Normalisasi

Normalisasi dan Contoh Kasus Normaliasi

Normalisasi adalah suatu proses untuk mengubah suatu tabel yang memiliki masalah tertentu ke dalam dua buah tabel atau lebih, yang tidak lagi memiliki masalah tersebut (Abdul Kadir, 2002: 52). Masalah tersebut biasanya merupakan suatu ketidakkonsistenan (tidak normal) apabila dilakukan penghapusan (delete), pengubahan (update) dan pembacaan (retrieve) pada suatu basis data.

Bentuk normalisasi adalah suatu aturan yang dikenakan pada tabel-tabel dalam basis data dan harus dipenuhi oleh tabel-tabel tersebut pada level-level normalisasi. Ada macam-macam bentuk normalisasi, diantaranya adalah bentuk tidak normal, bentuk normal pertama, bentuk normal kedua dan bentuk normal ketiga.

Aturan-aturan dalam masing-masing bentuk normalisasi tersebut adalah sebagai berikut (Abdul Kadir, 2002: 54) :

a. Bentuk tidak normal

Bentuk ini merupakan kumpulan data yang akan disimpan, tidak ada keharusan mengikuti suatu format tertentu, dapat saja data tidak lengkap atau terduplikasi dan data dikumpulkan apa adanya.

b. Bentuk normal pertama

Suatu tabel dikatakan dalam bentuk normal pertama (1NF) bila setiap kolom bernilai tunggal untuk setiap baris. Ini berarti bahwa nama kolom yang berulang cukup diwakili oleh sebuah nama kolom (tidak perlu ada indeks dalam memberi nama kolom).

c. Bentuk normal kedua

Suatu tabel berada dalam bentuk normal kedua (2NF) jika tabel berada dalam bentuk normal pertama, semua kolom bukan kunci primer tergantung sepenuhnya terhadap kunci primer. Suatu kolom disebut tergantung sepenuhnya terhadap kunci primer jika nilai pada suatu kolom selalu bernilai sama untuk suatu nilai kunci primer yang sama.

d. Bentuk normal ketiga

Suatu tabel berada dalam bentuk normal ketiga (3NF) jika tabel berada dalam bentuk normal kedua, setiap kolom bukan kunci primer tidak memiliki ketergantungan secara transitif terhadap kunci primer.

Model Konseptual Basisdata

Field (Atribut) Kunci

setiap file selalu terdapat kunci dari file berupa field atau satu set field yang dapat mewakili record. Misalnya Nomor Pokok Mahasiswa (NPM) merupakan kunci dari tabel mahasiswa suatu Perguruan Tinggi, setiap pencarian cukup dengan menyebut nomor mahasiswa tersebut maka dapat diketahui identitas mahasiswa lainnya seperti nama, alamat dan atribut lainnya.

Nomor Pegawai (NIP) bagi data dosen, NIK untuk data karyawan, Kode_Kuliah untuk data Mata kuliah, dan lain sebagainya.

Jenis Atribut Pada Entitas

Atribut yang melekat pada suatu entitas ada bermacam tipe seperti yang akan dijelaskan sebagai berikut :

Atribut Sederhana : atribut sederhana merupakan atribut atomik yang tidak dapat lagi dipecah menjadi atribut lain. Contoh Entitas mahasiswa mempunyai atribut sederhana berupa NIM, Nama Mahasiswa .

Atribut Komposit : atribut komposit merupakan atribut yang masih dapat dipecah menjadi sub-sub atribut yang masing-masing memiliki arti tersendiri. Contoh : entitas mahasiswa mempunyai atribut alamat. Alamat disini dapat dipecah menjadi sub atribut seperti nama_kota, kode_pos.

Atribut Bernilai Tunggal : yaitu atribut yang hanya memiliki satu nilai untuk setiap barisnya. Contoh : entitas mahasiswa mempunyai atribut NPM, Nama, Alamat isi data dari atribut ini hanya boleh diisi dengan 1 data. Setiap mahasiswa hanya memiliki 1 NPM, 1 Nama, 1 Alamat.

Atribut Bernilai Jamak : yaitu atribut yang boleh memiliki lebih dari satu nilai untuk setiap barisnya.Contoh : entitas mahasiswa mempunyai atribut Hobby isi data dari atribut ini boleh lebih dari 1 data. Mahasiswa Roshita memiliki NPM 13402021 beralamat di Jalan Garuda 32 Yogyakarta memiliki Hobby (Olah Raga, Nyanyi, Masak dan Nonton TV)

Atribut Harus Bernilai : yaitu atribut yang harus memiliki nilai data untuk setiap barisnya. Biasanya atribut seperti ini sudah ditetapkan dalam perancangan tabelnya sehingga jika dalam pengisian dokosongi akan terjadi kesalahan. Contoh : entitas mahasiswa mempunyai atribut NPM dan Nama_Mahasiswa yang harus diisi datanya, sebab jika tidak diisi akan terjadi kekacauan dalam basis data.

Atribut Bernilai Null : yaitu atribut yang boleh tidak memiliki nilai data untuk setiap barisnya.Contoh : entitas mahasiswa mempunyai atribut Alamat, Hobby, Nama_Pacar yang boleh untuk tidak diisi tetapi kalau diisi akan lebih baik,

Atribut Turunan : yaitu atribut yang nilai-nilainya diperoleh dari pengolahan atau dapat diturunkan dari atribut lain yang berkaitan. Contoh : entitas mahasiswa mempunyai atribut IPK yang diperoleh dari pengolahan atribut Nilai pada tabel (entitas Nilai) dengan kode NIM mahasiswa yang sama dan diproses sehingga menghasilkan IPK untuk mahasiswa yang bersangkutan.

Kebergantungan Fungsi

Kebergantungan Fungsi didefinisikan sebagai hubungan antara satu relasi dengan relasi lainnya.

Misalnya : sebuah relasi R, atribut Y dan R adalah bergantung fungsi pada atribut X dari R jika dan hanya jika setiap nilai X dalam R punya hubungan dengan tepat satu nilai Y dalam R (dalam setiap satu waktu). File relasi pegawai atribut berisi : No Pegawai, No KTP, Nama, Tempat Lahir, Tgl Lahir, Alamat, Kota. Isi dari atribut nama bergantung pada No Pegawai. Jadi dapat dikatakan bahwa atribut nama bergantung secara fungsi pada No Pegawai dan Nomor Pegawai menunjukkan secara fungsi nama. jika anda mengetahui no pegawai maka anda dapat menentukan nama pegawai tersebut.

Isi dari atribut nama bergantung pada No Pegawai. Jadi dapat dikatakan bahwa atribut nama bergantung secara fungsi pada No Pegawai dan Nomor Pegawai menunjukkan secara fungsi nama. jika anda mengetahui no pegawai maka anda dapat menentukan nama pegawai tersebut. Notasi untuk kebergantungan fungsi ini adalah

Teknik Model Data Relasional ada 2 yaitu :

• Teknik Normalisasi

• Teknik Entity Relationship

Namun yang akan dibahas lebih lanjut adalah Teknik Normalisasi.

Teknik Normalisasi

Beberapa pengertian mengenai normalisasi :

Ø Istilah Normalisasi berasal dari E. F.Codd, salah seorang perintis teknologi basis data. selain dipakai sebagai metodologi tersendiri untuk menciptakan struktur tabel 9 relasi) dalam basis data (dengan tujuan utnuk mengurangi kemubaziran data) , normalisasi terkadang hanya diipakai sebagai perangkat verifikasi terhadap tabel-tabel yang dihasilkan oleh metodologi lain ( misalnya E-R). Normalisasi memberikan panduan yang sangat membantu bagi pengembang untuk mencegah penciptaan struktur tabel yang kurang fleksibel atau mengurangi keflekxibelan.

Ø Kroenke mendefinisikan normalisasi sebagai proses untuk mengubah suatu relasi yang memiliki masalah tertentu ke dalam dua buah relasi atau lebih yang tida memiliki masalah tersebut. Masalah yang dimaksud oleh kroenke ini sering disebut dengan istilah anomali.

Ø Normalisasi merupakan sebuah teknik dalam logical desain sebuah basis data / database, teknik pengelompokkan atribut dari suatu relasi sehingga membentuk struktur relasi yang baik (tanpa redudansi).

Ø Normalisasi adalah suatu proses memperbaiki / membangun dengan model data relasional, dan secara umum lebih tepat dikoneksikan dengan model data logika.

Proses normalisasi adalah proses pengelompokan data elemen menjadi tabel-tabel yang menunjukkan entity dan relasinya. Pada proses normalisasi dilakukan pengujian pada beberapa kondisi apakah ada kesulitan pada saat menambah/menyisipkan, menghapus, mengubah dan mengakses pada suatu basis data. Bila terdapat kesulitan pada pengujian tersebut maka perlu dipecahkan relasi pada beberapa tabel lagi atau dengan kata lain perancangan basis data belum optimal.

Tujuan dari normalisasi itu sendiri adalah untuk menghilangkan kerangkapan data, mengurangi kompleksitas, dan untuk mempermudah pemodifikasian data.

Tahapan Normalisasi

Bentuk Normal Kesatu (1 NF / First Normal Form)

Bentuk Bentuk Normal Kesatu mempunyai ciri yaitu setiap data dibentuk dalam file flat, data dibentuk dalam satu record demi satu record dan nilai dari field berupa “atomic value”. Tidak ada set atribut yang berulang ulang atau atribut bernilai ganda (multi value). Tiap field hanya satu pengertian, bukan merupakan kumpulan data yang mempunyai arti mendua. Hanya satu arti saja dan juga bukanlah pecahan kata kata sehingga artinya lain.

Atom adalah zat terkecil yang masih memiliki sifat induknya, bila dipecah lagi maka ia tidak memiliki sifat induknya.

Contoh :

Kelas (Kode Kelas, Nama Kelas, Pengajar)

Ini merupakan bentuk 1NF karena tidak ada yang berganda dan tiap atribut satu pengetian yang tunggal

Contoh Data

Mahasiswa (NPM, Nama, Dosen Wali, Semester1, Semester2 Semester3)

Mahasiswa yang punya NPM, Nama, Dosen Wali mengikuti 3 mata kuliah. Di sini ada perulangan semester sebanyak 3 kali. Bentuk seperti ini bukanlah 1NF.

Bentuk Normal Kedua (2NF)

Bentuk Normal kedua mempunyai syarat yaitu bentuk data telah memenuhi kriteria bentuk Normal Kesatu. Atribut bukan kunci haruslah bergantung secara fungsi pada kunci utama, sehingga untuk membentuk Normal Kedua haruslah sudah ditentukan kunci-kunci field. Kunci field harus unik dan dapat mewakili atribut lain yang menjadi anggotanya. Dari contoh relasi mahasiswa pada bentuk Normal Kesatu, terlihat bahwa kunci utama adalah NPM. Nama Mahasiswa dan Dosen Wali bergantung pada NPM, Tetapi Kode Semester bukanlah fungsi dari Mahasiswa maka file siswa dipecah menjadi 2 relasi yaitu :

Relasi Mahasiswa

Dan

Relasi Ambil Kuliah

Bentuk Normal Ketiga (3NF)

Untuk menjadi bentuk Normal Ketiga maka relasi haruslah dalam bentuk Normal Kedua dan semua atribut bukan primer tidak punya hubungan yang transitif. Artinya setiap atribut bukan kunci harus bergantung hanya pada kunci primer secara menyeluruh. Contoh pada bentuk Normal kedua di atas termasuk juga bentuk Normal Ketiga karena seluruh atribut yang ada di situ bergantung penuh pada kunci primernya.

Boyce-Codd Normal Form (BNCF)

Boyce-Codd Normal Form mempunyai paksaan yang lebih kuat dari bentuk Normal ketiga. Untuk menjadi BNCF, relasi harus dalam bentuk Normal Kesatu dan setiap atribut dipaksa bergantung pada fungsi pada atribut super key.

Pada contoh dibawah ini terdapat relasi Seminar, Kunci Primer adalah NPM + Seminar. Siswa boleh mengambil satu atau dua seminar. Setiap seminar membutuhkan 2 pembimbing dan setiap siswa dibimbing oleh salah satu diantara 2 pembimbing seminar tersebut. Setiap pembimbing hanya boleh mengambil satu seminar saja. pada contoh ini NPM dan Seminar menunjukkan seorang Pembimbing.

Relasi Seminar

Bentuk Relasi Seminar adalah bentuk Normal Ketiga, tetapi tidak BCNF karena Kode Seminar masih bergantung fungsi pada Pembimbing, jika setiap Pembimbing dapat mengajar hanya satu seminar. Seminar bergantung pada satu atribut bukan super key seperti yang disayaratakan oleh BCNF. Maka relasi Seminar harus dipecah menjadi dua yaitu :

Penerapan Bentuk Normalisasi

Proses perancangan basis data dapat dimulai dari dokumen dasar yang dipakai dalam sistem sesungguhnya. Kadang-kadang basis data dibentuk dari sistem nyata yang mempunyai bentuk masih belum menggambarkan entitas-entitas secara baik. Sebagai contoh basis data yang dibangun dari daftar faktur pembelian sebagai berikut :

Langkah Pertama

Bentuklah menjadi tabel Un-Normalized, dengan mencantumkan semua field data yang ada.

Menuliskan semua data yang akan direkam, bagian yang doubel tidak perlu dituliskan. Terlihat record-record yang tidak lengkap, sulit untuk membayangkan bagaimana bentuk record yang harus dibentuk untuk merekam data tersebut.

Langkah Kedua

Ubahlah menjadi bentuk Normal Kesatu dengan memisahkan data pada field-field yang tepat dan bernilai atomik, juga seluruh record harus lengkap datanya. Bentuk file masih flat.

Dengan bentuk Normal Kesatu ini telah dapat dibuat satu file dengan 11 field yaitu No faktur, Kode Suplier, Nama Suplier, Kode Barang, Nama Barang, Tanggal, Jatuh Tempo, Quntity, Harga, Jumlah, Total.

Namun bentuk Normal Kesatu ini mempunyai banyak kelemahan diantaranya yaitu :

• Penyisipan data

Kode Suplier dan Nama Suplier tidak bisa ditambahkan tanpa adanya transaksi pembelian.

• Penghapusan data

Jika salah satu record dihapus maka semua data yang ada di situ akan terhapus juga.

• Pengubahan data

Data suplier ditulis berkali-kali (Kode dan Nama). Jika suatu saat terjadi perubahan Nama suplier maka harus mengganti semua record yang ada data supliernya. Bila tidak maka akan terjadi inkonsistensi.

• Redundansi

Field jumlah merupakan redundansi karena setiap harga dikalikan kuantitas hasilnya adalah jumlah, sehingga field ini dapat dibuang. Bila tidak maka dapat mengakibatkan inkonsistensi jika terjadi perubahan harga.

Langkah Ketiga

Pembentukan Normal Kedua dengan mencari field kunci yang dapat dipakai sebagai patokan dalam pencarian dan yang mempunyai sifat yang unik. Melihat kondisi dari permasalahn faktur di atas dapat diambil kunci kandidat sbb :

§ No faktur

§ Kode Suplier

§ Kode Barang

Buatlah tiga tabel dengan kunci tersebut, lihatlah kebergantungan fungsional field lain terhadap kunci, maka didapatkan tabel sebagai berikut :

Dengan pemecahan seperti di atas maka sebagian dari pertanyaan pengujian pada bentuk normal kesatu yaitu masalah penyisipan, penghapusan dan pengubahan dapat dijawab. Data suplier dapat ditambahkan kapan saja tanpa harus ada transaksi pembelian. Namun permasalahan masih ada yaitu pada tabel nota.

§ Field Kuantitas dan Harga tidak bergantung peenuh pada kunci primer nomor nota, ia juga bergantung fungsi pada kode barang. Hal ini disebut sebagai kebergantungan yang transitif dan harus dipisahkan dari tabel.

§ M = redundansi masih terjadi, yaitu setiap kali satu nota yang terdiri dari 5 macam barang yang dibeli maka 5 kali pula nota dituliskan ke nomor nota, tanggal nota, tempo dan total. Ini harus dipisahkan bila terjadi penggandaan tulisan yang berulang-ulang.

Langkah Ke 4

Bentuk normal ketiga mempunyai syarat setiap tabel tidak mempunyai field yang bergantung transitif, harus bergantung penuh pada kunci utama. Maka terbentuklah tabel sebagai berikut :

Langkah Ke-5

Pengujian di sini untuk memastikan kebenaran isi tabel dan hubungan antara tabel tersebut. Ujian bahwa setiap tabel haruslah punya hubungan dengan tabel yang lainnya. Bila tidak ada penghubungan antar tabel maka dapat dikatakan perancangan untuk membuat satu basis data adalah gagal.

Langkah Ke-6 Relasi Antar tabel

Gambarkan hubungan relasi antar file yang ada sebagai berikut :

Pengertian relasi di atas adalah

§ Satu supplier punya banyak nota

§ Nota punya relasi dengan suplier bukan sebaliknya suplier punya relasi terhadap nota.

§ Satu nota punya banyak transaksi barang

§ Satu barang terjadi beberapa kali transaksi pembelian barang.

Langkah Ke-7

Permasalahan di atas hanya terbatas pada satu dokumen Faktur pembelian barang, padahal pada kenyataannya tentu faktur tersebut mempunyai dokumen pelengkap misalnya nota penjualan barang, laporan stok barang, laporan penjualan, laporan pembelian dan masih banyak lagi laporan dan dokumen data enty lainya.

Dengan langkah-langkah perancangan seperti di atas maka diperoleh field-field untuk melengkapi tabel-tabel yang ada dalam satu basis data. Misalnya tabel barang dengan bertambahnya field yang lain menjadi :