KEBUTUHAN PERENCANAAN DATABASE

2.1 TUJUAN PERENCANAAN

Sebelum melihat pada masalah-masalah perencanaan khusus dan algoritma,yang terbaik adalah menentukan beberapa tujuan perencanaan. Pada kenyataannya,apa yang diinginkan hasil akhir dari proses perencanaan database relasional?Meskipun beberapa tujuan perencanaan dapat disusun, tujuan berikut yang dianggapjadi lebih penting, yaitu :

1. Memiliki kemampuan menyimpan seluruh data yang berguna dalam database.2. Meniadakan kerangkapan data (redundant).3. Mengusahakan banyaknya relasi di dalam database minimum.

4. Mempunyai relasi yang dinormalkan, sebagaimana untuk problema memini-mumkan pembaharuan dan penghapusan.

Setiap tujuan ini akan dibicarakan dengan singkat.

Tujuan 1 : Kemampuan menyimpan seluruh data yang berguna dalamdatabase. Tujuan ini jarangjelas, tetapi ini paling penting. Database dianggap dapatmemenuhi semua data yang menarik untuk organisasi sehingga database hams di-rencanakan dalam suatu cara sehingga suatu tempat untuk sebuah data dapat

11

ditemukan dalam database. Tingkat pertama didalam proses perencanaan adalahmenetapkan semuaatribut yangditempatkan dalam database. Suatu saat atribut telahdiidentifikasi, perencana dapat mulai untuk bingung mengenai bagaimana beberaparelasi akan diperlukan,dan atribut yang mana akan dimasukkan ke dalam relasitenentu. Di dalam sebuah database untuk mikrokomputer, di sini ada problematambahan yaitu apakah data yang akan disimpam harns direncanakan sebagai hasildi dalam satu database, atau mungkin dua atau beberapa database.

(a) (b)

Gambar 2.1. Data rangkap yang tidak rangkap

Tujuan 2: Meniadakan kerangkapan data. Percabangan dari tujuan ini tidakjelas untuk perencana database pemula. Kunci untuk mengerti tujuan ini adalahmenyadari bahwa ada suatu perbedaan yang nyata antara data yang rangkap dankerangkapan data yang rangkap.Sebagai contoh, lihatrelasi E_S pada gambar 2.1(a).Relasi ini mempunya 2 atribut, Emp#(nomor pegawai) dan Supr(pengawas).Relasimemenuhi data yang menunjukkan pengawas yang bersangkutan dari setiappegawai di dalam perusahaan. Nama-nama dari para pengawas dapat ditunjukkanbeberapa kali dalam relasi. Dalam kenyataan, sebuah nama pengawas akan muncullagi untuk setiap pegawai yang diawasi. Catatan, meskipun 'Jones'dan 'Smith'keduanya muncul dua kali di dalam hal E_S diberikan di dalam gambar 2.1(a), tidakada nama-nama rangkap yang dinamakan kerangkapan. Alasan mereka bukankerangkapan yang adalah jika satu dari nama-nama itu tak ada dari relasi, maka in-formasi hHang.Contoh gambar 2.1(b), menunjukan suatu hal dari E_Sakan terlihatsepeni dengan nama rangkap dihapus. Dalam alasan ini, tidak ada tujuanmengetahui nama-nama pengawas pegawai #195 dan #200.

12

E_S E_S

Emp*I

SuprI

I Empt*I supe

125 Jones 125

I

Jones

138 Smith 138 Smith

195 smith 195

200 Jones 200

Gambar 2.2(a) adalah contoh dari sebuah relasi yang mempunyai redundantatas data yang rangkap. Relasi E_S_P Similar dengan relasi E_S tetapi memasuk-kan atribut Sphone, yang mana adalah nomor telephone daripengawas (Diasumsikanbahwa setiappengawas hanya mempunyai sebuah nomor telephone). Dalam hal ininomor telephone untukJones dan Smith muncullebih dari sekali, dan informasi yangrangkap pada nomor telephone adalah redundant. Alasan nomor-nomor yangrangkap adalah kerangkapan jika, katakan, satu dari nomor-nomor telephone Jonesditiadakan, nomor telephone Jones adalah model yang tersedia di dalam tupel yanglain dalam relasi. Gambar 2.2(b) adalah sebuah contoh bagaimana relasi E_S_Pakan terlihatjika nomor-nomor telephone yangrangkap digantidengan 'null' .Catatanbahwa nomor-nomor telephone untuk Jones dan Smith tidak akan hilang,sejaknomor-nomor itu setiap muncul d( dalam satu tupel dalam relasi. Metode ini

. pedomankerangkapandatayangtidakmemuaskanuntuk 2 alasan.Pertama,tempatkosong dalam basisdata harns dihindarkan, sejak program tambahan dikehendakiuntuk menghitung apa ani dari null yang sebenamya. Dalam hal ini,jika tupel ketiga,( 195,Smith,_), yang dibaca dari relasi,nomor telephone Smith akan tidak diketahui.Pemakai akan mempunyai cukup pengetahuan untuk melihat tupel yang lain dalam

13

(a) (b)

E_S S_P

Emp;tI

SuprI I

SuprI

Sphone

125 Jones Jones 3051

138 Smith Smith 2222

196 Smith

200 Jones I Gambar 2. 2 Meniadakan

kerangkapan data

(c) (data redundant)

Emp;t Supr Spone I

125 Jones 3051

135 Smith 2222

195 Smith 2222

200 Jones 3051

Emp;t Supr Sphone

125 Jones 3051

135 Smith 2222

195 Smith -200 Jones -

relasi yang dipunyai Smith sebagai nilai atribut Supr dan tidak ada nilai null untukSphone. Kedua, dan lebih kritis, relasi dalam gambar 2.2(b) dibentuk seperti itumasalah penghapusan yang sukar dapat terjadi. Jika pegawai dengan E# = 125meninggalkan enterprise, dan tupel (125,Jones,3051) dihapus dari relasi untukmengambil kenyataan ini kedalam hitungan, nomor telephone untuk Jones hHang,sejak tidak muncul dimanapun selain di dalam relasi.

Gambar 2(c) terlihat sebagai jalan terbaik meniadakan kerangkapan nomor-nomor telephone. Disini relasi E_S_P akan berubah tempat dengan 2 relasi, satupedoman informasi dalam nomor-nomor pegawai dan nama-nama pengawas, dansatu pedoman informasi dalam nomor-nomor telephone pengawas. Ini akan menjaditerlihat didalam pasal berikutnya yang membagi relasi-relasi sebagai suatu caraperencanaan baku, tetapi harus dilakukan dibawah keyakinan yang pasti. Catatan da-lam gambar 2.2(c) bahwa pegawai #125 dapat segera dihapus dari relasi E_S tanpakehilangan nomor-nomor telephone pegawai-pegawai pengawas yang tadi, yangdisimpan dalam relasi S_P.

. Tujuan 3 : Memelihara nomor dari relasi untuk suatu minimum. Tujuanini perjanjian dengan kenyataan bahwa meskipun membagi satu relasi kedalam duaatau lebih relasi yang lebih kecil boleh menjadi yang diinginkan untuk ketiadaanmasalah-masalah keyakinan, terlalu banyak relasi dalam basisdata bisa mem-buatnya tidak praktis untuk menggunakan suatu angka yang siap dari pemakai.Demikian, relasi-relasi nomor tidak dapat menjadi boleh tumbuh dalam suatu carayang tidak terbatas.

'Tujuan 4 : Mempunyai relasi yang dinormalkan. Tujuan 4 perjanjiandengan kenyataan relasi-relasi pasti adalah lebih susceptible untuk masalah peng-hapusan dan perubahan, seperti kehilangan nomor telephone pengawas dibicarakandalam tujuan dua yang tersebut diatas, daripada relasi yang lain. Perencana harusbelajar untuk menandai ini dengan kesanggupan relasi yang berbahaya dan menor-malkannya dengan membaginya dalam suatu gaya tulisan. Normalisasi adalahmenguraikan satu relasi kedalam dua atau lebih relasi mengikuti suatu cara yangkhusus untuk menentukan pembagian. Normalisasi akan dibicarakan dalampasal 3.

Suatu masalah dengan rencana tujuan tiga dan empat adalah yang merekakerjakan didalam kebalikan untuk setiap yang lain. Tujuan tiga akan mempunyaikompromi untuk mempertemukan ujuan empat atau,membicarakan ,tujuan empatakan mempunya kompromi unttuk mempertemukan tujuan tiga. Ini akan menjadibagiandari keputusan rencana akhir.

14

2.2 RELASI UNIVERSAL

Anggap bahwa suatu basisdata keeil akan menjadi reneana untuk seorangpenasehat universitas. Penasehat mempunyai beberapa mahasiswa yang dinasehati,semua yang tinggal di kampus, dan semua yang ada dalam departemen utama yangsarna.

Langkah pertama dalam cara pereneanaan adalahpenentuan dari semua atributyang penasehat inginkan untuk dimiliki dalam basisdata, dan bagaimana atributdihubungkan ke setiap yang lain. Informasi adalah tempatdi dalam pembiearaan olehpenasehat, membuat pasti bahwa penasehat tahu apakah data akandi dalal.1basisdata,bagaimana basisdata akan dipergunakan, dan apakah informasi penasehat menghar-apkan untukmemperoleh dari basisdata. Setelah beberapapertemuan oleh penasehat,nama-nama, keadaan-keadaan pada atribut disimpan yang ditentukan menjadi:

Snum-nomor mahasiswa, suatu integer yang mempunyai nilai yang unikuntuk setiap mahasiswa dalam universitas.

Sname-nama mahasiswa, setiap mahasiswa hanya mempunyai satu nama,tetapi ini mungkin bahwa lebiiih dari satu mahasiswa mempunya nama yang sarna.

Rnum-nomor kamar asrama kampus. Setiap mahasiswa tinggal dalamkampus dan diberi sebuah kamar. Lebih dari satu mahasiswa yang mungkin diberipada spbuah kamar tunggal.

Pnum-nomor telephone mahasiswa. Setiap kamar asrama kampusmempunyai satu telephone yang dipakai oleh semua mahasiswa dalam kamar.

Class-nomor kelas. Ini adalah nomor petunjuk sebuah kelas yang diambiloleh seorang mahasiswa yang sebenarnya. Sebagai eontoh adalah MTH122. Pe-nasehat hanya akanmenyimpandatadalamkelas-kelasyangmempunyaikelengkapanoleh seorang mahasiswa yang memberi.

Term-waktu kuliah. Ini waktu kuliah yang mana sebuah kelas yang diberikandilengkapi oleh mahasiswa. Ini mungkin bahwa seorang mahasswa yang diberi bolehmengambil banyak kursus yang sarna dalam waktu yang berbeda.

Grade-tingkatan kelas. Tingkatan seorang mahasiswa yang diberi diterimadalam sebuah kelas yang sebenarnya dalam suatu waktu yang diberi.

Sebuah eontoh data yang penasehat reneanakan sebagai yangakan disimpandalam basisdata diperlihatkan dalam gambar 2.3. Meskipun gambar ini sebuaheontoh tabular dari data bahwa mungkin akan ada di dalam basisdata pada beberapasaat pada waktu, tabel bukan suatu relasi.

15

ADVISOR

Gambar 2. 3 Data yang diinginkan oleh penasehat.

Gambar 2.4. Satu 'baris' dari tabel dalam gambar 3.

Untuk melukiskan mengapa tabel dalam gambar 2.3 bukan sebuah relasi, satu'baris' akan dikeluarkan dalam gambar 2.4. Dalam gambarini, nilai field-field dalamempat field Snum, Sname, Rnum dan Pnum adalah semua nilai-nilai tunggal,sementara nilai-nilai dalam field-field Class, Term dan Grade mempunyai nilai-nilaijamak. 'Baris' ini dibedakan denganjelas dari bentuk tuple yang diberikan dalamrelasi-relasi sederhana yang telah dibicarakan terlebih dahulu. Perbedaan itu adalahsemua field-field dalam baris tidak melakuka~ pengisian atribl1tbernilai tunggal.Untuk menentukan data dalam gambar 2.3 kedalam bentuk sebuah relasi, data hamsmenjadi tempat akhir juga bahwa setiap tuple mempunyai suatu hal bernilai tunggaldalam tiap-tiap elemem dari tuple. Ini dapat selalu dilakukan oleh suatu carapemasukan sederhana, dengan hasil dalam hal itu menjadi gambar 2.5. Cara yangmungkin penambahan dari sejumlah besar data rangkap, tetapi kerangkapan akandijadikan pemindahan yang dibelakang dalam cara rencana.

16

Snum Sname Rnum Pnum Class Tenn Grade

3215 Jones 120 DH 2136 MTH 122 F84 1.6

SCIl20 F84 2.4

PHY230 W85 2. 1

MTH 120 W85 2. 3

3462 SmithA 238VH 2344 MTH 122 W84 2. 3

MTH123 W85 3. 5

PSY220 W85 3. 7

3567 HowesJ 120DH 2136 SCI239 W84 3. 3

EGR171 F84 3.5

PHY141 F84 1.8

4756 AlexK 345VH 3321 MUS389 F83 4.0

3215 JonesG 120DH 2136 MTH122 F84 1.6

SCIl20 F84 2.4

PHY230 W85 2. 1

MTH 122 W85 2. 3

Tabel dalam gambar 2.5 sekarang adalah suatu hal dari sebuah relasi yang sah.Ini ditunjuk sebagai relasi universal dari basisdata menjadi direneanakan. Relasiuniversal mempunyai semua atribut dari tempat yang menarik kedalam satu relasi,dan dapat menyimpan semua data yang akan menjadi tempat dalam basisdata padasuatu waktu yang akandatang. Untuk basisdata yang keeil (sesuatu dengan tidak lebihdari 15-20 atribut) relasi universal akan dapat dipergunakan dengan efektif sebagaihal pemula dari reneana basisdata.

2.3 MASALAH-MASALAH DENGAN MENGGUNAKAN SE-BUAH RELASI TUNG GAL

ADVISOR

Snum Sname Rnum Pnum Class Tenn Grade

Gambar 2.5. Data dari tabel dalam gambar 2.3 ditempatkan dalam sebuahrelasi yang berlaku.

Suatu permulaan pereneanaakan digoda untukmenggunakan relasi ADVISORdalam gambar 2.5 sebagai basisdata yang lengkap. Kelihatannya untuk menjadisesuatu yang terus didepannya untuk melakukan. Mengapa pemutusan ADVISORkedalam beberapa relasi yang lebih keeil, ketika dia dapat pedoman semua dataakan dia sendiri ? Adalah beberapa alasan mengapa relasi yang sebenarnya ini tidakharus digunakan sebagai hanya satudi dalambasisdata. Ini akan dapat ditemukan olehpenglihatan bagaimana basisdata akan dipergunakan, dan bagaimana data dalamADVISOR akan dipengaruhi oleh operasi-operasi basisdata yang pasti. Pembi-earaan pusat bawah pada tiga masalah-masalah khusus: Satu dihubungkan untuk

17

32]5 JonesG ]20DH 2]36 MTH] 22 F84 1.6

32]5 JonesG ]20DH 2136 SCI120 F84 2.4

3215 JonesG ]20DH 2136 PHY230 W85 2. 1

3215 JonesG ]20DH 2136 MTH 122 W85 2. 3

3462 SmithA 238VH 2344 MTH 122 W84 2. 3

3462 SmithA 238VH 2344 MTH]23 W85 3.5

3462 SmithA 238VH 2344 PHY220 W85 3. 7

3567 HowesJ ]20DH 2136 SCI239 W84 3.3

3567 HowesJ ]20DH 2136 ERG]71 F84 3.5

3567 HowesJ 120DH 2136 PHY] 41 F84 1.8

4756 AlexK 345VH 3321 MUS389 F83 4.0

pembahaman (ataumodifikasi) dari data dalam basisdata; satu meliputi penghapusansebuah tuple dan yang lainnya meliputi penyisipan sebuah tuple baru. Masalah-masalah diluar yang dengan umumnya dihubungi untuk sebagai penyisipan, peng-hapusan, dan perubahan penyimpangan, dimana sebuah penyimpangan adalah suatuvariasi dari nonna.

Masalah penyisipan : Jika penasehat menentukan sebuah nasehat barn, satusiapa yang harus belum melengkapi sebuah kelas, sebuah tuple untuk mahasiswaakan mempunyai penempatan didalam basisdata dengan null untuk nilai atributClass, Tenn, dan Grade. Sebagai catatan beberapa waktu, nilai null hams dihindari.Demikian, mahasiswa bam tidak dapat ditambahkan pada basisdata sampai sesudahsebuah kelas menjadi lengkap .

Gambar 2.6(a) adalah sebuah contoh dari apakah ADVISOR akan terlihatseperti jika seorang mahasiswa yang tidak hams melengkapi beberapa kelasdikuatkan kedalam relasi menggunakan dBase II. Untaian karakter null memper-lihatkan sebagai tempat kosong (dalam Class dan Tenn). Sementara nilai bilangannull dalam tempat Grade diterjemahkan oleh dBase II sebagai sebuah 0.0. Gambar2.6(b) memperlihatkan sebuah kemungkinan akibat dari kemunculan 0.0 dalamtempat kosong. Disini sebuah cara penyelesaian pada Query "Daftar Snums danSnames dari semua mahasiswa yang diizinkan pada sisa satu tingkatan mengatakansuatu 2.0" akan dilaksanakan. HomerH didaftar sebagai bagian mahasiswa, tetapiHomerH tidak dilengkapi sebuah kelas tunggal.

USE ADVISOR

·List

(a)

18

0000 1 3215 JonesG 120DH 2136 MTH122 F84 1.6

00002 3215 JonesG 1200H 2136 SCI 120 F84 2.4

00003 3215 JonesG 1200H 2136 PHY230 W85 2. 1

00004 3215 JonesG 1200H 2136 MTH 122 W85 2. 3

00005 3462 SmithA 238VH 2344 MTH 122 W84 2. 3

00006 3462 SmithA 238VH 2344 MTH123 W85 3.5

00007 3462 SmithA 238VH 2344 PHY220 W85 3. 7

00008 3567 HowesJ 120DH 2136 SCI239 W84 3.3

00009 3567 HowesJ 120DH 2136 ERG171 F84 3.5

00010 3567 HowesJ 120DH 2136 PHY141 F84 1.8

00011 4756 AlexK 345VH 3321 MUS389 F83 4.0

00012 7890 HOwerH 121VH 7619 0.0

. display off Snum, Sname for Grade < 20

3215 JonesG

3567 HowesJ

7890 I HowerH

(b)

(a) hasil penyisipan sebuah record dengan tempat kosong.(b) kesalahan rangkap Query untuk tempat kosong.

Masalah Memperbarui : Ini adalah sejumlah besar kerangkapan data dalamADVISOR. Kerangkapan data selalu tanda kemungkinan dari perubahan hanya se-bagian keinginan data selama sebuah operasi pembaharuan. ADVISOR mempunyaikedua penjelasan, dan tidak terlalu jelas, kerangkapan. Penjelasan kerangkapanadalah suatu pemberian nama mahasiswa, nomor kamar dan nomor telephone akandidaftar beberapa kali. Dalam hal ADVISOR diberikan dalam gambar 2.5 nomorkamar Ms.G Jones muncul tiga kali. Jika dia dihubungi penasehatnya dan menga-takan bahwa nomor kamarnya akan dirubah, Penasehat harus membuat pasti bahwaperubahan dibuat dalam seluruh tiga tuple atau data akan menjadi tidak tetap.

Suatu kerangkapan yang tidak terlalujelas adalah nomor telephone.yang sarnamemperlihatkan untuk semua mahasiswa yang tinggal dalam kamar yang sarna.Dalam gambar 2.5 nomor telephone untuk nomor 120DH muncul keduanya olehJonesG dan HowesJ. Anggap MS.G.Jonesmenceritakan penasehatnya bahwa nomortelephonenya akan dirubah ke 777, tetapi lalai untuk menceritakan penasehat bahwadia mempunyai seorang pasangan kamar.

. Jika penasehathanyamerubahnomor telephonedalam tuple-tupleitu yangdipunyai nomor mahasiswa JonesG didalamnya, lalu nomor telephone yang benaruntuk telephone yang benar untuk telephone itu yang dinomor ka,mar 120DH tidakakan diketahui, sejak 2 perbedaan nomor untuk telephone dalatn kamar ini akanmenjadi dalam relasi.

Gambar 2.7 melukiskan penyimpangan pembaharuan yang telah lalu. Dalstmgambar 2.7(a) nomor telephoneJonesG dirubahke 7777.Gambar 2.7(b)memberikandBase IIjawaban untuk Query "Daftar nomor telephone dalam kamar 120DH". Duanomor yang didaftar dalamjawaban untuk Query, yang mana adalah kesalahan sejaksetiap kamar hanya mempunyai satu telephone dan ~atunomor telephone. Catatanbahwa jawaban yang rangkap untuka Query dicetak dengan dBase II. Nomor tele-phone 2136 dan 777 setiap muncul dalam tiga tuple berbeda dalam hal relasiADVISOR dibawah pembicaraan, dan semua nilai enam memperoleh cetakandengan DBMS diprogram untuk menyelesaikan kerangkapan jawaban untuk Query,jika tidak adalah permohonan yang khusus.

Gambar 2.6

19

Masalah penghapusan : Dalam hal ADVISOR memberikan gambar 2.5,sebuah tuple dengan Snum =4756 muncul hanya sekalidalam relasi. Tuple ini adalahuntuk seorang mahasiswa yang mempunyai nama AlexK. Anggap bahwa penasehatmenemukan bahwa mahasiswa ini tidak mengambil kelas MUS389 sebagaimanaditunjukkan, dan penghapusan tuple ini dari relasi. Sejak ini hanya tuple yangmenggabungkan beberapa relasi informasi untuk mahasiswa ini, penghapusan iniakan meniadakan mahasiswa dari basisdata. Jika penaseha mengikuti penghapusanini dengan suatu permohonan untuk suatu pendaftaran nama-nama semua nasehatdari ADVISOR, nama AlexK tidak akan didaftar.

- replace Pnum with 7777 for Sname ='JONESG'

00004 REPLACEMENT (S)

(a)

20

-list off

3215 JONESG 120DH 2136 MTH 122 F84 1.6

3215 JONESG 120DH 2136 SCIl20 F84 2.4

3215 JONESG 120DH 2136 PHY230 W85 2. 1

3215 JONESG 120DH 2136 MTH 122 W85 2.3

3462 SMITHA 234YH 2344 MTH 122 W84 2.3

3462 SMITHA 234YH 2344 MTH123 W85 3.5

3462 SMITHA 234YH 2344 PSY220 W85 3. 7

3567 HOWESJ 120DH 2136 SCI239 W84 3.3

3567 HOWESJ 120DH 2136 EGR171 F84 3.5

3567 HOWESJ 120DH 2136 PHY141 F84 1.8

4756 ALEXK 345YH 3321 MUS389 F83 4.0

7890 HOWERH 121YH 7619 0.0

. display offPnum for Rnum = '120DH'7777

7777

7777

7777

2136

2136

2136

Gambar 2.7(b)

(a) Merubah satu nomor telephone mahasiswa(b) Kesalahan query mengikutiperubahan nomor telephone.

SOAL LATIHAN

1. Pada relasi ADVISOR sesuai gambar 2.5, manakah yang merupakan primarykey (kunci utama) ?

2. Pada relasi ADVISOR sesuai gambar 2. 5, identifikasikan pada data tersebutyangmengalamiduplikasi& redudan. .

3. Pada relasi ADVISOR sesuai gambar 2. 5, idemifikasikan pada data tersebutyang mengalami duplikasi tetapi tidak redudan

4. Relasi PHONE dibuat untuk memberikaninformasi mengenai nama Pegawai,Nomor TeleponRumah, Nomor Telepon untuk pesawat di kantor. Diasumsikanbahwa * Nama Pegawai unik, satu rumah dengan satu telepon & mungkinmempunyai telepon dengan pesawat yang berbeda-beda. * Setiap Pegawaibeberapa karyawan mempergunakan telepon secara pararel secara khusus relasiPHONE disajikan pada gambar 2. 8

21

PHONE

Gambar 2. 8 Relasi PHONE

Pertanyaan:(a) Diskusikan bahwa data relasi PHONE di atas yang redudan.(b) Bagaimana relasi PHONE diatas diubah sehingga data redudan hilang.(c) Gambarkan relasi dari relasi PHONE setelah menghilangkan data yang

redudan.

22

NAMA TELEPON RUMAH PESAWAT

JONESKK 345 - 1121 3167

JONESKK 345-1121 3168

KROFf AD 345 - 9898 4000

MARTZLK 348 -4512 3167

MARTZLK 348 - 4512 3168

RALSTONTI 345 -7766 4001

RALSTONTI 345- 7766 4002