Lecture note on Information System at Industrial Engineering Department, Parahyangan Catholic University, Bandung. Topic: database normalization. [presented in Bahasa Indonesia]

1. Normalisasi Database
©2014, Ali Sadiyoko.
Disarikan dari : Fathansyah, ‘BASIS DATA’, Informatika, Bandung , 1999.

2. Definisi
Definisi Normalisasi
Definisi 1 : proses dekomposisi dan restrukturisasi sebuah tabel yang
kompleks strukturnya dengan tujuan untuk mendapatkan sebuah tabel yang
memiliki struktur lebih sederhana dan lebih stabil (normal).
Definisi 2 : Proses pengurangan sebuah relasi untuk menjadikannya bentuk
paling sederhana, misalnya : semua atribut dalam sebuah tabel telah
diturunkan ke dalam sebuah domain tunggal yang berisi nilai-nilai yang tidak
dapat didekomposisi lagi.
Definisi 3 : Proses dekomposisi dari sebuah struktur data yang kompleks
mengikuti sejumlah aturan tertentu yang didesain khusus untuk
mendapatkan struktur tabel yang lebih sederhana dan lebih stabil.
Definisi dari : ‘The IEEE Standard Dictionary of Electrical and Electronics Term (IEEE Std 100-1996)’
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database

3. Tujuan & Kriteria
Tujuan
Menciptakan sebuah tabel yang ‘normal’  baik/ optimal.
Kriteria
1. Jika ada dekomposisi (penguraian) tabel, maka hasil dekomposisinya
dijamin aman (Lossless-Join Decomposition).
2. Ketergantungan fungsional dalam tabel harus tetap terjaga
(Dependency Preservation).
3. Memenuhi bentuk Boyce-Codd Normal Form (BCNF).
Jika kriteria ketiga (BCNF) tidak terpenuhi, maka paling tidak tabel tersebut
harus memenuhi Bentuk Normal Tahap Ketiga (3rd Normal Form, 3NF ).
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database

4. Kriteria (cont.)
Bentuk normal lain, selain kriteria utama di atas :
1. Bentuk Normal Tahap Pertama (1st Normal Form, 1NF )
2. Bentuk Normal Tahap Kedua (2nd Normal Form, 2NF )
3. Bentuk Normal Tahap Keempat (4th Normal Form, 4NF )
4. Bentuk Normal Tahap Kelima (5th Normal Form, 5NF )
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database

5. Tabel Universal
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database

6. Tabel Universal
Lihat tabel universal contoh!
Tabel universal (universal/ star table) = tabel yang merangkum semua
kelompok data yang saling berhubungan.
Dari tabel universal tsb, dengan memperhatikan kesamaan dan
ketidaksamaan data di antara baris-baris data, juga dengan memahami
hubungan alamiah antar data, dapat dibentuk serangkaian KF sbb :
KF yang terbentuk :
nim  nama_mhs, alamat_mhs, tgl_lahir
kode_kul  nama_kul, sks, semester, waktu, tempat, nama_dos
nama_dos  alamat_dos
nim kode_kul  idx_nilai
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database

7. Alasan melakukan dekomposisi
Ada beberapa kelemahan mendasar pada tabel universal yang dapat
menjadi alasan untuk melakukan dekomposisi, yaitu:
1. Pengulangan informasi
2. Potensi inkonsistensi data pada operasi pengubahan
3. Tersembunyinya informasi tertentu.
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database

8. Lossless-Join Decomposition/ Lossless Decomposition
Dekomposisi = pemisahan sebuah tabel menjadi beberapa tabel dengan
mempertimbangkan KF yang telah ada. Dilakukan agar tiap tabel yg akan
digunakan untuk sistem kita hanya memiliki 1 (satu) KF saja (KF minimum).
Dekomposisi yang benar terjadi bila tabel-tabel hasil dekomposisi
digabungkan kembali akan menghasilkan tabel awal.
Contoh (Lossy-Join Decomposition) :
asumsikan di tabel ABC ini ada 2 KF : A  B dan B  C (yang didapat dari
pengamatan yang kurang teliti !).
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database
A B C
row 1 a1 100 c1
row 2 a2 200 c2
row 3 a3 300 c3
row 4 a4 200 c4

9. Lossless-Join Decomposition/ Lossless Decomposition
A B C
row 1 a1 100 c1
row 2 a2 200 c2
row 3 a3 300 c3
row 4 a4 200 c4
Hasil dekomposisi :
A B B C
a1 100 100 c1
a2 200 200 c2
a3 300 300 c3
a4 200 200 c4
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database
Jika digabungkan kembali :
A B C
a1 100 c1
a2 200 c2
a2 200 c4
a3 300 c3
a4 200 c2
a4 200 c4
A  B B  C
Tabel berbeda dengan tabel awal !

10. Lossless-Join Decomposition/ Lossless Decomposition
Tapi bila pada tabel awal, data yang ada di sel (4,4) berbeda :
A B C
row 1 a1 100 c1
row 2 a2 200 c2
row 3 a3 300 c3
row 4 a4 200 c4
maka dekomposisi yang dilakukan akan menjadi benar
KF: A  B KF: B  C
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database
A B C
row 1 a1 100 c1
row 2 a2 200 c2
row 3 a3 300 c3
row 4 a4 200 c2
A B B C
a1 100 100 c1
a2 200 200 c2
a3 300 300 c3
a4 200
Test:
Coba gabungkan kembali !

11. Dependency Preservation (DP)
Merupakan syarat kedua yang harus dicapai untuk mendapatkan tabel/
basis data yang baik. Ketika dilakukan perubahan isi suatu data pada tabel,
maka harus dapat dijamin bahwa perubahan tsb tidak menghasilkan
inkonsistensi data yang mengakibatkan KF yang sudah benar menjadi tidak
terpenuhi.
Tabel universal (contoh) dapat menunjukkan kerapuhan dalam memenuhi
syarat DP ini. Kalaupun ingin tetap dipaksakan, maka upaya pemeliharaan KF
akan akan berlangsung dengan sangat tidak efisien. Bayangkan bila terjadi
perubahan Alamat untuk mahasiswa dengan NRP =’6198002’  perubahan
ini harus dilakukan satu per satu pada atribut alamat_mhs di semua row
yang nilai atribut nrp-nya bernilai ‘6198002’.
Karena itu, solusinya adalah dengan memisahkan atribut nrp dan
alamat_mhs ke tabel lain (dekomposisi), demikian juga dengan atribut lain
yang mempunyai KF dengan atribut nrp.
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database

12. Boyce-Codd Normal Form (BCNF)
Sebuah tabel dikatakan sudah memenuhi kriteria BCNF jika untuk semua KF
dengan notasi x  y, maka x harus merupakan superkey pada tabel
tersebut. Jika tidak demikian, maka tabel tersebut harus didekomposisi
berdasar KF yang ada, sedemikian rupa sehingga x menjadi superkey pada
tabel-tabel hasil dekomposisi.
Bila dilihat pada tabel universal (contoh), maka akan terlihat bahwa tabel
tsb tidak memenuhi BCNF, bukti  ambil salah satu KF, yaitu nrp 
nama_mhs, alamat_mhs, tgl_lahir, maka seharusnya nrp merupakan
superkey di tabel tersebut. Tapi kenyataannya tidak demikian, karena pada
tabel tsb nrp tidak unik. Karena itu tabel universal tsb harus didekomposisi.
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database

13. Boyce-Codd Normal Form (BCNF)
Untuk dapat mendekomposisi dengan aman, harus dipilih KF minimum yang
terdapat di tabel tsb. Pada tabel contoh, terdapat 4 KF minimum, yaitu :
• nrp  nama_mhs alamat_mhs tgl_lahir
• kode_kul  nama_kul sks semester waktu tempat nama_dos
• nama_dos  alamat_dos
• nrp kode_kul  idx_nilai
Dengan 4 KF tersebut, maka tabel universal dapat didekomposisi menjadi 4
tabel, yaitu :
1. Tabel Mahasiswa dengan atribut nrp, nama_mhs, alamat_mhs dan tgl_lahir.
2. Tabel Kuliah dengan atribut kode_kul, nama_kul sks semester waktu tempat dan
nama_dos
3. Tabel Dosen dengan atribut nama_dos dan alamat_dos.
4. Tabel Nilai dengan atribut nrp, kode_kul dan idx_nilai.
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database

14. Boyce-Codd Normal Form (BCNF)
Penempatan data ke masing-masing tabel harus mempertimbangkan
keunikan baris datanya. Jadi jika ada beberapa baris data yang isi
keseluruhan datanya sama, cukup dinyatakan dalam 1 baris data saja. Hasil
dekomposisi tabel universal adalah sbb :
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database

15. Boyce-Codd Normal Form (BCNF)
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database

16. Boyce-Codd Normal Form (BCNF)
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database

17. Bentuk Normal Tahap Ketiga (3rd NF)
3NF adalah kriteria alternatif, jika kriteria BCNF tidak dapat dipenuhi. Tabel
dikatakan dalam bentuk 3NF jika : untuk setiap KF dengan notasi X  A , di
mana A mewakili semua atribut tunggal dalam tabel yang tidak ada dalam X,
maka :
• X haruslah superkey pada tabel tersebut.
• atau A merupakan bagian dari key primer pada tabel tersebut.
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database

18. Bentuk Normal Tahap Ketiga (3rd NF)
Lihat Tabel Mahasiswa_1 berikut :
KF nrp  nama_mhs alamat_mhs tgl_lahir sudah memenuhi BCNF (dan
sekaligus 3NF) karena nrp adalah superkey. Tapi KF baru tidak memenuhi
BCNF, karena kode_pos bukan superkey.
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database

19. Bentuk Normal Tahap Ketiga (3rd NF)
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database

20. Bentuk Normal Tahap Ketiga (3rd NF)
KF nrp  nama_mhs alamat_mhs tgl_lahir sudah memenuhi BCNF (dan
sekaligus 3NF) karena nrp adalah superkey. Tapi KF baru tidak memenuhi
BCNF, karena kode_pos bukan superkey.
Hasil dekomposisi, memang belum memenuhi BCNF, tetapi telah memenuhi
3NF, karena walaupun kode_pos bukan superkey, tapi nama_kota adalah
bagian dari primary key dari tabel Alamat.
Karena telah memenuhi 3NF, maka tabel (dapat) tidak perlu didekomposisi
lagi, sehingga tabelnya akan berbentuk sebagai berikut :
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database

21. Bentuk Normal Lainnya (Tidak dibahas secara detil)
Bentuk Normal Tahap Pertama (1NF) : terpenuhi jika sebuah tabel tidak
memiliki atribut bernilai banyak (multivalued attribute) atau lebih dari satu
atribut dengan domain nilai yang sama.
Bentuk Normal Tahap Kedua (2NF) : terpenuhi jika pada sebuah tabel,
semua atribut yang tidak termasuk dalam primary key memiliki KF pada
primary key tsb secara utuh.
Bentuk Normal Tahap Keempat dan Kelima (4NF dan 5NF) : 4NF berkaitan
dengan sifat Ketergantungan Banyak-Nilai (Multivalued Dependency) pada
suatu tabel yang merupakan pengembangan dari KF. Sedangkan 5NF
(Project-Join Normal Form) berkaitan dengan Ketergantungan relasi antar
tabel (join dependency)
[A. Sadiyoko, 2014] Kuliah Sistem Informasi – Normalisasi Database