Apa itu diagram hubungan entitas?

Dalam model relasional desain basis data, ERD menetapkan bagaimana entri dalam basis data terhubung. ERD adalah model data konseptual tingkat tinggi yang menetapkan panggung untuk desain dan analisis basis data yang lebih maju.

Selain itu, pemodelan hubungan entitas dapat membantu memfilter narasi dan insight dari kumpulan titik data yang tampaknya berbeda.

Analis bisnis dan teknisi basis data menggunakan diagram ER sebagai alat pemodelan data untuk menilai ruang lingkup basis data yang dibutuhkan organisasi mereka, kemudian merencanakan bagaimana data akan disimpan.

ERD menginformasikan kepada bagian rekayasa perangkat lunak dalam proyek basis data dengan menjabarkan persyaratan untuk arsitektur sistem informasi dan struktur basis data. Dalam pendekatan tiga skema untuk rekayasa perangkat lunak untuk sistem manajemen basis data (DBMS), ERD adalah tingkat konseptual.

Integrasi data adalah proses rekayasa data yang kompleks yang terdiri dari banyak bagian yang bergerak. ERD dapat membantu teknisi data mengkonseptualisasikan keseluruhan sistem dan mengurangi potensi kesalahan.

Membandingkan basis data yang ada dengan ERD dapat mengungkapkan kesalahan langkah desain basis data yang mungkin menyebabkan masalah. Basis data kompleks dengan banyak tabel memerlukan pengetahuan SQL yang luas untuk proses debugging. ERD merangkum basis data sehingga para teknisi dapat dengan cepat mengidentifikasi potensi kesalahan.

Ketika melakukan proyek rekayasa ulang proses bisnis, akan sangat membantu jika bisa mendapatkan gambaran menyeluruh atas semua data dalam sistem informasi organisasi. ERD digunakan untuk merancang solusi arsitektur data yang lebih baru dan lebih efisien yang memfasilitasi tahap-tahap lain dalam proses BPR.

Diagram hubungan entitas, skema basis data, dan diagram aliran data semuanya secara visual mewakili bagaimana data diatur dalam suatu sistem.

• Diagram hubungan entitas menggambarkan entitas dalam basis data dan hubungannya dengan satu sama lain. Diagram ER sering menggambarkan skema basis data.

• Skema basis data menetapkan bagaimana entitas dunia nyata akan dimodelkan dalam basis data relasional. Skema ini berisi aturan dan panduan yang menentukan sistem penyusunan basis data, seperti nama tabel, bidang, dan tipe data.

• Diagram aliran data adalah jenis diagram alir yang menggambarkan aliran data melalui suatu proses atau sistem. Diagram ini menunjukkan bagaimana data berpindah dari proses ke lokasi penyimpanan internal dan eksternal.

Diagram hubungan entitas mencakup entitas, atribut entitas tersebut, dan hubungannya dengan satu sama lain. Beberapa ERD juga menunjukkan kardinalitas, yang mengukur hubungan antara dua entitas.

Entitas ERD adalah hal yang dapat didefinisikan, seperti orang, peran, peristiwa, konsep, atau objek, yang dapat memiliki informasi yang tersimpan dalam basis data relasional. Banyak gaya diagram hubungan entitas menggambarkan entitas sebagai persegi panjang.

• Orang atau peran: Mahasiswa, tenaga penjualan, eksekutif, atau pelanggan.
• Acara: Transaksi, pendaftaran, atau berhenti berlangganan.
• Konsep: Profil atau persona.
• Objek: Produk, faktur, atau email.

Entitas mirip dengan kata benda dalam tata bahasa. Entitas adalah item inti dalam basis data, dengan atribut dan hubungan yang menyampaikan informasi tentang entitas-entitas ini, seperti halnya kata sifat dan kata kerja yang memberikan lebih banyak informasi tentang kata benda dalam sebuah kalimat.

Jenis entitas adalah semacam kategori entitas. Jika entitas mirip dengan kata benda, maka jenis entitasnya adalah kategori kata benda, seperti makanan, olahraga, dan negara. Entitas individual dalam jenis entitas dikenal sebagai instance. Dalam jenis entitas, sayuran mungkin contoh instance-nya adalah brokoli, wortel , dan asparagus.

Entitas diklasifikasikan sebagai kuat atau lemah. Entitas yang kuat mengandung informasi identifikasi yang cukup dalam atribut mereka sehingga tidak memerlukan klarifikasi lebih lanjut. Sementara itu, entitas lemah hanya ada sebagai hasil atau konsekuensi dari entitas lain. Entitas kuat yang terkait dengan entitas lemah tertentu dikenal sebagai entitas induk atau pemilik.

Mari kita ambil pemodelan basis data pesanan pelanggan dalam bisnis e-commerce sebagai contoh. Setiap pesanan adalah entitas yang kuat karena dapat didefinisikan sebagai contoh unik berdasarkan pembeli, waktu, dan tanggal. Namun, item baris dalam setiap pesanan adalah entitas yang lemah. Item-item itu hanya memiliki makna dalam konteks perintah masing-masing. Ketergantungan ini dikenal sebagai ketergantungan eksistensi atau batasan partisipasi.

Entitas kuat ditampilkan sebagai persegi panjang tunggal, sedangkan ERD mewakili entitas lemah sebagai persegi panjang ganda.

Entitas asosiatif menghubungkan instance antara dua kumpulan entitas dan memiliki atribut sendiri yang memberikan informasi lebih lanjut tentang hubungan tersebut. Dalam ERD yang digunakan oleh universitas, entitas menetapkan siswa dan profesor untuk memiliki banyak koneksi dengan satu sama lain. Entitas asosiatif yang menjembatani keduanya akan menunjukkan siswa mana yang mengambil mata kuliah yang diajar oleh profesor mana.

Basis data relasional menggunakan entitas asosiatif untuk menginformasikan tabel persimpangan, yang menggabungkan bidang dari beberapa tabel basis data lainnya. Dalam diagram ER, entitas asosiatif digambarkan sebagai berlian dalam persegi panjang.

Atribut adalah kualitas, properti, dan karakteristik yang menentukan entitas atau tipe entitas. Dalam desain ERD klasik, atribut ditampilkan sebagai oval dan ditampilkan di sebelah entitas yang sesuai dalam ERD.

• Atribut sederhana tidak dapat disederhanakan atau dipecah menjadi atribut lebih lanjut. Kode pos adalah contoh atribut sederhana.

• Atribut komposit disusun dari atribut-atribut lain, yang mungkin sederhana atau tidak sederhana. Alamat adalah atribut komposit yang berisi nomor jalan, nama jalan, kode pos, kota, dan informasi identifikasi lainnya.

• Atribut turunan dihitung berdasarkan atribut lainnya. Nilai gaji karyawan berasal dari jam kerja mereka, durasi periode pembayaran, dan upah mereka. ERD menggambarkan atribut turunan sebagai oval putus-putus.

• Atribut multinilai bisa memiliki lebih dari satu nilai per record, sedangkan atribut nilai tunggal tidak bisa.

Entitas kunci adalah atribut yang secara unik mendefinisikan setiap entitas dalam kumpulan data. Atribut apa pun dapat ditetapkan sebagai atribut kunci, asalkan memenuhi peran tersebut. Misalnya, pada kumpulan entitas orang, atribut kunci yang tepat mungkin berupa nomor kartu identitas nasional. Sebaliknya, nama keluarga tidak akan berfungsi sebagai atribut kunci dalam konteks ini karena lebih dari satu orang dapat memiliki nama keluarga yang sama.

• Kunci super: Satu atau beberapa atribut yang dapat mendefinisikan entitas secara unik di dalam kumpulan entitas.

• Kunci kandidat: Kunci super yang paling sederhana, tidak ada atribut di dalam kunci kandidat yang dapat menjadi kunci super. Kunci kandidat mungkin terdiri dari satu atribut atau lebih jika setiap atribut bukan kunci super.

• Kunci utama: Kunci kandidat yang dipilih untuk mendefinisikan himpunan entitas secara unik. Karena kunci utama merupakan pembeda setiap entitas, tidak ada entri dalam basis data yang memiliki nilai kunci utama yang sama. Dalam diagram ER, kunci utama setiap entitas akan digarisbawahi. Setiap entitas yang mengandung kunci utama dianggap sebagai entitas yang kuat. 

• Kunci asing: Atribut yang mengidentifikasi hubungan satu entitas dengan entitas lainnya. Entitas lemah bergantung pada kunci asing untuk mendefinisikannya sebagai entitas yang kuat. Misalnya, entitas lemah rekening bank membutuhkan kunci asing yang menghubungkannya dengan bank yang relevan.

Hubungan adalah garis terhubung yang mengaitkan semua entitas dalam ERD. Hubungan menunjukkan bagaimana entitas dalam ERD memiliki kaitan dengan satu sama lain. Jika entitas adalah kata benda, dan atribut adalah kata sifat, maka hubungan adalah kata kerja.

Dalam ERD tradisional, hubungan digambarkan sebagai berlian. Hubungan yang lemah mengikat entitas lemah dengan pemiliknya dan ditampilkan sebagai berlian ganda.

Partisipasi entitas dalam suatu hubungan dapat bersifat total, dalam hal ini, rangkaian entitas yang terlibat dalam hubungan tersebut dapat menyeluruh atau sebagian. Dalam partisipasi sebagian, beberapa atau semua entitas dalam himpunan mungkin terlibat dalam hubungan pada waktu tertentu.

Kardinalitas adalah kualitas hubungan yang menentukan jumlah instance dalam satu entitas yang berhubungan dengan instance entitas lainnya.

• Hubungan satu ke satu (1:1) mengindikasikan bahwa sebuah record dalam satu entitas hanya dapat dirujuk oleh satu record di entitas lainnya. Hubungan antara universitas dan rektor entitas adalah hubungan satu lawan satu karena setiap universitas hanya memiliki satu rektor. Sebaliknya, tiap rektor bertanggung jawab hanya kepada satu universitas.

• Hubungan satu ke banyak (1:M) menggambarkan situasi di mana setiap record dalam satu entitas berhubungan dengan beberapa record di entitas lain. Ada hubungan satu ke banyak antara entitas universitas dan departemen. Sebuah universitas mungkin memiliki beberapa departemen, tetapi setiap departemen adalah bagian dari hanya satu universitas.

• Hubungan banyak ke banyak (M:M) menunjukkan bahwa satu record atau lebih di dalam kedua entitas dapat dihubungkan. Entitas mahasiswa dan profesor memiliki hubungan banyak ke banyak karena seperti halnya seorang profesor yang mengajar sebuah kelas dengan banyak mahasiswa, setiap mahasiswa juga dapat mendaftar kelas yang diajar oleh profesor lain.

ERD mewakili kardinalitas melalui variasi dalam garis penghubung antar entitas. Cara kardinalitas ditampilkan bergantung pada gaya ERD yang digunakan.

Sebagian besar ERD dirancang dalam salah satu dari tiga model hubungan entitas: konseptual, logis, dan fisik. Ketiganya menggambarkan entitas beserta atribut dan hubungannya, tetapi contoh penggunaan dan audiens yang dituju berbeda. Model hubungan konseptual adalah yang paling tidak mendetail, sedangkan ERD fisik menawarkan informasi paling mendetail.

• Model ER konseptual menawarkan tampilan data tingkat tinggi dalam ERD. Analis bisnis menggunakannya untuk proyek desain basis data skala besar seperti gudang data. Model data konseptual biasanya berisi entitas dan relasi tanpa membahas lebih dalam tentang tabel basis data dan kardinalitas.

• Model ER logis mirip dengan model konseptual, namun dengan sedikit lebih detail. Dalam model data logis, kolom atau atribut dalam setiap entitas didefinisikan, seperti halnya entitas operasional dan transaksional. Analis bisnis menggunakan model data logis untuk proyek desain basis data skala kecil.

• Model ER fisik merupakan cetak biru konkret untuk proyek desain basis data. Model ini mencakup detail sebanyak mungkin, seperti kardinalitas, kunci utama, dan kunci asing. Perancang dan teknisi basis data membuat model data fisik dari model konseptual dan logis yang diberikan oleh analis bisnis.

Sejak ilmuwan komputer dan ahli teori basis data Peter Chen memperkenalkan ERD pada tahun 1970-an, berbagai jenis diagram telah muncul untuk mengisi berbagai contoh penggunaan yang semakin meningkat.

ERD Chen terlihat mirip dengan diagram alur klasik, dengan berbagai bentuk yang dihubungkan oleh garis. Kardinalitas ditunjukkan dengan karakter 1, M dan N, di sepanjang garis penghubung. M dan N mewakili "banyak" dalam hubungan satu ke banyak atau banyak ke banyak; hubungan banyak ke banyak digambarkan dengan notasi M: N atau N: M yang menyiratkan bahwa jumlah entitas dalam hubungan tersebut tidak harus sama di kedua sisi.

Gaya Chen menggambarkan partisipasi total dengan satu garis penghubung dan partisipasi sebagian dengan garis penghubung ganda.

Notasi ini dinamai kaki gagak karena memiliki garis penghubung bercabang tiga yang menunjukkan banyak hubungan, notasi kaki gagak menggantikan simbol Chen dengan tabel. Setiap tabel mewakili entitas dan berisi semua atributnya. Notasi kaki gagak memungkinkan pembuat ERD untuk menunjukkan informasi mengenai kardinalitas hubungan.

Diagram struktur data Charles Bachman secara langsung menginspirasi Chen dalam penciptaan ERD. Bachman menggunakan garis dengan panah untuk menunjukkan kardinalitas dalam hubungan.

Angkatan Udara AS memperkenalkan bahasa Integration DEFinition for information modeling (IDEF1X) pada tahun 1980-an untuk mendukung pengembangan model data semantik. IDEF1X membawa gaya Chen selangkah lebih maju dengan menampilkan atribut dalam tabel bersama dan memperkenalkan lebih banyak opsi untuk kardinalitas.

Dibuat oleh Richard Barker pada tahun 1981, gaya Barker adalah standar yang digunakan dalam Oracle. Notasi Barker memiliki gaya kaki gagak sebagai garis penghubung dan juga menggunakan garis putus-putus untuk merepresentasikan partisipasi sebagian atau opsional.