Normalisasi Basis Data

1. Normalisasi Basis Data

2. Proses Rancangan Database (review) • Mengumpulkankebutuhan user/business • Mengembangkan E-R Model berdasarkankebutuhan user/business • Konversikan E-R Model kehimpunanrelasi (tabel) • Normalisasikanrelasiuntukmenghilangkananomali • Implementasikanke database denganmembuat table untuksetiaprelasi yang sudahternormalisasi

3. TujuanNormalisasi • Optimalisasistruktur-strukturtabel • Meningkatkankecepatan • Menghilangkanpemasukan data yang sama • Lebihefisiendalampenggunaan media penyimpanan • Mengurangiredundansi • Menghindarianomali (insertion anomalies, deletion anomalies, update anomalies). • Integritas data yang ditingkatkan

4. Normalisasi • Normalisasi merupakan sebuah teknik dalam logical desain sebuah basis data, teknik pengelompokkan atribut dari suatu relasi sehingga membentuk struktur relasi yang baik (tanpa redudansi) • Tahap Normalisasi dimulai dari tahap paling ringan (1NF) hingga paling ketat (5NF) • Biasanya hanya sampai pada tingkat 3NF atau BCNF karena sudah cukup memadai untuk menghasilkan tabel-tabel yang berkualitas baik.

5. Normalisasi Sebuah tabel dikatakan baik (efisien) atau normal jika memenuhi 3 kriteria sbb: Jika ada dekomposisi (penguraian) tabel, maka dekomposisinya harus dijamin aman (Lossless-Join Decomposition). Artinya, setelah tabel tersebut diuraikan / didekomposisi menjadi tabel-tabel baru, tabel-tabel baru tersebut bisa menghasilkan tabel semula dengan sama persis. Terpeliharanya ketergantungan fungsional pada saat perubahan data (Dependency Preservation). Tidak melanggar Boyce-Code Normal Form (BCNF) (-akan dijelaskan kemudian-)

6. Normalisasi Jika kriteria ketiga (BCNF) tidak dapat terpenuhi, maka paling tidak tabel tersebut tidak melanggar Bentuk Normal tahap ketiga (3rd Normal Form / 3NF).

7. Tabel Universal Tabel Universal (Universal / Star Table)  sebuah tabel yang merangkum semua kelompok data yang saling berhubungan, bukan merupakan tabel yang baik. Misalnya:

8. Tabel Universal

9. Functional Dependency / Ketergantungan Fungsional • Notasi: A  B A dan B adalah atribut dari sebuah tabel. Berarti secara fungsional A menentukan B atau B tergantung pada A, jika dan hanya jika ada 2 baris data dengan nilai A yang sama, maka nilai B juga sama. • Notasi: A  B atau A x B Adalah kebalikan dari notasi sebelumnya.

10. Functional Dependency Contoh tabel nilai

11. Functional Dependency Functional Dependency dari tabel nilai • Nrp  namaMhs Karena untuk setiap nilai nrp yang sama, maka nilai namaMhs juga sama. • {Namakul, nrp}  NiHuruf Karena attribut Nihuruf tergantung pada Namakul dan nrp secara bersama-sama. Dalam arti lain untuk Namakul dan nrp yang sama, maka NiHuruf juga sama, karena Namakul dan nrp merupakan key (bersifat unik). • NamaKul  nrp • Nrp  NiHuruf

12. Lossless – Join Decomposition • Pada tahap normalisasi sering kali terjadi pemecahan table kedalam bentuk dua atau lebih relasi / dekomposisi. • Syarat : Tidak ada informasi yang hilang ketika suatu relasi dipecah menjadi relasi-relasi lain.

13. Lossless – Join Decomposition Dibentuk kedalam dekomposisi tak hilang menjadi : Contoh : Pada relasi awal dapat diketahui informasi sebagai berikut : 95001 adalah ANDI program studi Ekonomi. Setelah proses dekomposisi tak hilang hasilnya adalah sama 95001 adalah ANDI dan 95001 program studi Ekonomi.

14. Bukan Lossless – Join Decomposition Dibentuk kedalam dekomposisi hilang menjadi : Contoh : Pada relasi awal dapat diketahui informasi sebagai berikut : 95001 adalah ANDI program studi Ekonomi. Setelah proses dekomposisi hilang hasilnya adalah 95001 bernama ANDI, tetapi ANDI dengan program studi Ekonomi atau Fisika?

15. Bentuk-bentuk Normal • Bentuk Normal Tahap Pertama (1st Normal Form / 1NF) • Bentuk Normal Tahap Kedua (2nd Normal Form / 2NF) • Bentuk Normal Tahap (3rd Normal Form / 3NF) • Boyce-Code Normal Form (BCNF) • Bentuk Normal Tahap (4th Normal Form / 4NF) • Bentuk Normal Tahap (5th Normal Form / 5NF)

16. Bentuk Normal Tahap Pertama (1st Normal Form / 1NF) • Bentuk normal 1NF terpenuhi jika sebuah tabel tidak memiliki atribut bernilai banyak (multivalued attribute), atribut composite atau kombinasinya dalam domain data yang sama. • Setiap atribut dalam tabel tersebut harus bernilai atomic (tidak dapat dibagi-bagi lagi)

17. Contoh 1 : Misal data mahasiswa sbb: Apakah tabel di atas sudah memenuhi syarat 1NF ?

18. 1NF

19. Contoh 2 (composite) JadwalKuliah • Dimana nilai pada atribut jadwal berisi gabungan antara Hari dan Jam. • Jika asumsi hari dan jam memegang peranan penting dalam sistem basis data, maka atribut Jadwal perlu dipisah sehingga menjadi JadwalHari dan JadwalJam sbb: JadwalKuliah

20. Bentuk Normal Tahap Kedua (2nd Normal Form) • Bentuk normal 2NF terpenuhi dalam sebuah tabel jika telah memenuhi bentuk 1NF, dan semua atribut selain primary key, secara utuh memiliki Functional Dependency pada primary key. • Sebuah tabel tidak memenuhi 2NF, jika ada atribut yang ketergantungannya (Functional Dependency) hanya bersifat parsial saja (hanya tergantung pada sebagian dari primary key) • Jika terdapat atribut yang tidak memiliki ketergantungan terhadap primary key, maka atribut tersebut harus dipindah atau dihilangkan

21. Contoh 1 : Misal data mahasiswa sbb: Apakah tabel di atas sudah memenuhi syarat 1NF ? Apakah tabel di atas sudah memenuhi syarat 2 NF ?

22. 2 NF Didekomposisi menjadi: • Tabel Mahasiswa • Tabel Hobi

23. Contoh 2 : Tabel berikut memenuhi 1NF tapi tidak termasuk 2NF: • Tidak memenuhi 2NF, karena {Npm, mk_kode}sebagai primary key, sedangkan: {Npm, mk_kode}  mhs_nama {Npm, mk_kode}  mhs_alamat {Npm, mk_kode}  mk_nama {Npm, mk_kode}  mk_sks {Npm, mk_kode}  nihuruf • Tabel di atas perlu didekomposisi menjadi beberapa tabel yang memenuhi syarat 2NF

24. Contoh Functional dependencynya sbb: Npm  {mhs_nama, mhs_alamat} (fd1) {Npm, mk_kode} nihuruf (fd2) Mk_kode  {mk_nama, mk_sks} (fd3) fd1 (Npm, mhs_nama, mhs_alamat)  Tabel Mahasiswa fd2 (Npm, mk_kode, nihuruf)  Tabel Nilai fd3 (Npm, mk_nama, mk_sks)  Tabel MataKuliah

25. Bentuk Normal Tahap Ketiga (3rd Normal Form /3NF) • Bentuk normal 3NF terpenuhi jika telah memenuhi bentuk 2NF, dan jika tidak ada atribut non primary key yang memiliki ketergantungan terhadap atribut non primary key yang lainnya. • Untuk setiap Functional Dependency dengan notasi X  A, maka: • X harus menjadi superkey pada tabel tsb. • A merupakan bagian dari primary key pada tabel tsb.

26. Contoh Tabel berikut memenuhi 2NF, tapi tidak memenuhi 3NF: Mahasiswa • karena masih terdapat atribut non primary key (yakni kota dan Provinsi) yang memiliki ketergantungan terhadap atribut non primary key yang lain (yakni kodepos): kodepos  {Provinsi, kota} • Sehingga tabel tersebut perlu didekomposisi menjadi: Mahasiswa (Npm, nama, alm_jalan, kodepos) Wilayah (kodepos, provinsi, kota)

27. Boyce-Code Normal Form (BCNF) • Bentuk BCNF terpenuhi dalam sebuah tabel, jika untuk setiap functional dependency terhadap setiap atribut atau gabungan atribut dalam bentuk: X  Y maka X adalah super key • Semua kunci utama adalah kunci kandidat yang bersifat unik

28. Bentuk Normal Tahap Keempat (4th Normal Form /4NF) • Bentuk normal 4NF terpenuhi dalam sebuah tabel jika telah memenuhi bentuk BCNF, dan tabel tersebut tidak boleh memiliki lebih dari sebuah multivalued atribute • Untuk setiap multivalued dependencies (MVD) juga harus merupakan functional dependencies

29. Contoh Misal, tabel berikut tidak memenuhi 4NF : Setiap employee dapat bekerja di lebih dari project dan dapat memiliki lebih dari satu skill. Untuk kasus seperti ini tabel tersebut harus di-dekomposisi menjadi : (Employee, Project) (Employee, Skill)

30. Bentuk Normal Tahap Keempat (5th Normal Form /5NF) • Bentuk normal 5NF terpenuhi jika tidak dapat memiliki sebuah lossless decomposition menjadi tabel-tabel yg lebih kecil. • Jika 4 bentuk normal sebelumnya dibentuk berdasarkan functional dependency, 5NF dibentuk berdasarkan konsep join dependence. Yakni apabila sebuah tabel telah di-dekomposisi menjadi tabel-tabel lebih kecil, harus bisa digabungkan lagi (join) untuk membentuk tabel semula

31. Latihan Normalisasi

32. Soal Latihan (1) Bagaimana bentuk normalisasinya?

33. Pembahasan(1) Bentuk Normal Pertama / 1NF

34. Pembahasan(1) Bentuk Normal Kedua / 2NF Tabel Transaksi Tabel Order

35. Soal Latihan(2) • Apakah sudah memenuhi bentuk normal pertama • Bagaimana bentuk normalisasi tabel tersebut?

36. Soal Latihan(3) • Apakah sudah memenuhi bentuk normal pertama • Bagaimana bentuk normalisasi tabel tersebut?

37. Latihan • Berikutinicontoh basis data yang belumternormalisasi : Masalah : • Tidakperluberulang-ulang kali menyimpan data alamat, namabarang, danharga. • Redundancydapatmenimbulkanmasalah, yaitu data yang tidakkonsisten (pensile)