Tujuan Umum Tujuan Khusus Pokok Bahasan/Materi

Transkripsi

1 NORMALISASI DATA Eko Darmanto Instruksional Tujuan Umum Mahasiswa dapat mengetahui, memahami, merancang dan menerapkan basis data dalam bidang desain teknologi informasi. Tujuan Khusus Mengetahui latar belakang dari adanya Perancangan Database Mengetahui dan memahami atribut data dalam tabel data dan jenis-jenis atribut. Mampu menjelaskan perbedaan atribut-atribut data dalam tabel. Mengetahui dan memahami Domain dan Tipe data. Mengetahui dan memahami ketergantungan fungsional dan berbagai normalisasi yang dapat diterapkan dalam perancangan database. Pokok Bahasan/Materi Atribut Domain dan tipe data Anomali Basis Data Ketergantungan Fungsional Normalisasi dengan Ketergantungan Fungsional Tahap-Tahap Normalisasi Un-Normalized Form First Normalized Form Seconds Normalized Form Thirds Normalized Form 1

2 Definisi Normalisasi Data Konsep normalisasi pertama kali dikemukakan oleh Dr. E.F Codd dalam sebuah papernya pada tahun Dan tahun 1972 dalam papernya ini mendefinisikan suatu struktur data baru yang disebut dengan struktur data hubungan (Relational Data Structure). ) Secara umum normalisasi merupakan proses untuk mengorganisasikan file untuk menghilangkan group elemen yang berulang-ulang (Normalization). Menurut Kroenke: Normalisasi adalah proses untuk mengubah suatu relasi yang memiliki masalah tertentu kedalam dua buah relasi atau lebih sehingga tidak terdapat suatu masalah. Masalah ini disebut dengan Anomali. Database dianggap normal jika ia tidak mengulangi informasi atau tidak menimbulkan keanehan pada proses update atau penghapusan data. 1. Atribut Atribut identik dengan istilah Kolom Data tetapi dapat menunjukkan fungsinya sebagai pembentuk karakteristik (sifat-sifat) yang melekat dalam sebuah tabel. Pada penerapan aturan normalisasi, bisa berdampak pada penghilangan g atau penambahan kolom tertentu, atau bahkan dapat membentuk suatu tabel baru. Jenis-Jenis Atribut; A. Atribut Key dan Atribut Deskriptif B. Simple Attribute dan Composite Attribute C. Single-Valued Attribute dan Multi-Valued Attribute D. Mandatory Attibute dan Null Value E. Derived Attribute 2

3 A. Atribut Key dan Atribut Deskriptif Atribut Key Adalah satu atau gabungan dari beberapa atribut yang dapat membedakan semua baris data (Row/Record) dalam tabel secara unik. Dikatakan unik jika pada atribut yang dijadikan Key tidak boleh ada baris data dengan nilai yang sama. Terdapat 3 macam Key; Super-key, Candidate-Key, Primary-Key, Atribut Deskriptif Adalah atribut-atribut yang tidak menjadi/merupakan Primary-Key. Jadi, dalam tabel Mahasiswa, yang menjadi Atribut Deskriptif adalah selain Nim. Jenis Atribut Key Super-key, merupakan satu atau lebih atribut (kumpulan atribut) yang dapat membedakan setiap baris data dalam sebuah tabel secara unik. Contoh Super-key pada tabel mahasiswa; (Nim, Nama_Mhs, Alamat_Mhs, Tanggal_LHR) (Nim, Nama_Mhs, Alamat_Mhs) (Nim, Nama_Mhs) (Nama_Mhs) jika dapat dijamin tidak ada nama yang sama. (Nim) Candidate-Key, merupakan kumpulan atribut minimal yang dapat membedakan setiap baris data dalam sebuah tabel secara unik, dan tidak boleh berisi atribut atau kumpulan atribut yang telah menjadi Superkey yang lain. Contoh Candidate-Key pada tabel mahasiswa; (Nim) (Nama_Mhs) jika dapat dijamin tidak ada nama yang sama. Jadi, sebuah atribut Candidate-Key pastilah Superkey. Primary-Key, y, merupakan salah satu dari Candidate-Key yang memiliki sifat dasar yaitu; Key tersebut lebih sering (lebih natural) untuk dijadikan sebagai acuan. Key tersebut lebih ringkas Lebih baik dapat memiliki makna tertentu (abstraksi data) Jaminan keunikan Key tersebut lebih baik. Jadi, berdasarkan pertimbangan sifat dasar tersebut, maka yang lebih cocok dijadikan sebagai Primary-Key adalah atribut Nim. 3

4 B. Simple Attribute dan Composite Attribute Atribut sederhana (Simple Attribute) adalah atribut atomik yang tidak dapat dipilah lagi, sedangkan atribut Komposit (Composite Attribute) adalah atribut yang masih dapat diuraikan lagi menjadi sub-sub atribut yang masing-masing memiliki makna. Contoh pada tabel Mahasiswa; Atribut Sederhana Nim, Nama_MHS Atribut Komposit Alamat_MHS Pada Alamat_MHS dapat diuriakan lagi menjadi Alamat, Kota dan Kode_POS. Bisa dimungkinkan pengelompokan data mahasiswa berdasarkan Kota asalnya. 4

5 C. Single-Valued Attribute dan Multi-Valued Attribute Atribut bernilai tunggal (Single-Valued attribute) ditujukan pada atribut-atribut yang memiliki paling banyak satu nilai untuk setiap baris data. Contoh pada tabel Mahasiswa seluruh atributnya merupakan atribut bernilai tunggal, meskipun ada beberapa mahasiswa yang memiliki alamat rumah lebih dari satu, tetapi yang boleh dimasukkan hanya satu alamat saja. Atribut bernilai ganda/banyak (Multi-Valued Attribute) ditujukan pada atribut-atribut yang memiliki lebih dari satu nilai setiap baris data. Contoh pada tabel kuliah yang terdiri dari Mata_kuliah, Waktu, Ruang, Nama_Dosen. Yang merupakan atribut bernilai ganda yaitu Waktu dan Ruang, karena waktu menampung jadual kapan seorang Dosen mengajar pada Ruang kuliah tertentu. 5

6 D. Mandatory Attibute dan Null Value Persyaratan dalam suatu tabel ada yang mengharuskan suatu atribut memiliki nilai (Mandatory Attibute) dan ada yang tidak harus bernilai karena memang tidak memiliki nilai atau nilainya belum siap (Null Value). ) Contoh pada tabel Mahasiswa, atribut Nim dan Nama_MHS merupakan mandatory attribute, karena dalam menyimpan data setidaknya nomor induk mahasiswa dan namanya sudah masuk, sedangkan yang lainnya jika memang belum siap dengan data yang benar boleh dikosongi. Nilai NULL dengan spasi berbeda, berbeda pula dengan nilai Nol. Nol adalah angka, spasi ekivalen dengan karakter ke-32 dalam daftar ASCII, sedangkan NULL ekivalen dengan karakter ke-0 dalam karakter ASCII. 6

7 E. Derived Attribute Atribut turunan (Derived Attribute) adalah atribut yang nilainya diperoleh dari pengolahan atau dapat diturunkan dari atribut atau tabel lain yang berhubungan. Atribut turunan sebenarnya dapat ditiadakan dalam suatu tabel, karena nilainya bergantung pada nilai pada atribut lain dalam suatu tabel. 2. Domain dan Tipe Data Secara umum Doamain dan tipe data memiliki kesamaan pengertian, karena keduanya berkaitan dengan kolom data. Akan tetapi, tipe data lebih merujuk pada kemampuan penyimpanan data yang mungkin bagi suatu atribut secara fisik, tanpa melihat layak/tidaknya data tersebut bila dilihat dari kenyataan pemakaiannya. Sedangkan Domain nilai lebih ditekankan pada batas-batas nilai yang diperbolehkan bagi suatu atribut, dilihat dari kenyataan yang ada. Contoh pada tabel Kuliah, pada atribut SKS ditetapkan tipe datanya adalah integer, dengan begitu secara fisik dapat menyimpan atribut dari nilai bilangan bulat negatif dan positif berapapun (masih dalam batas bilangan Integer) atribut SKS tersebut. Sebenarnya kenyataan dilapangan mengatakan lain, nilai tersebut tidak pantas (invalid) untuk menjadi data pada atribut SKS, maka yang diperbolehkan adalah angka 0 s/d 6. Jadi Domain nilai untuk atribut SKS adalah 0 s/d 6. Pada tahap perancangan, lebih baik menentukan Domain data terlebih dulu dari pada tipe data. Karena penetuan tipe data lebih penting pada saat implementasi basis data. 7

8 3. Anomali Basis Data Merupakan proses yang memberikan efek samping yang tidak diharapkan diantaranya ketidakkonsistenan data atau membuat suatu data menjadi hilang ketika data lain dihapus. Macam anomali Basis Data terdapat pada tiga proses, yaitu: Anomali Peremajaan (Update) Anomali Pengahapusan (Delete) Anomali Penyisipan (Insert) Suatu basis data jika masih memiliki anomali maka diperlukan suatu normalisasi data. Suatu tabel dikatakan sudah normal jika diuji menggunakan data tidak muncul anomali lagi. A. Anomali Update Terjadi jika terjadi perubahan pada sejumlah data yang mengalami duplikasi Terjadi duplikasi nilai data pada atribut Pemasok, jika pemasok yang namanya Arif berpindah kota, maka harus merubah seluruh data sebanyak baris yang dimiliki, jika terlewat akan mengakibatkan ketidakkonsistenan data. 8

9 B. Anomali Insert Terjadi jika pada saat penambahan data dilakukan ternyata ada elemen data yang masih kosong, dan elemen data yang masih kosong tersebut justru menjadi Key. Masalah akan timbul jika dibuka kursus baru misalnya Bahasa Jerman dengan dengan biaya sebesar , tetapi untuk sementara belum ada seorangpun yang mengambil kursus ini. Akibatnya, data kursus baru ini belum bisa dicatat. C. Anomali Delete Terjadi jika suatu baris data (Row) yang tidak terpakai dihapus, dan sebagai akibatnya terdapat data lain yang penting juga ikut terhapus. Apa yang terjadi jika pada tabel Kursus, Kode_Siswa ED-115 dihapus? Data yang menyatakan bahwa kursus Bahasa Jepang dengan biaya juga akan terhapus. 9

10 Ketergantungan (Dependency) Merupakan konsep dasar normalisasi yang menjelaskan hubungan antar atribut, atau lebih khusus menjelaskan nilai suatu atribut yang menentukan nilai atribut lainnya. Fungsinya menjadi acuan dekomposisi data ke dalam bentuk yang lebih efisien Macam Kebergantungan (dependency): A. Dependensi fungsional B. Dependensi fungsional penuh C. Dependensi total D. Dependensi Transitif A. Dependensi Fungsional Jika sebua tabel T berisi minimal 2 buah atribut,yaitu A dan B, maka dapat dinyatakan dengan notasi; A B Yang berarti, A secara fungsional menentukan B atau B secara fungsional bergantung A, jika dan hanya jika setiap kumpulan baris data (row) yang ada di tabel T, pasti ada dua baris data di tabel T dengan nilai A yang sama, maka nilai untuk B pasti juga sama. Definisi secara formal untuk notasi diatas adalah; Diberikan 2 baris data (row) R1 dan R2 dalam tabel T dimana A B, jika R1(A)=R2(A), maka R1(B)=R2(B). 10

11 Contoh pada tabel Nilai terdapat data sebagai berikut Tabel Nilai Berdasarkan Tabel Nilai Maka Ketergantungan Fungsional yang dapat diajukan berdasarkan intuisi dan fakta adalah; NIM NAMA_MHS, yang berarti atribut NAMA_MHS MHS hanya bergantung pada atribut NIM. Hal ini dapat ditunjukkan dengan fakta bahwa untuk setiap NIM yang sama maka pasti NAMA_MHS nya juga sama. {Mata_Kuliah, NIM} NILAI, yang berarti bahwa atribut NILAI bergantung pada atribut Mata_Kuliah dan NIM secara bersama-sama. Fakta menunjukkan hanya mahasiswa (diwakili dengan NIM) tertentu saja yang memiliki indeks nilai, karena memang sudah mengambil mata kuliah, maka untuk setiap Nama_Kuliah dan NIM yang sama maka NILAI nya juga sama karena (Nama_Kuliah, NIM) merupakan Key (sehingga bersifat unik) untuk tabel tersebut. 11

12 B. Dependensi Fungsional Penuh C. Dependensi Total 12

13 D. Dependensi Transitif Normalisasi dengan Ketergantungan Fungsional 13

14 Tahap-Tahap Normalisasi Aturan-aturan normalisasi dinyatakan dalam istilah bentuk normal. Bentuk normal adalah suatu aturan yang dikenakan pada satu atau lebih tabel/relasi dalam basis data dan harus dipenuhi oleh tabel/relasi tersebut pada level-level normalisasi. Tahapannya; 1. Un-Normalized Form 2. First Normalized Form 3. Seconds Normalized Form 4. Thirds Normalized Form 5. Boice-Code Normalized Form BCNF 6. MultiValued Dependency dan Forth Normalized Form 7. Join Dependency dan Fifth Normalized Form 5NF atau PJ/NF 8. OverNormalisasi Bentuk Tidak Normal 14

15 Bentuk Normal Pertama Bentuk Normal Pertama (lanjutan 1) 15

16 Bentuk Normal Pertama (lanjutan 2) Bentuk Normal Kedua 16

17 Bentuk Normal Kedua (lanjutan) Bentuk Normal Ketiga 17

18 Bentuk Normal Ketiga (lanjutan) Bentuk BCNF 18

19 Bentuk Normal Keempat Bentuk Normal Kelima dan Overnomalisasi 19

20 Lanjut ke Studi Kasus 20