Apa Itu PostgreSQL? Cara Kerja, Use Case, dan Sumber Daya

Tidak semua basis data sama. Pilihan basis data menentukan seberapa cepat dan akurat Anda dapat menyimpan, mengambil, dan memproses informasi, terutama saat proyek Anda berkembang dalam skala dan kompleksitas.

Dalam postingan blog ini, saya akan berfokus pada PostgreSQL dan menjelaskan apa itu serta kapan paling tepat menggunakannya dalam proyek Anda.

Apa Itu PostgreSQL

PostgreSQL, sering disebut "Postgres," adalah sistem manajemen basis data objek-relasional (ORDBMS) tingkat lanjut dan open-source.

Bagi data scientist, memahami konsep relasional yang menjadi inti PostgreSQL itu penting. Secara sederhana, PostgreSQL, seperti halnya basis data relasional lainnya, mengorganisasi data ke dalam tabel, di mana setiap tabel terdiri atas baris (rekaman individual) dan kolom (atribut atau field). Tabel-tabel ini dapat dihubungkan melalui key, sehingga memungkinkan hubungan data yang kompleks dan query yang efisien.

Walau utamanya sebuah basis data relasional, PostgreSQL melampaui model relasional tradisional dengan memasukkan fitur berorientasi objek.

Fitur berorientasi objek adalah kemampuan yang memungkinkan PostgreSQL mengelola data dengan lebih kompleks dan fleksibel. Beberapa kemampuan yang paling sering digunakan dan penting meliputi:

• Tipe data kustom: Pengguna dapat mendefinisikan tipe data sendiri, memungkinkan struktur data yang lebih presisi dan kompleks sesuai kebutuhan aplikasi spesifik.
• Pewarisan tabel: Tabel dapat mewarisi properti dari tabel lain, memudahkan penggunaan ulang struktur tabel dan menyederhanakan pengelolaan data hierarkis.
• Fungsi dan prosedur: PostgreSQL mendukung pembuatan fungsi dan prosedur tersimpan, yang dapat ditulis dalam berbagai bahasa pemrograman, meningkatkan kemampuan basis data untuk menangani operasi yang kompleks.
• Dukungan JSON: Dukungan ekstensif untuk tipe data JSON memungkinkan PostgreSQL menangani data semi-terstruktur secara efektif, menjembatani kesenjangan antara basis data relasional dan berorientasi dokumen.
• Pencarian teks penuh: PostgreSQL menawarkan kemampuan pencarian teks penuh yang tangguh, memungkinkan operasi pencarian yang efisien pada data tekstual.

Untuk Apa PostgreSQL Digunakan

PostgreSQL berfungsi sebagai sistem manajemen basis data serbaguna untuk berbagai aplikasi (AI maupun non-AI). Fungsionalitas utama yang membuat PostgreSQL sangat berharga, khususnya bagi data scientist, adalah:

• Penyimpanan dan pengelolaan data: PostgreSQL menangani dataset besar secara efisien untuk proyek machine learning, analisis statistik, dan data warehousing.
• Query: Pengambilan data kompleks dimungkinkan melalui query SQL tingkat lanjut, termasuk join, subquery, dan window function.
• Manipulasi data kompleks: Kemampuan SQL tingkat lanjutnya memungkinkan transformasi dan persiapan data yang canggih, yang esensial dalam alur kerja data science.
• Analitik lanjutan: PostgreSQL mendukung fungsi buatan pengguna, prosedur tersimpan, dan trigger, sehingga memungkinkan operasi analitis kompleks langsung di dalam basis data.

Mengapa Memilih PostgreSQL? Perspektif Data Scientist

Mari kita lihat lebih dekat keunggulan spesifik yang ditawarkan PostgreSQL bagi data scientist, dimulai dari sifat open-source-nya.

Open-source

Sebagai solusi open-source, PostgreSQL menawarkan penghematan biaya signifikan dibanding basis data proprietari yang mahal. Karena open-source, PostgreSQL mendapat manfaat dari komunitas aktif yang terus meningkatkan kapabilitas produk dan menyediakan dukungan.

Fitur lengkap

PostgreSQL menyediakan seperangkat alat komprehensif untuk manipulasi dan analisis data. Dukungan untuk window function, common table expression (CTE), dan agregasi tingkat lanjut memberdayakan data scientist untuk melakukan analisis kompleks secara efisien.

Fungsionalitas tingkat lanjut

Fitur-fitur tingkat lanjut PostgreSQL membuatnya menonjol:

• Fungsi: Buat rutin kustom untuk perhitungan atau transformasi data yang kompleks.
• Trigger: Otomatiskan respons terhadap peristiwa di basis data, memastikan konsistensi data.
• View: Sederhanakan query kompleks dan sediakan lapisan abstraksi untuk data Anda.

Fitur-fitur ini memungkinkan data scientist menerapkan logika pemrosesan data yang canggih langsung di dalam basis data, yang sering kali meningkatkan kinerja dan kemudahan pemeliharaan.

Integritas dan kualitas data

PostgreSQL memastikan tingkat integritas dan kualitas data yang tinggi melalui sistem pengetikan yang kuat dan dukungan untuk transaksi ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability). 

Namun, apa sebenarnya ACID itu, dan mengapa penting?

Transaksi ACID adalah seperangkat properti yang menjamin pemrosesan transaksi basis data yang andal. Properti ini memastikan data tetap akurat dan aman bahkan saat terjadi kesalahan, crash, atau akses bersamaan. Properti-properti ini sangat penting untuk menjaga kualitas data dalam proyek apa pun.

• Atomicity: Memastikan semua bagian dari sebuah transaksi berhasil diselesaikan atau tidak sama sekali, sehingga menjaga integritas data.
• Consistency: Menjamin setiap transaksi selalu membuat basis data tetap dalam keadaan valid, memastikan keakuratan data.
• Isolation: Memastikan transaksi yang berjalan bersamaan tidak saling mengganggu, sehingga menjaga kebenaran data.
• Durability: Menjamin transaksi yang telah dikomit bersifat permanen, bahkan jika terjadi kegagalan sistem, sehingga memastikan keberlangsungan data.

Properti ACID ini krusial untuk mempertahankan kualitas dan keandalan data yang tinggi yang dibutuhkan untuk keberhasilan proyek berbasis data.

Dukungan untuk Python

Salah satu keunggulan utama PostgreSQL bagi data scientist adalah dukungan yang sangat baik untuk Python, bahasa yang banyak digunakan dalam data science dan machine learning. PostgreSQL dapat dengan mudah diintegrasikan dengan Python menggunakan pustaka seperti psycopg2 dan SQLAlchemy. Integrasi ini memungkinkan data scientist terhubung ke basis data PostgreSQL, mengeksekusi query, dan memanipulasi data langsung dari skrip Python mereka. Kemampuan menggunakan Python dengan PostgreSQL meningkatkan produktivitas dan memungkinkan pengembangan pipeline pemrosesan data serta alur kerja machine learning yang lebih cepat.

PostgreSQL vs. Kompetitor

Meskipun PostgreSQL unggul di banyak area, penting untuk memahami bagaimana perbandingannya dengan opsi basis data populer lainnya:

Basis data ini memiliki kekuatan unik, sehingga cocok untuk use case yang berbeda. Memahami fitur dan kapabilitasnya dapat membantu Anda memilih opsi terbaik untuk kebutuhan manajemen data Anda.

Peringkat DBMS DB-Engines

Tabel peringkat berikut bersumber dari DB-Engines, platform ternama yang melacak popularitas berbagai opsi DBMS. 

DB-Engines mengevaluasi basis data berdasarkan beberapa faktor, termasuk hasil mesin pencari, diskusi teknis, lowongan pekerjaan, dan sebutan di media sosial, sehingga memberikan gambaran holistis tentang posisi mereka di pasar saat ini.

Per Juli 2024, PostgreSQL berada di posisi keempat:

Kekuatan PostgreSQL dibanding kompetitor

PostgreSQL memiliki beberapa keunggulan dibanding para pesaingnya. Mari mulai dengan meninjau skalabilitasnya.

Skalabilitas

PostgreSQL unggul dalam menangani dataset besar. Kemampuannya mengelola data dalam ukuran terabita secara efisien membuatnya cocok untuk aplikasi big data. Dengan fitur seperti partisi tabel, eksekusi query paralel, dan dukungan untuk berbagai metode pengindeksan, PostgreSQL memastikan kinerja dan responsivitas tinggi bahkan saat volume data meningkat.

Ekstensibilitas

Salah satu kekuatan paling menonjol dari PostgreSQL adalah ekstensibilitasnya. Pengguna dapat menambahkan tipe data, operator, tipe indeks, bahkan bahasa prosedural baru. Fleksibilitas ini memungkinkan PostgreSQL dikustomisasi untuk memenuhi kebutuhan aplikasi spesifik.

Komunitas dan Dukungan

Sebagai proyek open-source dengan komunitas besar dan aktif, PostgreSQL mendapat manfaat dari peningkatan berkelanjutan dan kekayaan pengetahuan bersama. Pengguna memiliki akses ke beragam sumber daya gratis, termasuk dokumentasi, forum, dan alat pihak ketiga, sehingga memudahkan pencarian solusi dan penerapan praktik terbaik.

Biaya

Karena open-source, PostgreSQL menghilangkan kebutuhan biaya lisensi yang mahal, menjadikannya opsi menarik bagi startup dan enterprise yang ingin mengoptimalkan anggaran tanpa mengorbankan fitur dan kinerja.

Kekurangan PostgreSQL

Meskipun PostgreSQL menawarkan banyak keunggulan, penting juga untuk mempertimbangkan potensi kekurangannya.

Kurva pembelajaran

Ragam fiturnya yang luas dapat menghadirkan kurva pembelajaran yang lebih curam dibanding basis data yang lebih sederhana seperti SQLite. Pengguna baru mungkin perlu meluangkan waktu untuk memahami konsep-konsep lanjutannya agar dapat memanfaatkan kapabilitasnya sepenuhnya.

Kebutuhan sumber daya

Untuk dataset yang sangat besar atau skenario dengan konkurensi tinggi, PostgreSQL dapat membutuhkan lebih banyak sumber daya sistem dibanding alternatif ringan seperti SQLite. Konfigurasi dan optimasi yang tepat menjadi krusial untuk kinerja optimal dalam kasus-kasus ini.

Apakah PostgreSQL Tepat untuk Anda?

Saat memutuskan apakah akan menggunakan PostgreSQL untuk proyek data science Anda, pertimbangkan hal-hal berikut:

• Kompleksitas data: Jika proyek Anda melibatkan hubungan kompleks atau kebutuhan query tingkat lanjut, fitur tangguh PostgreSQL menjadikannya pilihan yang sangat baik.
• Skalabilitas: Untuk proyek yang diperkirakan akan tumbuh signifikan, kemampuan PostgreSQL menangani dataset besar adalah keunggulan utama.
• Analitik lanjutan: Jika Anda perlu melakukan perhitungan kompleks atau transformasi data di dalam basis data, ekstensibilitas PostgreSQL sangat berharga.
• Integritas data: Untuk proyek di mana akurasi dan konsistensi data sangat kritis, kepatuhan ACID PostgreSQL memberikan ketenangan pikiran.

PostgreSQL mungkin berlebihan untuk proyek kecil atau yang memiliki kebutuhan basis data yang sangat spesifik dan ringan. Namun, untuk sebagian besar aplikasi data science, kekuatan dan fleksibilitasnya menjadikannya pilihan yang kuat.

Belajar PostgreSQL

Untuk memulai perjalanan Anda dengan PostgreSQL, pertimbangkan sumber belajar berikut:

• Dokumentasi resmi: Situs PostgreSQL menawarkan dokumentasi gratis yang komprehensif mencakup semua aspek sistem.
• Kursus Creating PostgreSQL Databases: DataCamp menyediakan kursus gratis tentang Creating PostgreSQL Databases. Anda dapat belajar cara membuat basis data PostgreSQL dan mengeksplor struktur, tipe data, serta cara menormalkan basis data hanya dalam beberapa jam.
• Tutorial PostgreSQL: Sumber daring gratis dengan contoh langsung dan latihan praktis.
• Grup pengguna PostgreSQL: Bergabunglah dengan komunitas lokal atau online untuk belajar dari pengguna berpengalaman dan tetap mengetahui praktik terbaik.

Kesimpulan

PostgreSQL adalah salah satu basis data relasional paling populer. Kumpulan fiturnya yang tangguh, skalabilitas, dan integritas data yang kuat menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk berbagai proyek. Meski mungkin memerlukan investasi awal untuk belajar, manfaat yang ditawarkannya dalam manajemen data, analitik lanjutan, dan fleksibilitas proyek secara keseluruhan sangatlah besar.

Baik Anda mengerjakan model machine learning, analisis statistik, maupun pemrosesan data skala besar, PostgreSQL menyediakan fondasi yang kokoh untuk infrastruktur data Anda.

Jika Anda membutuhkan sertifikasi PostgreSQL, lihat blog ini tentang Sertifikasi PostgreSQL: Semua yang Perlu Anda Ketahui.