyak-ke-Satu (N:1)

Beberapa entitas dari himpunan A dapat dikaitkan dengan satu entitas dari himpunan B.

Misalnya, banyak siswa yang berasal dari kelas yang sama.

4. Banyak-ke-Banyak (M:N)

Beberapa entitas dari himpunan A dapat diasosiasikan dengan beberapa entitas dari himpunan B, dan sebaliknya.

Misalnya, Siswa sebagai sebuah kelompok dikaitkan dengan beberapa anggota fakultas, dan anggota fakultas dapat dikaitkan dengan beberapa siswa.

Simbol dan Notasi Diagram ER

Diagram ER menggunakan simbol standar untuk mewakili berbagai komponen. Meskipun ada beberapa sistem notasi, dua yang paling banyak digunakan adalah Notasi Chen dan Notasi Crow's Foot.

Notasi Chen

Notasi Chen, yang dikembangkan oleh Peter Chen pada tahun 1976, menggunakan bentuk geometris untuk mewakili berbagai elemen:

Символ	Nama	Merupakan
empat persegi panjang	Kesatuan	Entitas kuat (misalnya, Siswa, Produk)
Double empat persegi panjang	Entitas Lemah	Entitas yang bergantung pada entitas lain (misalnya, Transaksi)
Elips/Oval	Atribut	Properti suatu entitas (misalnya, Nama, ID)
Double Elips	Atribut Bernilai Ganda	Atribut dengan banyak nilai (misalnya, Telepon) Numbers)
Elips Putus-putus	Atribut Turunan	Nilai yang dihitung (misalnya, Usia dari Tanggal Lahir)
Diamond	Hubungan	Hubungan antar entitas (misalnya, Pendaftaran)
Double Diamond	Mengidentifikasi Hubungan	Hubungan dengan entitas lemah
baris	Link	Menghubungkan komponen-komponen bersama
Teks yang Digarisbawahi	Kunci utama	Pengidentifikasi unik untuk entitas

Notasi Kaki Gagak

Notasi Crow's Foot (juga disebut Notasi IE) lebih umum digunakan dalam alat desain basis data modern. Notasi ini menggunakan akhiran baris yang berbeda untuk merepresentasikan kardinalitas dan sangat efektif untuk menunjukkan sisi "banyak" dari suatu relasi.

Символ Description	Arti
Garis vertikal tunggal (|)	Wajib Satu (tepat satu)
Lingkaran dengan garis (O|)	Opsional Satu (nol atau satu)
Tanda kaki gagak dengan garis (>|)	Wajib Banyak (satu atau lebih)
Kaki gagak dengan lingkaran (>O)	Opsional Banyak (nol atau lebih)

Notasi Chen vs. Notasi Kaki Gagak: Kapan Menggunakan Masing-masing

Aspek	Notasi Chen	Notasi Kaki Gagak
terbaik Untuk	Pemodelan konseptual, penggunaan akademis	Pemodelan fisik/logis, penggunaan industri
Tampilan Atribut	Menampilkan semua atribut secara visual.	Daftar atribut di dalam kotak entitas
Kardinalitas	Menggunakan angka (1, N, M)	Menggunakan simbol visual
Kompleksitas	Bisa menjadi berantakan	Lebih ringkas dan lebih bersih.
Dukungan Alat	Dukungan terbatas untuk alat modern.	Didukung secara luas dalam berbagai alat.

Cara Membuat Diagram Hubungan Entitas (ERD)

Dalam tutorial Diagram ER (ERD) ini, kita akan mempelajari cara membuat Diagram ER. Berikut adalah langkah-langkah untuk membuat Diagram ER:

Mari kita pelajari dengan Contoh Entity Relationship Diagram:

Di universitas, seorang mahasiswa mendaftar dalam mata kuliah. Seorang mahasiswa harus terdaftar setidaknya dalam satu mata kuliah. Setiap mata kuliah diajar oleh satu profesor. Untuk menjaga kualitas pengajaran, seorang profesor hanya dapat mengajar satu mata kuliah.

Langkah 1) Identifikasi Entitas

Kita memiliki tiga entitas:

• mahasiswa
• Kelas
• Profesor

Langkah 2) Identifikasi Hubungan

Kita memiliki dua hubungan berikut:

• siswa adalah ditugaskan kursus
• Profesor memberikan kursus

Langkah 3) Identifikasi Kardinalitas

Dari pernyataan masalah, kita tahu bahwa:

• Seorang siswa dapat ditugaskan beberapa Pelatihan
• Seorang Profesor hanya bisa menyampaikan satu Tentu saja

Langkah 4) Identifikasi Atribut

Anda perlu mempelajari berkas, formulir, laporan, dan data yang saat ini dikelola oleh organisasi untuk mengidentifikasi atribut. Anda juga dapat melakukan wawancara dengan berbagai pemangku kepentingan untuk mengidentifikasi entitas. Awalnya, penting untuk mengidentifikasi atribut tanpa memetakannya ke entitas tertentu.

Setelah Anda memiliki daftar Atribut, Anda perlu memetakannya ke entitas yang telah diidentifikasi. Pastikan sebuah atribut dipasangkan dengan tepat satu entitas. Jika Anda berpikir sebuah atribut seharusnya dimiliki oleh lebih dari satu entitas, gunakan pengubah (modifier) ​​untuk membuatnya unik.

Setelah pemetaan selesai, identifikasi Kunci utama. Jika kunci unik tidak tersedia, buatlah kunci unik.

Kesatuan	Kunci utama	Atribut
mahasiswa	Identitas Siswa	Nama siswa
Profesor	Identitas pegawai	Nama Profesor
Kelas	Kursus_ID	Nama kursus

Untuk Entitas Kursus, atributnya bisa berupa Durasi, Kredit, Tugas, dll. Demi kemudahan, kami hanya mempertimbangkan satu atribut saja.

Langkah 5) Buat ERD

Contoh representasi Diagram Hubungan Entitas yang lebih modern:

Praktik Terbaik untuk Diagram ER yang Efektif

Ikuti panduan ini untuk membuat Diagram ER yang jelas, mudah dipelihara, dan efektif:

• Hilangkan Redundansi: Hapus entitas, atribut, atau relasi yang duplikat.
• Gunakan Konvensi Penamaan yang Jelas: Gunakan nama yang konsisten dan deskriptif. Hindari singkatan.
• Validasi Terhadap Persyaratan: Pastikan diagram mendukung semua kebutuhan penyimpanan data.
• Tetap Sederhana: Buat beberapa diagram pada level yang berbeda daripada satu diagram yang berantakan.
• Gunakan Warna Secukupnya: Gunakan warna secara konsisten untuk menyoroti kategori.
• Asumsi Dokumen: Sertakan catatan yang menjelaskan asumsi tentang aturan bisnis.
• RevBerdiskusi dengan para pemangku kepentingan: Mintalah pengguna bisnis dan tim teknis untuk meninjau diagram tersebut.
• Kontrol Versi: Pertahankan versi seiring perkembangan desain.

Diagram ER vs. Diagram Kelas UML

Meskipun Diagram ER dan Diagram Kelas UML sama-sama digunakan untuk pemodelan data, keduanya memiliki tujuan dan konteks yang berbeda. Memahami kapan harus menggunakan masing-masing diagram sangat penting untuk desain sistem yang efektif.

Aspek	Diagram ER	Diagram Kelas UML
Tujuan utama	Desain database	Desain perangkat lunak/objek
Fokus	Data dan hubungan	Objek, metode, dan perilaku
Metode/Operations	Tidak didukung	Didukung penuh
Warisan	Terbatas (hanya dalam EER)	Dukungan penuh
Penggunaan Industri	Administrator basis data, analis data	Pengembang perangkat lunak, arsitek

Pertanyaan Umum (FAQ)