BD - Normalisasi

MODUL IX BASIS DATA

NORMALISASI

Disadur Oleh: Prima Rosa

Jurusan Teknik Informatika

Universitas Sanata Dharma

Referensi: Connoly, Thomas & Carolyn Begg, 2005, Database

Systems: A Practical Approach to Design,

Implementation, and Management, Chapter 13

1

KOMPETENSI

Mahasiswa memahami:

Tujuan normalisasi.

Bagaimana normalisasi diterapkan dalam perancangan basisdata relasional

Potensi masalah yang muncul terkait dengan data yang redundan

Konsep ketergantungan fungsional (functional dependencies)

Karakteristik ketergantungan fungsional yang digunakan dalam normalisasi.

2

Pearson Education Limited 1995, 2005

KOMPETENSI (lanjutan)

Bagaimana mengiddentifikasi ketergantungan fungsional dalam suatu relasi

Bagaimana ketergantungan fungsional mengidentifikasi kunci primer dalam suatu relasi.

Proses normalisasi Bentuk normal yang umum dipakai, yaitu

First Normal Form (1NF), Second Normal Form (2NF), dan Third Normal Form (3NF).

3 Pearson Education Limited 1995, 2005

Tujuan Normalisasi

Normalisasi adalah teknik untuk

menghasilkan sekumpulan relasi yang

sesuai dan mendukung kebutuhan

data dalam organisasi.


Tujuan Normalisasi

Karakteristik kumpulan relasi (tabel) yang sesuai dgn kebutuhan organisasi adlh sbb: Berisi jumlah minimal atribut yang

diperlukan untuk mendukung kebutuhan data dari organisasi tsb;

Atribut dengan hubungan logikal yang dekat berada dalam satu relasi

Berisi redundansi yang minimal, dimana setiap atribut disimpan hanya sekali, kecuali atribut-atribut yang menjadi kunci tamu.


Manfaat dari basisdata yang berisi

kumpulan relasi (tabel) yang sesuai

dgn kebutuhan organisasi adlh sbb:

Basisdata mudah diakses dan dirawat oleh pengguna

Basisdata akan menghemat media simpanan.


Tujuan Normalisasi

Bagaimana Normalisasi

Mendukung Perancangan BD


Redundansi Data dan Anomali

Update Tujuan utama dari perancangan

basisdata adalah mengelompokkan

atribut ke dalam relasi untuk

meminimalkan redundansi

(perulangan).



Update Manfaat potensial dari implementasi

basisdata adalah:

Updates data dalam basisdata dapat dilakukan dengan sejumlah operasi yang

minimal, sehingga mengurangi

kemungkinan terjadinya inkonsistensi

data

Meminimalkan kebutuhan media simpanan sehingga dapat menghemat

biaya



Update Masalah terkait dengan redundansi

data dapat digambarkan dengan

membandingkan relasi Staff, Branch

dan StaffBranch berikut.



Update



Update Relasi StaffBranch berisi data yang

redundan: detil setiap branch diulang untuk setiap staff

Bandingkan dengan relasi Staff yang hanya memuat branch number (branchNo) sehingga yang diulang cukup branchNo sementara detil dari setiap branch disimpan dalam relasi Branch.

12



Update Relasi yang memuat data yang

redundan potensial untuk

menyebabkan anomali update.

Tipe anomali update adalah sbb:

Penyisipan data (Insertion)

Penghapusan data (Deletion)

Modifikasi data (Modification)


Lossless-join dan Menjaga

Sifat Ketergantungan Dua sifat (property) penting dari

dekomposisi. Lossless-join property memungkinkan kita

menemukan kejadian (instance) dalam relasi asal dari kejadian terkait dalam relasi yang lebih kecil .

Dependency preservation property memungkinkan kita untuk memaksa (to enforce) suatu kendala (constraint) dalam relasi asal juga muncul dalam relasi yang lebih kecil.


Ketergantungan Fungsional

Ketergantungan fungsional (functional dependency) adalah konsep penting dalam normalisasi .

Ketergantungan fungsional menyatakan hubungan antar atribut

Contoh, jika A dan B adalah atribut dari relasi R, B dikatakan tergantung fungsional pada A (dinyatakan dengan A B), jika setiap nilai dari A dalam R berhubungan/terkait dengan tepat satu nilai B dalam R.


Karakteristik Ketergantungan

Fungsional Ketergantungan fungsional merupakan sifat

semantik (makna) atribut-atribut dari suatu relasi.

Representasi diagramatik

Determinant dari suatu ketergantungan fungsioal adalah atribut atau sekelompok atribut di sisi kiri panah.


Contoh Ketergantungan

Fungsional



Fungsional yang Selalu Terjaga

Perhatikan nilai-nilai atribut staffNo dan sName dalam relasi Staff di slide 12.

Berdasar contoh data, ketergantungan fungsional berikut nampaknya selalu terjaga

staffNo sName

sName staffNo



Fungsional yang Selalu Terjaga

Namun demikian, ketergantungan

fungsional yang sesungguhnya selalu

benar untuk setiap kemungkinan nilai

atribut staffNo dan sName dalam

relasi Staff relation adalah:

staffNo sName



Fungsional Determinan harus memiliki jumlah

atribut yang minimal untuk menjaga

ketergantungan fungsional dengan

atribut-atribut di sisi kanan.

Hal ini disebut ketergantungan

fungsional penuh (full functional

dependency)



Fungsional

Ketergantungan fungsional penuh:

Misal A dan B adalah atribut-atribut dalam suatu relasi. B tergantung fungsional

penuh pada A, jika B tergantung

fungsional pada A, tetapi tidak tergantung

fungsional pada proper subset (himpunan

wajar) dari A.



Fungsional Penuh Terdapat dalam relasi Staff (Slide 12).

staffNo, sName branchNo

Benar setiap nilai dari (staffNo, sName)

terkait dengan satu nilai tunggal dari branchNo.

Namun, branchNo juga tergantung fungsional pada himpunan bagian dari (staffNo, sName), yaitu staffNo.

Jadi contoh di atas adalah ketergantungan parsial (partial dependency), bukan ketergantungan fungsional penuh.



Fungsional Karakteristik utama dari ketergantungan

fungsional yang digunakan dalam normalisasi : Terdapat hubungan/relasi one-to-one antara

atribut(atribut-atribut) pada sisi kiri panah (determinan) dan sisi kiri panah dalam suatu ketergantungan fungsional.

Hubungan tersebut selalu terjaga (berlaku) dalam setiap waktu/situasi

Determinan memiliki jumlah atribut yang minimal yang diperlukan untuk menjaga ketergantungan dengan atribut-atribut di sisi kanan.


Ketergantungan Transitif

(Transitive Dependencies) Penting untuk mengenali ketergantungan

transitif karena keberadaannya dalam relasi dapat menyebabkan anomali update.

Ketergantungan transitif menyatakan kondisi dimana A, B, dan C adalah atribut-atribut dari suatu relasi, sedemikian hingga jika A B dan B C, maka C dikatakan tergantung transitif pada A melalui B (diandaikan A tidak tergantung fungsional pada B atau C).



Transitif Perhatikan ketergantungan fungsional dalam

relasi StaffBranch ( Slide 12).

staffNo sName, position, salary, branchNo, bAddress

branchNo bAddress Ketergantungan transitif staffNo bAddress

terdapat pada staffNo melalui branchNo. Dengan kata lain, atribut staffNo secara fungsional menentukan bAddress melalui atribut branchNo; sedangkan branchNo maupun bAddress tidak menentukan staffNo secara fungsional.


Proses of Normalisasi

Merupakan teknik formal untuk

menganalisis suatu relasi berdasar kunci

primernya dan ketergantungan fungsional

antar atribut dalam relasi tersebut.

Normalisasi dilakukan dalam beberapa

tahap. Tiap tahap berkorespondensi

dengan sebuah bentuk normal tertentu,

yang memiliki karakteristik tertentu.


Mengidentifikasi Ketergantungan

Fungsional Identifikasi semua ketergantungan

fungsional dari sekumpulan atribut menjadi relatif sederhana jika makna dari setiap atribut dan hubungan antar atribut dipahami dengan baik.

Informasi tentang makna tsb dapat diperoleh dari organisasi melalui diskusi dengan pengguna dan/atau dokumentasi yang ada seperti spesifikasi kebutuhan pengguna, contoh-contoh dokumen bisnis sehari-hari, dsb.


Mengidentifikasi Ketergantungan

Fungsional

Namun, jika pengguna tidak dapat

dijumpai dan/atau dokumentasi tidak

lengkap, maka tergantung pada

perancangan basisdata untuk

menggunakan common sense

dan/atau pengalamannya untuk

mendapatkan informasi yang hilang..


Contoh Mengidentifikasi sekumpulan ketergantungan fungsional dalam relasi

StaffBranch relation

Perhatikan makna dari atribut-atribut

dalam relasi StaffBranch (slide 12).

Andaikan posisi yang dipegang dan

kantor cabang menentukan salary

seorang staff.


Contoh Mengidentifikasi sekumpulan ketergantungan fungsional dalam relasi

StaffBranch relation

Dengan informasi yang cukup, identifikasi

ketergantungan fungsional untuk relasi

StaffBranch adalah sbb: staffNo sName, position, salary, branchNo,

bAddress

branchNo bAddress

bAddress branchNo

branchNo, position salary

bAddress, position salary


Contoh Menggunakan data sampel untuk mengidentifikasi

ketergantungan fungsional Perhatikan data untuk attibut A, B, C, D,

dan E dalam relasi Sample (Slide 32).

Asumsikan bahwa nilai data sampel yang ditunjukkan dalam relasi mewakili semua nilai yang mungkin dari atribut A, B, C, D, dan E, meskipun sampel data yang ditunjukkan dalam relasi sedikit.



ketergantungan fungsional



ketergantungan fungsional .

Ketergantungan fungsional antar atribut A sampai E dalam relasi Sample adalah sbb:

A C (fd1)

C A (fd2)

B D (fd3)

A, B E (fd4)


Mengidentifikasi Kunci Primer dari

Suatu Relasi menggunakan

Ketergantungan Fungsional

Tujuan utama dari mengidentifikasi

ketergantungan fungsional dari suatu relasi

adalah untuk menentukan himpunan

kendala integritas yang harus dipenuhi

dalam suatu relasi.

Salah satu kendala integritas yang harus

ditentukan pertama-tama adalah kunci

primer: atribut mana yang akan dipilih

menjadi kunci primer.


Contoh Identifikasi Kunci Primer Relasi StaffBranch Relasi StaffBranch memiliki 5 ketergantungan

fungsional (lihat slide 30)

Determinannya adalah staffNo, branchNo,

bAddress, (branchNo, position), dan (bAddress,

position).

Untuk mengidentifikasi semua kunci kandidat,

tentukan atribut (atau sekumpulan atribut) yang

secara unik mengidentifikasi tiap tupel dalam relasi


Semua atribut yang tidak menjadi bagian

dari kunci kandidat harus tergantung

fungsional pada kunci tersebut.

Kunci kandidat satu-satunya (dan pasti

adalah kunci primer) untuk relasi

StaffBranch, adalah staffNo, karena semua

atribut yg lain dalam relasi tsb tergantung

fungsional pada staffNo.


Contoh Identifikasi Kunci Primer Relasi StaffBranch

Contoh Mengidentifikasi Kunci Primer dari Relasi Sample

Relasi Sample memiliki 4 ketergantungan fungsional (lihat Slide 34).

Determinan dari relasi Sample adalah A, B, C, dan (A, B). Namun, satu-satunya determinan yang secara fungsional menentukan atribut yang lain dalam relasi adalah (A, B).

Jadi (A, B) diidentifikasi sebagai kunci primer dari relasi.


Proses Normalisasi

Setelah normalisasi dilakukan, relasi

menjadi jauh lebih ketat (kuat) dalam

formatnya dan juga lebih tidak mudah

goyah ketika ada anomali update.


Proses Normalisasi


Proses Normalisasi

40


Unnormalized Form (UNF)

Bentuk yang tidak ternormalisasi

(unnormalized form):

Berupa suatu tabel yang memuat satu atau lebih grup berulang (repeating groups)

Untuk membuat bentuk tabel tidak

ternormalisasi

Ubahlah data dari sumber informasi (misal formulir) ke dalam format tabel dengan kolom

dan baris


First Normal Form (1NF)

Bentuk normal pertama (First Normal

Form / 1NF):

Merupakan suatu relasi dimana interseksi dari setiap baris dan kolom memuat tepat

satu nilai.


Mengubah UNF Menjadi 1NF

Calonkan suatu atribut atau

sekelompok atribut untuk bertindak

sebagai kunci dari tabel yang tidak

ternormalisasi.

Identifikasi grup berulang dalam tabel

tidak ternormalisasi yang menyatakan

perulangan untuk setiap atribut kunci.


Mengubah UNF Menjadi 1NF

Hilangkan grup berulang dengan cara:

Masukkan data yang sesuai ke dalam kolom atau baris yang kosong yang

memuat data yang diulang tersebut

(flattening the table)

Atau dengan menempatkan data yang berulang bersama dengan copy dari

atribut kunci asalnya ke dalam suatu

relasi yang terpisah.


Second Normal Form (2NF)

Berdasar pada konsep

ketergantungan fungsional penuh.

Ketergantungan fungsional penuh

menunjukkan bahwa jika

A dan B adalah atribut dari suatu relasi

B tergantung penuh pada A jika B tergantung pada A tetapi tidak tergantung

pada himpunan bagian yang wajar dari A.


Second Normal Form (2NF)

Bentuk normal kedua (Second Normal

Form / 2NF) adalah:

Suatu relasi yang berada dalam bentuk 1NF DAN

Setiap atribut bukan kunci primernya tergantung fungsional penuh pada kunci

primer.


Mengubah 1NF Menjadi 2NF

Identifikasi kunci primer dari relasi 1NF

Identifikasi ketergantungan fungsional dalam relasi

Jika terdapat ketergantungan parsial pada kunci primer, hilangkan dengan menempatkannya dalam sebuah relasi baru beserta salinan (copy) dari determinannya.

47


Third Normal Form (3NF)

Berdasar pada konsep ketergantungan transitif.

Ketergantungan transitif adalah suatu kondisi dimana A, B dan C adalah atribut dari suatu relasi

sedemikian hingga jika A B and B C, maka C tergantung transitif pada A melalui B. (Asumsi: A tidak tergantung fungsional pada B atau C).


Third Normal Form (3NF)

Bentuk Normal ketiga (Third Normal

Form / 3NF) adalah

Suatu relasi yang berada dalam bentuk 1NF dan 2NF dan tidak ada atribut bukan

kunci yang tergantung transitif pada kunci

primer.


Mengubah 2NF menjadi 3NF

Identifikasi kunci primer dari relasi 2NF

Identifikasi ketergantungan fungsional dalam relasi.

Jika terdapat ketergantungan transitif terhadap kunci primer, hilangkan dengan menempatkannya dalam relasi yang baru beserta copy (salinan) dari dominannya (sisi kiri panah).

50


Definisi Umum dari 2NF dan 3NF

Second normal form (2NF) Sebuah relasi yang berada dalam bentuk

1NF dan setiap atribut bukan kunci primernya tergantung penuh pada sebarang kunci kandidat.

Third normal form (3NF) Sebuah relasi yang berada dalam bentuk

1NF dan 2NF dan tidak ada atribut bukan kunci primer yang tergantung transitif pada sebarang kunci kandidat


BD - Normalisasi

Documents

Transcript of BD - Normalisasi