Perancangan Basis Data

PERANCANGAN BASIS DATA RELASIONAL


1.1 KETERGANTUNGAN FUNGSIONAL & MULTI NILAI

1.1.1 Ketergantungan Fungsional (Functional Dependency (FD))

Adalah ketergantungan nilai-nilai dari satu atau beberapa atribut terhadap satu atribut atau himpunan atribut lainnya.
Notasi : Y ➔ X

Biasa digunakan untuk menunjukkan bahwa X tergantung secara fungsional terhadap

Y. Atribut Y dikenal sebagai determinant dari FD Y ➔ X

Contoh : Person_ID, Project ➔ Time_Spent_By, Person_On_Project

Notasi X ↔ Y berarti X ➔ Y dan Y ➔ X



Contoh diagram functional dependency :

Project Project Budget




Person-ID


Project


Time_spent_By_
person_on_project






1.1.2 Functional Dependency Penuh

Atau Full Functional Dependency, biasa digunakan untuk mengindikasikan himpunan atribut minimum dalam sebuah determinant dari satu FD.
Himpunan atribut x akan bergantung secara fungsional penuh (fully functionally dependent) pada himpunan atribut y jika :
1. x bergantung secara fungsional pada y

2. x tidak bergantung secara fungsional pada suatu sub-himpunan dari y. contoh :

- Person_ID, Project, Project_budget ➔Time_spent_By_Person_on_Project

➔ Bukan suatu FD penuh

- Person_ID, Project ➔ Time_spent_by_Person_on_Project

➔ suatu FD penuh karena :
Person_ID ➔ Time_spent_By_Person_on_Project maupun

Project ➔ Time_spent_By_Person_on_Project, Tidak memenuhi syarat sebagai FD penuh.
Contoh diagram FD yang lebih kompleks :



Manager_Name




Warehouse_address warehouse_name




part_no

supplier_name delivery_number






QTY_in_store_on_date

inventory_date



QTY_delivered



Sifat-sifat FD :

1. Redundan FD

Sebuah FD dalam himpunan FD dikatakan redundan jika FD tersebut dapat diturunkan dari FD lainnya dalam himpunan FD.
Cara untuk mendeteksi sebuah FD redundan dengan langkah-langkah sebagai berikut :
1. tentukan S sebagai himpunan dari FD.

2. hapus satu FD misal f dan susun himpunan FD S’ = S – f

3. test apakah f dapat diturunkan dari DS-FD dalam S’ dengan menggunakan himpunan rule

4. jika f dapat diturunkan, berarti f redundan, ➔ S = S’. Jika tidak, masukkan f ke dalam himpunan S’ sedemikian sehingga S = S’ + f.
5. ulangi langkah ke-2 sampai 4 semua FD dalam S.

himpunan rule-relu digunakan untuk menghindari looping pada langkah ke-3.



Himpunan rule-rule (set of rule) (Amstrong,1974 & Beeri at.al 1978) terdiri dari :

- jika Y  X, maka X → Y (refleksi)

- jika Z  W, dan X → Y, maka XW → YZ ( augmentasi)

- jika X → Y dan Y → Z, maka X → Z (transitive)



Dalam prakteknya, terdapat aturan-aturan tambahan yaitu :

- jika X → Y dan YW → Z, maka XW → Z (pseudotransitive)

- jika X → Z dan X → YZ (union)

- jika X → YZ, maka X → Y dan Y → Z ( dekomposisi)



contoh :

Himpunan FD : { Z → A, B → X, AX →Y, ZB → Y} Akan ditunjukkan bahwa ZB → Y adalah redundan.
1. Z →A dengan augmentasi menghasilkan ZB →AB

2. B → X dan AX →Y dengan pseudotransitive menghasilkan AB → Y

3. ZB → AB dengan transitive menghasilkan ZB → Y



1.1.3 Algoritma Keanggotaan

Digunakan untuk menentukan apakah suatu FD, f(A → B), dapat diturunkan dari satu himpunan FD, sbb :
1. T = A, T adalah variable yang mengandung satu himpunan atribut-atribut A

adalah determinant dari f.

2. lihat FD yang lain untuk melihat apakah sebuah FD X →Y ditemukan, tambahkan atribut-atribut dalam pada himpuanan atribut-atribut dalam T ( aturan union & transitive)

3. Ulangi langkah-langkah setiap kali T dirubah hingga tidak ada lagi atribut-atribut yang dapat ditambahkan pada T.
4. Jika pada akhir algoritma B berada dalam T, maka A → B dapat diturunkan dari

FD lain dalam S ( aturan dekomposisi).



Contoh :

Himpunan FD : { Z → A, B → X, AX →Y, ZB → Y}

1. T = ZB

2. T = ZB + A = ZBA, karena Z → A berada dalam sisa himpunan FD dan ZT.

T = ZBA + X = ZBAX, karena B → X berada dalam sisa himpunan FD dan

BT.

T = ZBAX + Y = ZBAXY karena AX → Y berada dalam sisa himpuanan FD

dan AX  T.



4.1.4 Closure

Sebuah closure mendefinisikan semua fungsional dependency yang dapat diturunkan dari satu himpunan FD yang diberikan.
Notasi F+ digunakan untuk menunjukkan closure dari himpuanan dependensi.

Contoh : F = { X → Y, Y → Z, YZ → W, WX → Y}
Dari himpunan FD di atas diturunkan FD yang lain, seperti : X → Z dengan transitive dari X → Y dan Y → Z
Atau

XZ → W dengan pseudotransitive dari X → W dan YZ → W



Untuk memastikan /menentukan apakah semua FD yang mungkin diturunkan dari satu himpunan FD dapat digunakan algoritma sebagai berikut :


T = A

While (changes to T) do

For each functional dependency

X → Y in F do


Begin





End




If X is in T then

Add Y to T




Contoh :

1. T = x

2. kemudian tambahkan Y ke T karena X → Y berada dalam himpunan FD.

3. tambahkan Z ke T, karena Y →Z berada dalam himpunan FD dan sekarang T = XYZ.
4. tambahkan W ke T, karena YZ → W

jadi F+ untuk X :

X → X, X → Y, X → Z, X → W, X →YZ, X → YW, X → ZW,
X → YWZ

Untuk melihat F+ dan Y, algoritma dapat diulang dengan memulai T =Y demikian seterusnya.




1.2 NORMALISASI (1..3)

Untuk menentukan apakah suatu relasi tertentu sudah dalam bentuk normal, harus diuji FD antara atribut-atribut dalam relasi.
Dalam definisi relasi yang diusulkan oleh C. Beeri dan Cowokers (1978), bahwa relasi terdiri dari dua komponen yaitu : atribut-atribut dan FD antara atribut-atribut tersebut.




Sebuah relasi mempunyai bentuk :

R1 = ({X,Y,Z}, {X → Y, X → Z})

Atribut FD

Contoh :

Relasi ASSIGN

{ Person_ID, PROJECT, PROJECT_BUDGET, Time_Spent_By_Person_On_Project}

→ atribut-atribut

{Person_ID, Project → Time_Spent_By_Person_On_Project, Project → Project_Budget}

→ FD



Functional Dependencies dapat digunakan dalam mendesain suatu basis data relasional untuk menghilangkan property-properti yang tidak diinginkan sehingga didapatkan desain yang baik yang disebut dalam bentuk normal. Terdapat sejumlah bentuk normal dimana yang dikenal (sangat popular) sebanyak 3 macam bentuk normal, yaitu : bentuk normal pertama, kedua dan ketiga.


Bentuk Normal Pertama

Sebuah relasi berada dalam bentuk normal pertama jika semua domaun adalah simple

Contoh :

Relasi : LIVED_IN

Person Residence



Jack




Martha

Gambar Relasi yang tidak normal

Relasi-relasi yang tidak/belum mempunyai domain yang simple (tidak berada dalam bentuk normal pertama) disebut relasi tidak normal (unnormalized relations).
Bentuk normal dari relasi LIVED_IN sebagai berikut : Relasi : LIVED_IN

Person City Date_Moved_In
Jack New York 030381
Jack Boston 070780
Jack Washington 080881
Martha Boston 040583
Martha Philadelphia 070685
Martha Chicago 080887


Bentuk Normal Kedua :

Sebuah relasi R berada dalam bentuk normal kedua jika setiap atribut dari R Functional Depencies (FD) penuh pada setiap kunci (key) relasi.
Dengan kata lain ada atribut yang bergantung pada subset kunci. Contoh relasi

ASSIGN.



Bentuk Normal Ketiga

Suatu relasi berada dalam bentuk normal ketiga jika :

1. relasi tersebut berada dalam bentuk normal kedua.

2. tidak terdapat atribut-atribut bukan kunci yang saling tergantung.



Contoh :

Relasi : PROJECT

Project Project-Budget Department Department Address
P1 32 Construct 20 Main
P2 40 Construct 20 Main
P3 27 Construct 20 Main
P4 17 Build 8 Fifth

FD pada relasi PROJECT :



Project_Budget




Department



Department_Address



Relasi project masih belum berada dalam bentuk normal ketiga karena ada atribut bukan kunci (Department _Address) bergantung pada atribut Department.
Relasi PROJECT dapat menjadi bentuk normal ke-3 dengan memecah relasi

Project dalam dua relasi yaitu :

PROJECT

Projects Project_Budget Department
P1 32 Construct
P2 40 Construct
P3 27 Construct
P4 17 Build


DEPARTMENT

Department Dep. Address
Construct 20 Main
Build 8 Fifth


1.3 METODOLOGI PERANCANGAN DIAGRAM E-R

Definisi basis data relasional adalah kumpulan relasi-relasi yang mengandung semua informasi yang akan disimpan dalam basis data.
Tiap relasi dalam basis data disimpan dalam sebuah file tersendiri. Struktur file yang digunakan untuk menyimpan relasi cukup sederhana, karena tiap record dalam file memiliki format yang sama.
Perancangan basis data merupakan salah satu bagian terpenting dalam proses pengembangan sistem. Perancangan basis data mempunyai beberapa tujuan yaitu :
1. menghilangkan redundansi data

2. meminimumkan jumlah relasi di dalam basis data

3. membuat relasi berada dalam bentuk normal, sehingga dapat meminimumkan permasalahan berkenaan dengan penambahan, pembaharuan dan penghapusan.
Teknik perancangan yang dilakukan dapat dilihat pada gambar berikut :

Untuk lebih jelasnya, silahkan di download di : perancangan basis data