Normalisasi Much Aziz Muslim, S.Kom., M.Kom

1. NormalisasiMuch Aziz Muslim, S.Kom., M.Kom

2. Normalisasi • Normalisasiadalahprosespembentukanstruktur basis data sehinggasebagianbesarambiguity bisadihilangkan. • Proses normalisasi merupakan proses pengelompokan data elemen menjadi tabel yang menunjukkan entity dan relasinya (Kristanto, H., 1994). • Normalisasi data merupakan suatu proses untuk mendapatkan struktur tabel atau relasi yang efisien dan bebas dari anomali, dan mengacu pada cara data item dikelompokkan ke dalam struktur record.

3. The goal of a relational database design is to generate a set of relation scheme that allow us to store informastion easily. One approach is to design scheme that are in an appropriate normal form (silberschatz, H., 1991) • Normalisasi adalah suatu teknik untuk mengorganisasi data ke dalam tabel-tabel untuk memenuhi kebutuhan pemakai didalam suatu organisasi.

4. Tujuan Normalisasi • Untuk menghilangkan kerangkapan data • Untuk mengurangi kompleksitas • Untuk mempermudah pemodifikasian data

5. Proses Normalisasi • Data diuraikan dalam bentuk tabel, selanjutnya dianalisisberdasarkan persyaratan tertentu ke beberapa tingkat. • Apabila tabel yang diuji belum memenuhi persyaratan tertentu,maka tabel tersebut perlu dipecah menjadi beberapa tabel yanglebih sederhana sampai memenuhi bentuk yang optimal.

6. Kriteria Tabel efisien 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-)

7. Tahapan Normalisasi • Bentuk Tidak Normal Menghilangkan perulangan group • Bentuk Normal Pertama (1NF) Menghilangkan ketergantungan sebagian • Bentuk Normal Kedua (2NF) Menghilangkan ketergantungan transitif • Bentuk Normal Ketiga (3NF) Menghilangkan anomali-anomali hasil dari ketergantungan fungsional • Bentuk Normal Boyce-Codd (BCNF) Menghilangkan Ketergantungan Multivalue • Bentuk Normal Keempat (4NF) Menghilangkan anomali-anomali yang tersisa • Bentuk Normal Kelima

8. Ketergantungan Fungsional • Definisi Atribut Y pada relasi R dikatakan tergantung fungsional padaatribut X (R.X ---> R.Y), jika dan hanya jika setiap nilai X pada relasi R mempunyai tepat satu nilai Y pada R. R= Relasi / Tabel Y,X = Atribut didalam Tabel R.

9. Contoh Ketergantungan • Tabel PEMASOK-BARANG • Ketergantungan fungsional dari tabel PEMASOK-BARANG adalah : • No_Pem ---> Nama_Pem

10. Ketergantungan Fungsional Penuh Atribut Y pada relasi R dikatakan tergantung fungsional penuh pada atribut X pada relasi R, jika Y tidak tergantung pada subset dari X ( bila X adalah key gabungan). Suatu atribut Y mempunyai dependensisepenuhnya terhadap atribut X jika • Y mempunyai dependensi terhadap X • Y tidak mempunyai dependensi terhadap bagian dari X

11. KIRIM-BARANG( No_pem, Na_pem, No_bar, Jumlah) • Ketergantungan fungsional : • No-pem --> Na-pem • No-bar, No-pem --> Jumlah (Tergantung penuh thd keynya)

12. Ketergantungan Transitif • Atribut Z pada relasi R dikatakan tergantung transitif pada atribut X , jika atribut Y tergantung pada atribut X pada relasi R dan atribut Z tergantung pada atribut Y pada relasi R. (X Y, Y Z , maka X Z )

13. Pengertian Dependensi Transitif • Suatu atribut Z mempunyai dependensi transitif terhadap X jika: • Y memiliki dependensi terhadap X dan • Z memiliki dependensi terhadap Y X → Z X→Y→Z

14. Contoh Dependensi Transitif Kuliah → { Ruang, Waktu } Ruang → Tempat Kuliah →Ruang → Tempat

15. Contoh Lain Dependensi Transitif Id_Pelanggan Nama Salesman Area

16. Contoh Lain Dependensi Transitif No_Pesan No_Urut Kode_Item Nama_Item Jumlah

17. Problem pada Dependensi Transitif • Anomali penyisipan: • Seorang salesman baru yang bertugas di Jateng tidak dapat dimasukkan dalam tabel sampai salesman tersebut mendapatkan seorang pelanggan • Anomali penghapusan: • Jika pelanggan A-002 dihapus, informasi bahwa Dian menangani daerah Jabar ikut hilang • Anomali peremajaan: • Jika katakanlah Farkan mendapat penugasan baru untuk menangani daerah Kalimantan, maka sejumlah baris harus diremajakan agar data tetap konsisten

18. 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.

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

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

21. Tabel Universal

22. 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)

23. 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)

24. Contoh 1 Misal data mahasiswa sbb: Atau: Tabel-tabel di atas tidak memenuhi syarat 1NF

25. Contoh 1 Didekomposisi menjadi: • Tabel Mahasiswa • Tabel Hobi

26. 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

27. 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

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

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

30. 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. • Atau A merupakan bagian dari primary key pada tabel tsb.

31. Contoh Tabel berikut memenuhi 2NF, tapi tidak memenuhi 3NF: Mahasiswa • karena masih terdapat atribut non primary key (yakni alm_kota dan alm_Provinsi) yang memiliki ketergantungan terhadap atribut non primary key yang lain (yakni alm_kodepos): alm_kodepos  {alm_Provinsi, alm_kota} • Sehingga tabel tersebut perlu didekomposisi menjadi: Mahasiswa (Nrp, nama, alm_jalan, alm_kodepos) Kodepos (alm_kodepos, alm_provinsi, alm_kota)

32. 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 • tabel tersebut harus di-dekomposisi berdasarkan functional dependency yang ada, sehingga X menjadi super key dari tabel-tabel hasil dekomposisi • Setiap tabel dalam BCNF merupakan 3NF. Akan tetapi setiap 3NF belum tentu termasuk BCNF . Perbedaannya, untuk functional dependency X  A, BCNF tidak membolehkan A sebagai bagian dari primary key.

33. 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

34. 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)

35. 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

36. Latihan