Normalisasi Basis Data

Kartu · 51

Normalisasi Basis Data

Proses pengorganisasian data dalam basis data relasional untuk mengurangi redundansi dan mencegah anomali data.

Tujuan utama normalisasi

Menghilangkan redundansi data, menjaga integritas data, dan mencegah anomali saat manipulasi data.

Anomali Penyisipan (Insertion Anomaly)

Kondisi tidak dapat menambahkan data tertentu tanpa menyertakan atribut atau entitas lain yang belum tersedia.

Anomali Penghapusan (Deletion Anomaly)

Kondisi ketika menghapus suatu baris menyebabkan informasi penting lainnya terhapus secara tidak sengaja.

Anomali Pembaruan (Update Anomaly)

Kondisi redundansi di mana pengubahan data di satu tempat memerlukan pembaruan di banyak baris secara inkonsisten.

Ketergantungan Fungsional (Functional Dependency)

Hubungan antar atribut di mana nilai suatu atribut secara unik menentukan nilai atribut lainnya (X menentukan Y).

Kandidat Kunci (Candidate Key)

Kumpulan minimal dari satu atau beberapa atribut yang dapat mengidentifikasi setiap baris tuple secara unik.

Kunci Utama (Primary Key)

Satu kandidat kunci yang dipilih secara resmi untuk mengidentifikasi baris secara unik dalam sebuah tabel.

Kunci Asing (Foreign Key)

Atribut yang merujuk pada kunci utama di tabel lain untuk membentuk relasi antar tabel.

Atribut Prima (Prime Attribute)

Atribut yang menjadi bagian dari salah satu kandidat kunci dalam sebuah relasi.

Atribut Non-Prima (Non-Prime Attribute)

Atribut yang bukan bagian dari kandidat kunci mana pun dalam relasi.

Bentuk Normal Pertama (1NF)

Bentuk normal dasar yang memastikan struktur tabel sederhana tanpa pengelompokan atribut bersarang.

Syarat 1NF: Nilai Atomik

Setiap kolom pada setiap baris harus berisi tepat satu nilai tunggal yang tidak dapat dibagi lagi.

Syarat 1NF: Larangan Repeating Groups

Tidak boleh ada kelompok atribut berulang atau beberapa kolom yang menyimpan informasi jenis serupa dalam satu baris.

Syarat 1NF: Tipe Data Konsisten

Semua entri dalam suatu kolom tertentu harus memiliki tipe data yang seragam.

Syarat 1NF: Keunikan Baris

Setiap baris harus dapat diidentifikasi secara unik menggunakan kunci utama.

Cara mencapai 1NF dari data unnormalized

Pecah nilai multi-nilai menjadi baris terpisah atau pindahkan ke tabel baru dengan relasi kunci utama.

Ketergantungan Parsial (Partial Dependency)

Kondisi di mana atribut non-prima hanya bergantung pada sebagian komponen dari komposit kandidat kunci.

Ketergantungan Penuh (Full Functional Dependency)

Kondisi di mana atribut non-prima bergantung sepenuhnya pada seluruh komponen kandidat kunci, bukan sebagiannya.

Bentuk Normal Kedua (2NF)

Bentuk normal yang menghilangkan ketergantungan parsial pada kunci komposit.

Syarat 2NF: Prasyarat 1NF

Relasi harus sudah sepenuhnya memenuhi kriteria bentuk normal pertama (1NF).

Syarat 2NF: Tidak ada Ketergantungan Parsial

Semua atribut non-prima harus bergantung fungsional secara penuh pada kandidat kunci utama.

Kapan tabel 1NF otomatis memenuhi 2NF?

Ketika kandidat kuncinya adalah kunci tunggal (hanya terdiri dari satu atribut tunggal, bukan komposit).

Cara dekomposisi menuju 2NF

Pisahkan atribut yang bergantung sebagian ke tabel baru bersama dengan bagian kunci yang menentukannya.

Ketergantungan Transitif (Transitive Dependency)

Kondisi di mana atribut A menentukan B, B menentukan C, sehingga A menentukan C secara tidak langsung melalui B.

Bentuk Normal Ketiga (3NF)

Bentuk normal yang menghilangkan ketergantungan transitif antar atribut non-kunci.

Syarat 3NF: Prasyarat 2NF

Relasi harus sudah memenuhi seluruh kriteria bentuk normal kedua (2NF).

Syarat 3NF: Tidak ada Ketergantungan Transitif

Tidak boleh ada atribut non-prima yang bergantung secara fungsional pada atribut non-prima lainnya.

Kriteria formal dependensi X menentukan Y pada 3NF

Untuk setiap X menentukan Y tidak sepele, X harus merupakan superkey atau Y harus merupakan atribut prima.

Cara dekomposisi menuju 3NF

Pindahkan atribut penentu non-kunci dan atribut yang ditentukannya ke tabel terpisah.

Boyce-Codd Normal Form (BCNF)

Bentuk normal ketiga yang diperketat (3.5NF) untuk menangani kasus anomali pada beberapa kandidat kunci tumpang tindih.

Syarat BCNF: Prasyarat 3NF

Relasi harus sudah memenuhi seluruh persyaratan bentuk normal ketiga (3NF).

Syarat BCNF: Penentu adalah Superkey

Untuk setiap ketergantungan fungsional non-trivial X menentukan Y, penentu X harus selalu berupa superkey.

Perbedaan utama 3NF dan BCNF

3NF memperbolehkan Y berupa atribut prima jika X bukan superkey, sedangkan BCNF mewajibkan X selalu superkey.

Kapan tabel 3NF melanggar BCNF?

Ketika ada atribut prima yang bergantung secara fungsional pada atribut yang bukan superkey.

Superkey

Satu atau sekumpulan atribut yang secara unik mengidentifikasi setiap baris, tidak harus minimal.

Kandidat Kunci vs Superkey

Kandidat kunci adalah superkey minimal tanpa adanya atribut berlebih yang tidak diperlukan untuk keunikan.

Dekomposisi Tanpa Hilang (Lossless Join Decomposition)

Pemisahan relasi menjadi beberapa tabel yang menjamin data asli dapat digabungkan kembali tanpa data fiktif.

Pemeliharaan Dependensi (Dependency Preservation)

Kondisi dekomposisi di mana semua ketergantungan fungsional asli dapat ditegakkan tanpa operasi join.

Trade-off BCNF dibanding 3NF

BCNF menjamin bebas redundansi fungsional tetapi kadang tidak dapat mempertahankan semua dependensi secara langsung.

Ketergantungan Fungsional Sepele (Trivial Dependency)

Dependensi X menentukan Y di mana himpunan atribut Y adalah bagian dari himpunan atribut X.

Ketergantungan Fungsional Non-Sepele

Dependensi X menentukan Y di mana Y bukan merupakan subset dari X.

Denormalisasi

Proses sengaja menggabungkan data yang telah dinormalisasi untuk mengoptimalkan kinerja query pembacaan.

Tujuan denormalisasi

Mengurangi operasi penggabungan tabel (join) yang mahal guna meningkatkan performa query pembacaan data.

Kelemahan denormalisasi

Meningkatkan redundansi data serta membuka risiko terjadinya anomali pembaruan dan inkonsistensi.

Bentuk Tak Ternormalisasi (UNF)

Struktur data mentah yang masih mengandung data bernilai banyak, kolom ganda, dan tanpa batasan integritas.

Kunci Komposit (Composite Key)

Kunci utama atau kandidat kunci yang tersusun atas dua atau lebih atribut secara bersama-sama.

Kunci Pengganti (Surrogate Key)

Atribut buatan tanpa makna bisnis (seperti ID auto-increment) yang dipakai sebagai kunci utama buatan.

Integritas Entitas (Entity Integrity)

Aturan yang menyatakan bahwa kunci utama tidak boleh bernilai NULL dan harus bernilai unik.

Integritas Referensial (Referential Integrity)

Aturan yang memastikan setiap nilai kunci asing harus cocok dengan nilai kunci utama yang sah atau NULL.

Kapan proses normalisasi biasanya dihentikan?

Pada sebagian besar aplikasi praktis bisnis, normalisasi umumnya dihentikan setelah mencapai 3NF atau BCNF.