Bagian 4 Normalisasi Kuliah Basis Data Pra S2 Ilmu Komputer - FMIPA Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si.
Topik Bahasan 1. Pengertian Normalisasi 2. Anomali a. Anomali Peremajaan (update); b. Anomali Penyisipan (insert); c. Anomali Penghapusan (delete); 3. Dependensi a. Dependensi Fungsional b. Dependensi Fungsional Sepenuhnya c. Dependensi Total d. Dependensi Transitif 4. Diagram Dependensi Fungsional Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 2
Topik Bahasan (lanjutan...) 4. Dekomposisi Tak-hilang 5. Bentuk Normal a. Bentuk Normal Pertama b. Bentuk Normal Kedua c. Bentuk Normal Ketiga d. Bentuk Normal Boyce-Codd (BCNF) e. Dependensi Nilai Banyak dan Bentuk Normal Keempat f. Dependensi Gabungan dan Bentuk Normal Kelima (5NF) 6. Overnormalisasi Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 3
IV.1. Pengertian Normalisasi Menurut E.F. Codd: Normalisasi dipakai untuk membuat struktur tabel (relasi) dalam basis data mengurangi kemubaziran data; Kadang dipakai sebagai perangkat verifikasi terhadap tabel-tabel yang dihasilkan metodologi lain; Memberikan panduan yang sangat membantu bagi pengembang untuk mencegah penciptaan struktur tabel yang kurang atau mengurangi ketidak-efisienan. Menurut Kroenke: Sebagai proses untuk mengubah suatu relasi yang memiliki masalah tertentu ke dalam dua buah relasi atau lebih yang tidak memiliki masalah tersebut anomali. Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 4
IV.2. Anomali Proses pada basis data yang memberikan efek samping yang tidak diharapkan, macamnya: Anomali peremajaan; Anomali penghapusan, dan Anomali penyisipan. Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 5
IV.2.1. Anomali Peremajaan Terjadi jika pada saat pengubahan pada sejumlah data yang mubazir, tetapi tidak seluruhnya ikut berubah Lihat contoh berikut: Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 6
IV.2.2. Anomali Penyisipan Terjadi jika pada saat penambahan hendak dilakukan ternyata ada elemen data yang masih kosong dan elemen data tersebut justru menjadi kunci Lihat contoh berikut Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 7
IV.2.3. Anomali Penghapusan Terjadi sekiranya suatu baris (tupel) yang tidak terpakai dihapus dan sebagai akibatnya terdapat data lain yang hilang lihat contoh berikut Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 8
IV.3. Dependensi Merupakan konsep yang mendasari normalisasi; Menjelaskan hubungan antar atribut atau secara lebih khusus menjelaskan nilai suatu atribut yang menentukan nilai atribut lainnya, macamnya: 1. Dependensi fungsional; 2. Dependensi fungsional sepenuhnya; 3. Dependensi total, dan 4. Dependensi transitif. Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 9
IV.3.1. Dependensi Fungsional Suatu atribut Y mempunyai dependensi fungsional terhadap atribut X, jika dan hanya jika setiap nilai X berhubungan dengan sebuah nilai Y. X Y ( X secara fungsional menentukan Y ) atau secara istilah: penentu (determinan) yang tergantung (dependen) Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 10
IV.3.2. Dependensi Fungsional Sepenuhnya Suatu atribut Y mempunyai dependensi fungsional sepenuhnya terhadap atribut X, jika: Y mempunyai dependensi fungsional terhadap X, dan Y tidak memiliki dependensi terhadap bagian dari X. Misalnya: PELANGGAN(KODE_PLG,NAMA,KOTA,FAKS) Terdapat: 1 - {KODE_PLG, KOTA} FAKS 2 - KODE_PLG FAKS Berkaitan dengan hal ini terdapat istilah irreducible dependent atau dependensi yang tidak dapat dibagi lagi. Istilah ini identik dengan dependensi fungsional sepenuhnya (full functional dependent) atau terkadang hanya disebut dependensi sepenuhnya (fully dependent). Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 11
IV.3.3. Dependensi Total Suatu atribut Y mempunyai dependensi total terhadap atribut X jika: Y memiliki dependensi fungsional terhadap X, dan X mempunyai dependensi fungsional terhadap Y. Dependensi seperti ini dinyatakan dengan notasi: X Y Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 12
IV.3.4. Dependensi Transitif Atribut Z mempunyai dependensi transitif terhadap X bila: Y memiliki dependensi fungsional terhadap X Z memiliki dependensi fungsional terhadap Y. atau dapat dituliskan X Y Z Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 13
IV.4. Diagram Dependensi Fungsional Diagram dependensi fungsional (diagram DF) adalah diagram yang digunakan untuk menggambarkan dependensi fungsional; Diagram ini menunjukkan hubungan antara atribut yang menjadi penentu atribut lainnya dengan hubungan yang dinyatakan dengan tanda panah. RUANG TEMPAT KULIAH WAKTU Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 14
IV.5. Dekomposisi Tak Hilang Pada proses normalisasi seringkali terjadi pemecahan sebuah relasi mejadi dua relasi atau lebih dekomposisi; Secara lebih khusus, macam dekomposisi yang dilakukan adalah dekomposisi tak hilang, yang artinya bahwa tak ada informasi yang hilang ketika relasi dipecah menjadi relasi-relasi lain. Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 15
IV.6. Bentuk Normal Bentuk normal adalah suatu aturan yang dikenakan pada relasi-relasi dalam basis data dan harus dipenuhi oleh relasi-relasi tersebut dalam level-level normalisasi; Suatu relasi dikatakan berada dalam bentuk normal tertentu jika memenuhi kondisi-kondisi tertentu; Beberapa level yang biasa digunakan pada normalisasi adalah: Bentuk normal pertama (1NF); Bentuk normal kedua (2NF); Bentuk normal ketiga (3NF); Bentuk normal Boyce-Cood (BCNF); Bentuk normal keempat (4NF); Bentuk normal kelima (5NF); Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 16
IV.6. Bentuk Normal Bentuk normal pertama hingga ketiga (dibuat oleh E. F Cood) merupakan bentuk normal yang umum dipakai. Artinya bahwa pada kebanyakan relasi, bila ketiga tersebut terpenuhi, maka persoalan anomali tidak akan muncul lagi. Bentuk normal Boyce-Cood merupakan revisi terhadap bentuk normal ketiga. Gambar di samping menjelaskan bahwa setiap normalisasi bergantung pada level sebelumnya. Semakin dalam levelnya, relasi mempunyai kecenderungan lebih baik dalam artian memiliki problem yang lebih kecil ataupun sama sekali tak memiliki permasalahan anomali. Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 17
IV.6.1. Bentuk Normal Pertama Bentuk normal pertama biasa dikenakan pada tabel yang belum ternormalisasi. Tabel yang belum ternomalisasi adalah tabel yang memiliki atribut yang berulang; Suatu relasi dikatakan dalam bentuk normal pertama jika dan hanya jika setiap atribut bernilai tunggal untuk setiap baris; Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 18
IV.6.1. Bentuk Normal Pertama Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 19
IV.6.2. Bentuk Normal Kedua Suatu relasi berada dalam bentuk normal kedua jika dan hanya jika: Berada pada bentuk normal pertama Semua atribut yang bukan kunci memiliki dependensi sepenuhnya terhadap kunci primer Atribut yang bukan kunci adalah atribut yang bukan merupakan bagian kunci primer. Dalam ungkapan yang lebih praktis, bentuk normal kedua mensyaratkan setiap atribut bergantung kepada kunci primer; Untuk mengubah suatu relasi yang tergolong sebagai bentuk normal pertama ke bentuk normal kedua perlu dilakukan dekomposisi terhadap relasi tersebut; Proses dekomposisi dapat dilakukan dengan menggambarkan diagram dependensi fungsional terlebih dahulu; Berdasarkan diagram ini, relasi dalam bentuk normal pertama dipecah ke dalam sejumlah relasi. Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 20
IV.6.2. Bentuk Normal Kedua Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 21
IV.6.2. Bentuk Normal Kedua Menurut Date: Normal pertama menjadi Normal Kedua Terdapat relasi R: R(A,B,C,D) KUNCI PRIMER (A,B) A D R dapat digantikan dengan dua proyeksi R1 dan R2: R1(A,D) KUNCI PRIMER (A) R2(A,B,C) KUNCI PRIMER (A,B) KUNCI TAMU (A) REFERENSI R1 Masalah yang sering terjadi pada relasi yang tergolong pada bentuk normal kedua diakibatkan oleh adanya dependensi transitif. Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 22
IV.6.2. Bentuk Normal Kedua Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 23
IV.6.3. Bentuk Normal Ketiga Suatu relasi dikatakan dalam bentuk ketiga (3NF) jika: Berada pada bentuk normal kedua Semua atribut bukan kunci tidak memiliki transitif terhadap kunci primer; Pendekatan normalisasi: Bila terdapat relasi R sbb: R(A,B,C) KUNCI PRIMER (A) B C Maka relasi R dapat digantikan dengan dua proyeksi R1 dan R2: R1(B,C) KUNCI PRIMER (B) R2(A,B) KUNCI PRIMER (A) KUNCI TAMU (B) REFERENSI R1 Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 24
IV.6.2. Bentuk Normal Ketiga Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 25
IV.6.4. Bentuk Normal Boyce-Codd (BCNF) Suatu relasi disebut memenuhi bentuk normal Boyce-Codd jika dan hanya jika semua penentu (determinan) adalah kunci kandidat (atribut yang bersifat unik). BCNF merupakan bentuk normal sebagian perbaikan terhadap 3NF. Suatu relasi yang memenuhi BCNF selalu memenuhi 3NF, tetapi tidak untuk sebaliknya. Suatu relasi yang memenuhi 3NF belum tentu memenuhi BCNF. Dalam banyak literatur disebutkan bahwa BCNF adalah perbaikan dari 3NF, karena bentuk normal ketigapun mungkin masih mengandung anomali sehingga masih perlu dinormalisasi lebih lanjut. Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 26
Relasi di atas memenuhi 3NF tetapi tidak memenuhi BCNF, karena Seorang siswa dapat mengambil sejumlah kursus bahasa; Setiap tutor hanya mengajar pada sebuah kursus bahasa; Setiap siswa pada setiap kursus bahasa hanya diajar oleh seorang tutor; Suatu kursus bahasa yang sama bisa memiliki lebih dari satu tutor. {Siswa, Kursus} Tutor {Siswa, Tutor} Kursus Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 27
IV.6.4. Bentuk Normal Boyce-Codd (BCNF) Cara mengkonversi relasi yang telah memenuhi 3NF ke BCNF: Carilah semua penentu; Bila terdapat penentu yang bukan berupa kunci kandidat, maka: Pisahkan relasi tersebut, dan Buat penentu tersebut sebagai kunci primer. Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 28
IV.6.5. Dependensi Nilai Banyak dan Bentuk Normal Keempat Dependensi nilai banyak merupakan terjemahan dari multivalued dependency (MVD). Dependensi ini pertama kali diperkenalkan oleh R. Fagin pada tahun 1977, dipakai pada bentuk normal keempat (4NF). Dependensi ini dipakai untuk menyatakan hubungan satu ke banyak. Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 29
IV.6.5. Dependensi Nilai Banyak dan Bentuk Normal Keempat Secara umum, dependensi nilai banyak muncul pada relasi yang paling tidak memiliki tiga atribut dan dua di antaranya bernilai banyak, dan nilainilainya tergantung hanya pada atribut ketiga. Pada suatu relasi R dengan atribut A, B, C atribut B dikatakan bersifat multidependen terhadap A jika: Sekumpulan nilai B yang diberikan pada pasangan (A, C) hanya tergantung pada nilai A, dan Tidak tergantung pada nilai C. Hubungan di atas dinyatakan dengan A --->> B Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 30
IV.6.5. Dependensi Nilai Banyak dan Bentuk Normal Keempat Bila R(A,B,C) merupakan suatu relasi, dengan A, B, C adalah atributatribut relasi tersebut, maka proyeksi dari R berupa (A, B) dan (A, C) jika R memenuhi MVD: A -->> B C. Perlu diketahui, bila terdapat: A --->> B A --->> C Maka keduanya dapat ditulis menjadi: A --->> B C Secara praktis, suatu relasi memenuhi bentuk normal keempat jika: telah berada pada BCNF, dan tidak mengandung dua atribut atau lebih yang bernilai banyak. Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 31
IV.6.6. Dependensi Gabungan dan Bentuk Normal Kelima (5NF) Dependensi gabungan mendasari bentuk normal kelima. Suatu relasi R (X, Y,..., Z) memenuhi dependensi gabungan jika gabungan dari proyeksi A, B,..., C dengan A, B,..., C merupakan sub-himpunan dari atribut-atribut R. Dependensi gabungan sesuai dengan definisi di atas dinyatakan dengan notasi: * (A, B,..., C) dengan A = XY, B = YZ, C= ZX. Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 32
IV.6.6. Dependensi Gabungan dan Bentuk Normal Kelima (5NF) Bentuk normal kelima (5NF), yang terkadang disebut PJ/NF (Projection Join/Normal Form), menggunakan acuan dependensi gabungan. Suatu relasi berada dalam 5NF jika dan hanya jika setiap dependensi gabungan dalam R tersirat oleh kunci kandidat relasi R. Secara praktis dapat dikatakan bahwa suatu relasi R berada dalam 5NF jika data yang ada padanya tak dapat lagi didekomposisi menjadi relasirelasi yang lebih kecil dengan kunci kandidat relasi-relasi yang lebih kecil ini tidak sama dengan kunci kandidat relasi. Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 33
IV.7. Overnormalisasi Tabel-tabel yang menenuhi 5NF terkadang didekomposisi lagi overnormalisasi. Tujuannya adalah untuk meningkatkan kinerja. Caranya adalah dengan memperhatikan permintaan terhadap data yang sering dilakukan. Kolomkolom data yang sering diperlakukan diletakkan pada tabel tersendiri, terpisah dengan kolom-kolom data yang jarang diperlukan. Alasan yang lain, tabel yang terlalu banyak memiliki kolom dapat menimbulkan persoalan yang disebut deadlock (saling mengunci) pada pengaksesan yang serentak (sejumlah pengguna mengakses baris yang sama). Namun perlu juga diperhatikan bahwa tidak selamanya pendekomposisian terhadap tabel yang telah memenuhi 5NF dapat meningkatkan kinerja. Pada kenyataannya, tabel yang terlalu pendek (sedikit memiliki kolom) juga menimbulkan persoalan peningkatan waktu CPU dan juga memerlukan banyak I/O disk ketika penggabungan data (misalnya untuk penyajian laporan). Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 34
Produksi Agfi s production house agfi@ugm.ac.id 2004 Drs. Agfianto Eko Putra, M.Si. 35