Pertemuan 9
Normalisasi Donny Yulianto, S.Kom 1
Normalisasi •
•
Normalisasi adalah proses pembentukan struktur basis data sehingga sebagian besar ambiguity bisa dihilangkan. 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 Normalisasi adalah suatu teknik untuk mengorganisasi data ke dalam tabel-tabel untuk memenuhi kebutuhan pemakai didalam suatu organisasi.
Tujuan Normalisasi Untuk menghilangkan kerangkapan data Untuk mengurangi kompleksitas Untuk mempermudah pemodifikasian data
Proses Normalisasi Data diuraikan dalam bentuk tabel, selanjutnya dianalisis berdasarkan persyaratan tertentu ke beberapa tingkat. Apabila tabel yang diuji belum memenuhi persyaratan tertentu,maka tabel tersebut perlu dipecah menjadi beberapa tabel yang lebih sederhana sampai memenuhi bentuk yang optimal.
Proses Normalisasi Anomali
adalah proses pada basis data yang memberikan efek samping yang tidak diharapkan (misalnya ketidakkonsistenan data karena adanya redudansi {berulang}). Ada 3 macam anomali pada suatu database: Anomali penyisipan data (insert) Anomali pengubahan data (update) Anomali penghapusan data (delete) Bila ada anomali maka relasi mungkin perlu dipecah menjadi beberapa tabel lagi agar diperoleh database yang optimal.
Kriteria Tabel efisien Sebuah tabel dikatakan baik (efisien) atau normal jika memenuhi 3 kriteria sbb: 1.
2. 3.
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)
Tahapan Normalisasi •
• • • • •
•
Bentuk Tidak Normal Bentuk Normal Pertama (1NF) Bentuk Normal Kedua (2NF) Bentuk Normal Ketiga (3NF) Bentuk Normal Boyce-Codd (BCNF) Bentuk Normal Keempat (4NF) Bentuk Normal Kelima (5NF)
Dependensi (Ketergantungan) Dependensi
(Ketergantungan). Dependensi merupakan konsep yang mendasari normalisasi. Dependensi menjelaskan nilai suatu atribut yang menentukan nilai atribut lainnya. Jenis dependensi antara lain: Dependensi Fungsional Dependensi Transitif
Ketergantungan Fungsional
Definisi Atribut Y pada relasi R dikatakan tergantung fungsional pada atribut 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.
Contoh Ketergantungan
Tabel MAHASISWA NPM
Nama_Mhs
201101
Metha
201102
Nita
201103
Ima
Ketergantungan fungsional dari tabel MAHASISWA adalah : NPM ---> Nama_Mhs
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 )
Pengertian Dependensi Transitif
Suatu atribut Z mempunyai dependensi transitif terhadap X jika: ◦ Y memiliki dependensi terhadap X ◦ Z memiliki dependensi terhadap Y
X → Z
X→Y→Z
Contoh Dependensi Transitif Kuliah
Ruang
Tempat
Waktu
Jaringan Komputer
Merapi
Gedung Utara
Senin, 08.00-09.50
Pengantar Basis Data
Merbabu Gedung Utara
Selasa, 08.00-09.50
Matematika I
Rama
Gedung Selatan
Rabu, 10.00-11.50
Sistem Pakar
Sinta
Gedung Selatan
Kamis, 08.00-09.50
Kecerdasan Buatan
Merapi
Gedung Utara
Selasa, 10.00-11.50
Kuliah → { Ruang, Waktu } Ruang → Tempat
Kuliah → Ruang → Tempat
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.
Jika kriteria ketiga (BCNF) tidak dapat terpenuhi, maka paling tidak tabel tersebut tidak melanggar Bentuk Normal tahap ketiga (3rd Normal Form / 3NF).
Tabel Universal Tabel Universal (Universal / Star Table) sebuah tabel yang merangkum semua kelompok data yang saling berhubungan, bukan merupakan tabel yang baik.
Contoh Tabel Universal
Bentuk-bentuk Normal 1. 2. 3. 4. 5.
6.
Bentuk Normal Tahap Pertama (1st Normal Form / 1NF) Bentuk Normal Tahap Kedua (2nd Normal Form / 2NF) Bentuk Normal Tahap Ketiga (3rd Normal Form / 3NF) Boyce-Code Normal Form (BCNF) Bentuk Normal Tahap Keempat (4th Normal Form / 4NF) Bentuk Normal Tahap Kelima (5th Normal Form / 5NF)
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)
Contoh 1 Misal data mahasiswa sbb:
Atau:
Tabel-tabel di atas tidak memenuhi syarat 1NF
Contoh 1 Didekomposisi menjadi:
Tabel Mahasiswa
Tabel Hobi
Contoh 2 (composite) JadwalKuliah Kodekul
NamaKul
Dosen
Kelas
Jadwal
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 Kodekul
NamaKul
Dosen
Kelas
JadwalHari
JadwalJam
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
Contoh Tabel berikut memenuhi 1NF tapi tidak termasuk 2NF: Mhs_nrp
mhs_nama
mhs_alamat
mk_nama
mk_sks
nihuruf
Tidak memenuhi 2NF, karena {Mhs_nrp, mk_kode} yang dianggap sebagai primary key sedangkan: {Mhs_nrp, mk_kode} {Mhs_nrp, mk_kode} {Mhs_nrp, mk_kode} {Mhs_nrp, mk_kode} {Mhs_nrp, mk_kode}
mk_kode
mhs_nama mhs_alamat mk_nama mk_sks nihuruf
Tabel di atas perlu didekomposisi menjadi beberapa tabel yang memenuhi syarat 2NF
Contoh Functional dependencynya sbb: {Mhs_nrp, mk_kode} nihuruf Mhs_nrp {mhs_nama, mhs_alamat} Mk_kode {mk_nama, mk_sks}
fd1 fd2 fd3
(mhs_nrp, mk_kode, nihuruf) (Mhs_nrp, mhs_nama, mhs_alamat) (mk_kode, mk_nama, mk_sks)
(fd1) (fd2) (fd3)
Tabel Nilai Tabel Mahasiswa Tabel MataKuliah
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. Artinya setiap atribut bukan kunci harus bergantung hanya pada primary key secara menyeluruh 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.
Contoh Tabel berikut memenuhi 2NF, tapi tidak memenuhi 3NF:
Mahasiswa Nrp
Nama
Alm_Jalan Alm_Kota
Alm_Provinsi Alm_Kodepos
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)
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.
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
Contoh Misal, tabel berikut tidak memenuhi 4NF:
Setiap employee dapat bekerja di lebih dari satu project dan dapat memiliki lebih dari satu skill. Untuk kasus seperti ini tabel tersebut harus di-dekomposisi menjadi:
(Employee, Project) (Employee, Skill)
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
Nama MHS
SKS
Nilai
PBO 1
3
B
ANSI
3
A
PBO 1
3
A
ANSI
3
B
Pemrograman Web
2
C
Bambang
Basis Data
2
B
Bambang
Basis Data
2
C
Rini
Metha
Matakuliah
Jawaban Kasih tau ga ya…..???????
34
Bentuk 1NF Nama MHS Rini Rini Metha Metha Metha Bambang Bambang
Matakuliah PBO 1 ANSI PBO 1 ANSI Pemrograman Web Basis Data Basis Data
SKS 3 3 3 3 2 2 2
Nilai B A A B C B C
35
Bentuk 2NF Entity Mahasiswa NPM 1011101 1011102 1011103 1011104
Nama MHS Rini Metha Bambang Bambang
Entity Nilai NPM 1011101 1011101 1011102 1011102 1011102 1011103 1011104
KodeMK A12 B11 A12 B11 C14 D15 D15
Matakuliah PBO 1 ANSI PBO 1 ANSI Pemrograman Web Basis Data Basis Data
SKS 3 3 3 3 2 2 2
Nilai B A A B C B C 36
Bentuk 3NF Entity Mahasiswa NPM 1011101 1011102 1011103 1011104
Entity Nilai
Nama MHS Rini Metha Bambang Bambang
NPM 1011101 1011101 1011102 1011102 1011102 1011103 1011104
KodeMK A12 B11 A12 B11 C14 D15 D15
Nilai B A A B C B C
Entity Matakuliah KodeMK A12 B11 C14 D15
Matakuliah PBO 1 ANSI Pemrograman Web Basis Data
SKS 3 3 2 2 37
C U Next Week…….
38
