Macam-Macam Basis Data yang Digunakan dalam Bidang Pendidikan

PENDAHULUAN.

                                    Perkembangan teknologi informasi telah membawa dampak yang signifikan           dalam             berbagai sektor, termasuk pendidikan. Di lingkungan perguruan tinggi, salah satu   aspek   penting yang mendukung efisiensi operasional adalah penggunaan basis data yang           terstruktur dan terintegrasi. Basis data memungkinkan pengelolaan informasi akademik       dan administrasi yang lebih sistematis, mulai dari data mahasiswa, dosen, hingga       kurikulum dan jadwal perkuliahan.

                                    Universitas sebagai institusi pendidikan tinggi menyimpan dan mengelola data       dalam jumlah yang sangat besar dan terus berkembang. Oleh karena itu, sistem basis data                         yang efektif dan efisien diperlukan untuk mendukung berbagai aktivitas administratif dan    akademik. Implementasi basis data yang baik tidak hanya dapat meningkatkan kualitas           pengelolaan informasi, tetapi juga membantu dalam pengambilan keputusan yang lebih     cepat dan akurat.

                                    Makalah ini akan membahas implementasi basis data di lingkungan universitas,      dengan fokus pada bagaimana teknologi ini dapat meningkatkan efisiensi dan efektivitas   pengelolaan data akademik. Selain itu, akan dibahas pula tantangan yang dihadapi dalam           proses implementasi serta solusi yang dapat diterapkan untuk mengoptimalkan kinerja      sistem basis data di perguruan tinggi.

            PEMBAHASAN 

1.1 Definisi Basis Data

            Basis data dapat didefinisikan sebagai data yang saling berhubungan dan diorganisir  sedemikian  rupa  agar  suatu  saat  dapat  diakses  kembali dengan  cepat.  Basis  data  dan  lemari  arsip  memiliki  tujuan  dan  prinsip kerja  yang  sama  yaitu  untuk  mendapatkan  kembali  data  yang  telah disimpan   dengan   mudah   dan   cepat,   yang   berbeda   hanya   media penyimpanan  yang digunakan. Besi dan kayu  merupakan  bahan  yang biasa digunakan sebagai media penyimpanan   pada   lemari   arsip sedangkan media penyimpanan basis data berupa penyimpanan elektronik seperti magnetic disk atau hard disk.

1.2 Sistem Informasi

            Sistem informasi adalah pengaturan orang, data, proses dan teknologi informasi yang berinteraksi untuk mengumpulkan, memproses, menyimpan dan menyediakan sebagai output informasi yang diperlukan untuk mendukung sebuah organisasi. Sistem informasi adalah suatu sistem didalam suatu organisasi yang mempertemukan kebutuhan pengolahan transaksi harian, mendukung operasi, bersifat manajerial dan kegiatan strategi dari suatu organisasi dan menyediakan pihak luar tertentu dengan laporan – laporan yang diberikan.

1.3 Contoh Pengimplementasian Basis Data dalam Bidang Pendidikan

Cloud Computing

Pengertian Cloud Computing 

Cloud Computing dalam Bahasa Indonesia adalah “Komputasi Awan,” apabila diartikan secara sederhana adalah salah satu cara untuk mengakses data dan aplikasi yang kita miliki dari mana pun dengan menggunakan jaringan internet. Cloud computing dalam artian lain merupakan layanan teknologi informasi yang bisa dimanfaatkan atau diakses penggunanya melalui piranti apa pun didukung dengan jaringan internet. Cloud computing secara ilmiah berarti sebuah mekanisme yang mengijinkan penggunanya untuk dapat “menyewa” sumber daya teknologi informasi seperti software, prosessing power, storage dan sumber daya lainnya. Pengguna cloud computing menyewa sumber daya sesuai kebutuhan dan memanfaatkannya, kemudian membayar sesuai dengan apa yang digunakan.

Menurut Institusi Nasional Standar dan Teknologi, definisi cloud computing adalah model untuk meningkatkan kenyamanan, memberikan on-demand access ke jaringan terminal sumber daya cloud computing bersama yang dapat dikonfigurasi (yaitu jaringan, server, penyimpanan, aplikasi dan layanan yang diberikan) yang dapat ditetapkan dengan cepat dan dirilis dengan upaya manajemen atau interaksi penyedia layanan yang minimal (Christina, 2016).

Menurut Sulistyo dan Agustina (2013), cloud computing dibagi menjadi tiga model pelayanan dasar, yaitu Software as a service (SaaS), Platform as a Service (PaaS), dan Infrastructure as a Service (IaaS). Ketiga model tersebut dijelaskan sebagai berikut.

a) Software as a Service (SaaS) merupakan layanan cloud computing yang pertama kali populer. Software as a Service ini merupakan kelanjutan evolusi konsep ASP (Application Service Provider). SaaS memberi kemudahan bagi penggunanya untuk bisa memanfaatkan sumber daya perangkat lunak dengan cara berlangganan, sehingga pengguna SaaS tidak perlu mengeluarkan investasi baik untuk in house development maupun pembelian lisensi. SaaS merupakan model aplikasi cloud computing yang sasarannya difokuskan pada user individual, yakni dengan memanfaatkan web-based interface yang diakses melalui web browser. Contohnya Goggle Docs dari google yang merupakan aplikasi perangkat office serupa Microsoft Word, sehingga pengguna dapat mengolah dokumen tanpa harus menginstal microsoft office.

b) Platform as a Service (PaaS) merupakan layanan penyedia modul-modul siap pakai yang dapat digunakan untuk mengembangkan sebuah aplikasi yang hanya bisa berjalan di atas platform tersebut. Layanan pada PaaS menyediakan tempat untuk membuat dan menyebarkan aplikasi tanpa perlu tahu berapa banyak processor atau memori yang dibutuhkan untuk aplikasi tersebut. Dalam arti lain PaaS menawarkan layanan yang lebih dari sekadar penyimpanan data. Contoh layanan PaaS adalah Google AppEngine yang menawarkan layanan bagi pengguna untuk mengembangkan dan hosting aplikasi web.

c) Infrastructure as a Service (IaaS) berada satu level di bawah PaaS. IaaS merupakan layanan yang “menyewakan” sumberdaya teknologi informasi dasar meliputi sistem operasi, processing power, media penyimpanan, memory, kapasitas jaringan dan layanan-layanan lainnya, yang dapat digunakan oleh penyewa untuk menjalankan aplikasi yang dimilikinya. Contoh yang menawarkan layanan IaaS adalah Amazon. Di sini pengguna diberi kebebasan melakukan berbagai kegiatan ke server seperti menginstal software, konfigurasi ijin akses dan firewall.

Implementasi Cloud Computing di Sektor Pendidikan

Konsep dan implementasi cloud computing menunjukkan bahwa teknologi cloud computing dapat menjadi evaluasi dalam meningkatkan mutu pembelajaran, mutu informasi, serta dapat mendukung seluruh kegiatan pada institusi perguruan tinggi maupun organisasi dengan lebih stabil, dan terkontrol dengan lebih baik (Santiko, Rosidi, & Wibawa, 2017).

Dalam penerapan cloud computing masih ditemui sejumlah kendala, terutama kendala teknis mengenai infrastruktur teknologi komputasi tersebut, yaitu masih terbatasnya akses internet di beberapa wilayah di Indonesia baik broadband maupun dial-up. Keterbatasan akses internet di sejumlah daerah menyebabkan teknologi ini tidak banyak digunakan secara luas. Seandainya digunakan, penggunaannya masih sebatas pada aplikasi-aplikasi yang tersedia di internet (SaaS) dan belum menyentuh model PaaS dan IaaS. Selain itu, terbatasnya penerapan cloud computing di sektor pendidikan di Indonesia disebabkan oleh kendala teknis, khususnya pada masalah virtualisasi dan adanya keraguan akan jaminan security yang diberikan oleh cloud computing.

Manfaat Cloud Computing di Sektor Pendidikan

Pemanfaatan teknologi cloud computing dalam dunia pendidikan mempunyai peran penting terutama dalam aktifitas akademik. Manfaat yang akan didapat apabila cloud computing diterapkan di dunia pendidikan diantaranya aksesibilitas, yaitu data dapat diakses kapan pun dan dimana pun selama terhubung dengan jaringan internet. Skalabilitas, yaitu cloud computing dapat menambah kapasitas penyimpanan data tanpa harus membeli peralatan tambahan seperti hardisk atau semacamnya. Keamanan, penyedia layanan cloud computing menjamin keamanan data-data yang ada, misalnya ketika terjadi bencana alam data yang tersimpan di cloud computing tentu saja aman meskipun hardisk atau perangkat keras mengalami kerusakan (Sahi, 2019).

Penerapan cloud computing di sektor pendidikan memberikan banyak manfaaat. Seluruh pihak yang terlibat di dalamnya ikut merasakan langsung manfaat cloud computing ini. Contohnya di lingkungan universitas seperti mahasiswa, dosen, staf IT, staf administratif, hingga jajaran direksi universitas. Manfaat cloud computing yang dirasakan tentunya tidak sama, manfaat dari sisi peningkatan kualitas media belajar dan mengajar, manfaat dari sisi ekonomi seperti penghematan sumber daya, serta manfaat dari sisi kemudahan perawatan aplikasi dan infrastruktur (Kurniawan, 2015).

Basis Data Terdistribusi

                 Basis data terdistribusi dapat digunakan untuk menyimpan data penelitian ilmiah yang dihasilkan oleh berbagai universitas di seluruh dunia, memungkinkan   kolaborasi yang lebih mudah dan efisien antar peneliti.                   

                        Konsep dari database terdistribusi merupakan terpusatnya   suatu database di suatu titik yang kemudian dikoneksikan dengan jaringan internet ataupun intranet untuk melayani beberapa terminal yang tersambung di setiap host         komputer. Intinya, database tidak disimpan pada setiap komputer namun ada satu       induk komputer yang di gunakan untuk membagikan database. Dimana pada     tahap implementasi basis data dilakukan penulisan, pengujian, serta meng-install    program-program yang akan dipakai untuk memproses basis data. Proses basis          data dibuat dengan menggunakan bahasa pemrograman atau bahasa-bahasa yang           memiliki fungsi khusus untuk menghasilkan laporan, tampilan, serta grafik atau      gambar. Dalam tahap ini dibuat dokumentasi final tentang semua aspek basis          data, melakukan pelatihan untuk calon pengguna dan merancang prosedur-   prosedur penggunaan sistem.

              Basis data terdistribusi (distributed database) adalah suatu basis data yang berada di bawah kendali Sistem Manajemen Basis Data (SMBD) terpusat dengan piranti penyimpanan (storage devices) yang terpisah-pisah satu dari yang lainnya. Tempat penyimpanan ini dapat berada di satu lokasi yang secara fisik berdekatan dalam satu bangunan atau terpisah oleh jarak yang jauh dan terhubung melalui jaringan internet. Penggunaan database terdistribusi dapat dilakukan di server internet, intranet atau ekstranet kantor, atau di jaringan perusahaan agar menjaga database yang terdistribusi tetap diperbaharui. Dalam replikasi digunakan suatu perangkat lunak untuk mencari atau lebih tepatnya melacak perubahan yang terjadi di satu database. Setelah perubahan dalam satu database teridentifikasi dan diketahui, baru kemudian dilakukan perubahan agar semua database sama dengan database yang lainnya.

MySQL

            MySQL adalah sebuah database manajemen system (DBMS) popular yang memiliki fungsi sebagai relational database manajemen system (RDBMS). Selain itu MySQL software merupakan suatu aplikasi yang sifatnya open source serta server basis data MySQL memiliki kinerja sangat cepat, reliable, dan mudah untuk digunakan serta bekerja dengan arsitektur client server atau embedded systems. Dikarenakan faktor open source dan popular tersebut maka cocok untuk mendemontrasikan proses replikasi basis data.

            MySQL sering digunakan sebagai basis data utama untuk Sistem Informasi Akademik di sekolah dan universitas. SIA ini membantu dalam mengelola berbagai aspek terkait akademik secara terpusat.

Penggunaan: MySQL menyimpan data mahasiswa, dosen, nilai, jadwal perkuliahan, pendaftaran mata kuliah, serta informasi mengenai program studi dan kurikulum. Hal ini mempermudah akses dan pengelolaan data oleh staf administrasi dan mahasiswa.

Contoh: Data mahasiswa, seperti pendaftaran kuliah, absensi, dan nilai ujian, dapat disimpan dan diakses melalui aplikasi yang didukung MySQL.

NoSQL Database

NoSQL (Not Only SQL) merupakan salah satu dari jenis dari database management system yang menggunakan kelompok data tidak bersifat nonrelational, dimana database tidak dibangun dedalam tabel – tabel, dan tidak menggunakan SQL dalam melakukan manipulasi data. NoSQL database management system sangat diperlukan ketika menghadapi dengan jumlah data 15 yang besar dan data – data didalamnya tidak memerlukan model relational (Moniruzzaman & Hossain, 2013).

Banyak platform e-learning menggunakan basis data NoSQL untuk menyimpan dan mengelola data yang terkait dengan interaksi pengguna, konten pembelajaran, dan aktivitas siswa.

Penggunaan: Basis data NoSQL memungkinkan penyimpanan data yang tidak terstruktur seperti diskusi forum, materi video, dan catatan interaksi pengguna dengan cepat dan efisien.

Contoh: Platform e-learning seperti Moodle atau EdX dapat menggunakan MongoDB untuk menyimpan data tentang aktivitas pengguna dan materi kursus.

Konsep Dasar NoSQL

1. Konsep Non-Relational dalam basis data NoSQL meliputi hirarki, graf, dan basis data berorientasi obyek yang sudah terlebih dahulu ada sejak tahun 1960 sebelum akhirnya basis data relasional muncul pada tahun 1970. Penggunaan basis data non relational kembali marak seiring dengan bertambahnya aplikasi berbasis web yang memerlukan banyak penyimpanan data. Meskipun memiliki kelemahan pada konsistensi dan redundansi data, namun basis data non relasional dapat menyelesaikan beberapa permasalahan terkait dengan avaibility dan partition tolerance. Tugas pengecekan konsistensi dan redundansi data diserahkan pada sisi aplikasi, sedangkan basis data non relational hanya bertugas memanipulasi penyimpanan saja.

2. MapReduce merupakan model pemrograman yang diadaptasi dari pemrograman fungsional yang diimplementasikan untuk mengolah dataset yang sangat besar. Tujuan dari MapReduce adalah merancang suatu abstraksi baru yang memungkinkan pengguna untuk membuat antarmuka pemrograman sederhana dan menyembunyikan detail yang rumit dari pararelisasi, fault-tolerance, distribusi data, dan load balancing dalam pustaka pemrogramannya. Hasilnya menunjukkan bahwa penerapan MapReduce dapat menyederhanakan antarmuka pemrograman yang dapat mendukung paralelisasi dan distribusi komputasi skala besar secara otomatis.

3. Schema Free NoSQL dan RDBMS mempunyai perbedaan dalam hal penerapan skema basis data. Dalam basis data relasional, sebuah tabel didesain dengan peraturan skema yang ketat. NoSQL menyimpan data dengan aturan yang lebih longgar, artinya tidak seperti basis data yang berdasarkan SQL tradisional, NoSQL tidak memiliki tabel, kolom, primary dan foreign key, join, dan relasi .

MongoDB

            MongoDB merupakan sebuah sistem basis data yang berbasis dokumen (Document Oriented Database) dan termasuk sistem basis data yang menganut paham NoSQL. NoSQL singkatan dari Not Only SQL, artinya sebuah sistem basis data tidak hanya harus menggunakan perintah SQL untuk melakukan proses manipulasi data. MongoDB tidak memiliki tabel, kolom, dan baris. Pada MongoDB yang ada hanyalah koleksi dan dokumen. Dokumen yang terdapat dalam mongoDB dapat memiliki atribut yang berbeda dengan dokumen lain walaupun berada dalam satu koleksi. Hal ini tidak dapat dilakukan dalam RDBMS, dimana sebuah baris dalam tabel tidak mungkin memiliki kolom yang berbeda dengan baris yang lain jika berada dalam satu tabel. Pertama kali dikembangkan oleh perusahaan asal New York City, 10gen (sekarang MongoDB Inc.) pada bulan Oktober 2007 sebagai bagian dari platform yang direncanakan sebagai produk jasa, perusahaan bergeser ke model pembangunan sumber terbuka pada tahun 2009, dengan 10gen menawarkan dukungan komersial dan layanan lainnya.

Sejak itu, MongoDB telah diadopsi sebagai perangkat lunak backend oleh sejumlah situs dan layanan, termasuk Craigslist, eBay, Foursquare, SourceForge, dan The New York Times. MongoDB adalah sistem basis data NoSQL yang paling populer. MongoDB merupakan sistem basis data yang menggunakan konsep keyvalue, artinya setiap dokumen dalam mongodb pasti memiliki key. Hal ini berbeda dalam RDBMS yang bisa tidak menggunakan primary key ketika membuat sebuah tabel. Sehingga walaupun kita membuat sebuah dokumen tanpa menggunakan primary key, tapi secara otomatis mongodb memberinya sebuah key. Penggunaan konsep key-value sangat berperan penting, karena hal ini membuat mongodb menjadi sistem basis data yang sangat cepat jika dibandingkan dengan non key-value seperti RDBMS.

MongoDB digunakan dalam pengembangan platform pembelajaran daring untuk mengelola data kursus, materi pembelajaran, dan interaksi pengguna.

Penggunaan: MongoDB menyimpan data tentang kursus, video, file materi, serta interaksi siswa dengan materi dan pengajaran. Struktur dokumen MongoDB memungkinkan penyimpanan data dengan format yang bervariasi dan tidak terstruktur.

Contoh: Platform e-learning seperti Moodle atau Khan Academy dapat menggunakan MongoDB untuk menyimpan dan mengelola data interaksi pengguna, progres belajar, dan konten multimedia.

Kelebihan MongoDB :

 1. Performa yang ditawarkan MongoDB lebih cepat disebabkan oleh memcached dan format dokumennya yang berbentuk seperti JSON.

2. Kita tidak perlu membuat struktur tabel, karena MongoDB akan otomatis membuatkan struktur tabelnya pada saat proses insert (fleksibel skema).

Kekurangan MongoDB : 

1. Belum banyak hosting yang support.

2. Fleksibilitas dalam query (sebagai contoh tidak adanya JOIN).

3. Selain itu, karena bervariasinya produk dan format penyimpanan, berpindah antar satu produk database ke produk noSQL lainnya perlu waktu untuk belajar.

Graph database

            Graph database (basis data graf) adalah basis data yang dirancang untuk memperlakukan suatu hubungan antara data yang menjadi sama pentingnya dengan data itu sendiri. Hal ini dimaksudkan untuk menyimpan data tanpa membatasinya dengan model yang telah ditentukan sebelumnya. Sebaliknya, data disimpan seperti pertama kali saat menarik data tersebut sehingga menunjukkan bagaimana masing-masing entitas terhubung atau terkait antara satu dengan yang lain. Basis data graf memiliki 2 properti yaitu; node dan relationship. Node adalah entitas dalam suatu graf. Mereka dapat menyimpan sejumlah atribut (pasangan key-value) yang disebut properti. Node dapat ditandai dengan label, yang mewakili peran node yang berbeda di dalam suatu rangkaian circuits. Label node juga dapat berfungsi untuk melampirkan metadata (seperti indeks atau informasi kendala) ke node tertentu.

Konsep graph database adalah cara baru untuk pemodelan dan perambatan (traversing) data yang saling berhubungan dalam penyimpanan informasi. Graph database dapat mengatasi masalah keterbatasan implementasi RDBMS (basis data relasional) dalam mengaplikasikan jenis model data yang diperlukan untuk semantik, jaringan dan sistem rekomendasi. Namun, Karena kesalahan dalam memahami konsep, maka muncul pernyataan yang tudak benar yang menyatakan graph database dapat menggantikan RDBMS. Keputusan untuk menggunakan graph database tidak boleh dibuat didasarkan pada keinginan untuk tidak menggunakan RDBMS. Persyaratan sistem harus dipertimbangkan jika memang ada kebutuhan untuk model data dinamis yang mewakili tingginya data yang saling berhubungan, maka database graf merupakan solusi terbaik (Miller, 2013).

Basis data graf sangat berguna untuk menganalisis hubungan antara berbagai entitas akademik, seperti mahasiswa, dosen, mata kuliah, dan program studi.

Penggunaan: Basis data graf dapat digunakan untuk memetakan hubungan antara mahasiswa dengan dosen, mata kuliah yang diambil, serta rekomendasi mata kuliah yang relevan berdasarkan preferensi atau kinerja akademik.

Contoh: Sistem yang menggunakan basis data graf seperti Neo4j dapat memvisualisasikan dan menganalisis jaringan hubungan antar mahasiswa, dosen, dan mata kuliah untuk membantu dalam perencanaan akademik dan advis pembelajaran.

Menurut Dooren (2009) teori graf pertama kali dicetuskan oleh Leonhard Euler seorang ahli matematika asal swiss yang mencari jalur paling baik untuk melintasi tujuh jembatan Köningsberg, Prussia (sekarang Kaliningrad, Russia). Euler menggambarkan beberapa jalur untuk melintasi ketujuh jembatan Köningsberg. Jalur-jalur digambarkan menuju titik-titik tujuan dari ketujuh jembatan tersebut dengan sekali melintas setiap jembatan. Setiap jalur tersebut yang dikenal dengan Eulerian path.

Catatan perkuliahan matematika diskrit yang ditulis oleh Finan (2001) menjelaskan terdapat 3 elemen utama yaitu graphs (graf), paths (jalur-jalur) dan circuits (rangkaian atau jaringan).

Graph

Graf tersusun dari vertices (objek-objek) atau istilah lain nodes dan edges (hubungan antar objek) yang saling terhubung maupun vertices yang tidak terhubung sama sekali dengan vertices lain. Graf disimbolkan G, sedangkan setiap edges disimbolkan dengan EG dan vertices disimbolkan dengan VG. Rumus matematika yang terbentuk adalah G = (VG, EG).

Path

Path adalah jalur yang terdapat pada sebuah graf dimana menyusun suatu lintasan yang melintasi vertices dan edges tertentu.

Circuits

Circuits adalah rangkaian-rangkaian yang menyusun suatu vertice ke vertice lain dan kembali ke vertice tersebut.

Neo4j merupakan salah satu software dengan menerapkan visualisasi berdasarkan graph database. Bahasa yag digunakan yaitu Java dengan Neo Technology. Neo4j merupakan software yang berbasis open source, No SQL, dan merupakan graph database dikenal sebagai sistem manajemen grafik database. Graph database adalah basis data yang menyimpan sekumpulan informasi dalam bentuk grafik yang terstruktur. Penyimpanan data dalam sebuah aplikasi yang di notasikan dengan sebuah node.

            REFERENSI

            Darmawan, M. H., & Informatika, J. T. (2018). Perancangan dan Implementasi Sistem                                           Replikasi Database Terdistribusi Pada Fakultas Teknik Universitas Halu                                         Oleo. vol, 4, 91-98.

            Nuril'Abidah, I., Hamdani, M. A., & Amrozi, Y. (2020). Implementasi sistem basis data                                        cloud computing pada sektor pendidikan. KELUWIH: Jurnal Sains dan                                                      Teknologi, 1(2), 77-84.

            Rozikin, K. (2023). Sistem Basis Data. Penerbit Yayasan Prima Agus Teknik, 1-82.

            Farozi, M. F. M. (2019). Desain Basis Data Non Relasional Nosql Mongodb Pada                                     Website Sistem Informasi Akademik. SISKOMTI (Sistem Informasi                                                 Komputer dan Teknologi Informasi), 1(1), 24-39.

            Aditirta, C. (2019). PENERAPAN BASIS DATA GRAF UNTUK ANALISIS DATA PADA                                    MEDIA SOSIAL MENGGUNAKAN NEO4J (Doctoral dissertation,                                                            STMIK AKAKOM YOGYAKARTA).

            Yuliansyah, H. (2014). Perancangan replikasi basis data mysql dengan mekanisme                                     pengamanan    menggunakan ssl encryption. Jurnal Informatika, 8(1), 826-836.