IF Notes

Data Design: Normalization and Storage Architectures

5 min read

Back to Sistem Informasi ITB

Data Design: Normalization and Storage Architectures

Questions/Cues

  • Mengapa normalisasi diperlukan untuk integritas data?
  • Kriteria desain kode yang baik dalam basis data
  • Perbedaan model basis data hierarkis vs relasional
  • Keuntungan organisasi file indeks-sequential
  • Hubungan normalisasi dengan struktur penyimpanan

Reference Points

  • IF3141 Sistem Design Slides (Halaman 28-42)
  • Materi Sistem Informasi ITB 2024/2025

Tujuan dan Proses Desain Data

Desain data bertujuan menciptakan struktur data fleksibel yang mendukung kebutuhan fungsional sistem. Proses dimulai dengan model data konseptual (seperti diagram entitas-relasi) yang kemudian dinormalisasi untuk menghilangkan redundansi dan meningkatkan integritas data. Normalisasi memastikan setiap fakta disimpan tepat satu kali dan data selalu konsisten.

Contoh analogi: Seperti mengatur dokumen arsip - surat harus disimpan dalam map tepat sesuai klasifikasi subjeknya, tidak ada duplikat, dan mudah ditemukan melalui sistem kode referensi.

Langkah kritis dalam desain data:

  1. Analisis kebutuhan dari spesifikasi fungsional
  2. Pembuatan model data konseptual
  3. Normalisasi model ke bentuk normal ketiga (3NF)
  4. Pemilihan teknologi penyimpanan sesuai kebutuhan

Teknik Normalisasi Data

Normalisasi adalah proses sistematis untuk mengorganisasi data menjadi tabel-tabel yang meminimalkan redundansi melalui serangkaian bentuk normal. Bentuk normal pertama (1NF) menghilangkan grup berulang, bentuk kedua (2NF) menghapus ketergantungan parsial, dan bentuk ketiga (3NF) menghilangkan ketergantungan transitif.

Contoh praktis: Tabel penjualan awal yang menyimpan data pelanggan dan produk dalam satu tabel akan dipisah menjadi tabel terpisah untuk pelanggan, produk, dan transaksi penjualan. Ini mencegah anomali update saat data pelanggan berubah.

Manfaat normalisasi:

  • Konsistensi data terjamin
  • Optimasi penggunaan ruang penyimpanan
  • Mempermudah proses maintenance
  • Mencegah inkonsistensi saat update/delete

Desain Kode dan Identifikasi Unik

Kode unik diperlukan sebagai kunci utama untuk mengidentifikasi record secara unik. Desain kode yang baik harus memenuhi kriteria:

  • Unik: Setiap entitas memiliki kode berbeda
  • Stabil: Format konsisten sepanjang waktu
  • Ekspansif: Memungkinkan penambahan entitas baru
  • Efisien: Panjang optimal tidak berlebihan

Jenis-jenis kode umum:

  1. Sequential number: 0001, 0002, …
  2. Faceted code: Gabungan beberapa segmen (contoh: PROD-2024-IT-001)
  3. Self-checking code: Mengandung digit verifikasi (contoh: ISBN buku)

Contoh implementasi: Kode barang “ELEC-050-ASUS-22” terdiri dari segmen kategori (ELEC), departemen (050), merek (ASUS), dan nomor urut (22).

Arsitektur Penyimpanan Database

Terdapat empat model utama sistem manajemen basis data (DBMS):

  1. Hierarkis: Data diatur seperti pohon dengan relasi parent-child (contoh: XML, Windows Registry)
  2. Jaringan: Memungkinkan multiple parents (contoh: IDMS)
  3. Relasional: Data dalam tabel terhubung via kunci (contoh: MySQL, PostgreSQL)
  4. Berorientasi objek: Menyimpan objek lengkap dengan method (contoh: MongoDB)

Perbandingan performa:

  • Relasional: Optimal untuk query kompleks dan transaksi ACID
  • Berorientasi objek: Lebih cepat untuk data semi-terstruktur
  • Hierarkis: Efisien untuk data dengan relasi stabil

Organisasi File Fisik

Teknik penyimpanan data di media fisik meliputi:

  1. Serial: Record disimpan berurutan tanpa pengurutan
  2. Sequential: Record diurutkan berdasarkan kunci tertentu
  3. Indexed-Sequential: Menggabungkan file data serial dengan indeks sequential

Mekanisme akses:

  • Sequential access: Membaca record secara berurutan
  • Direct access: Melompat langsung ke record tertentu menggunakan indeks

Contoh implementasi: Sistem perpustakaan menggunakan file indeks untuk kode buku (ISBN) yang mengarah ke lokasi fisik buku di rak penyimpanan. Sistem ini memungkinkan pencarian cepat baik secara berurutan maupun langsung.

Summary

Normalisasi data merupakan proses kritis dalam desain basis data untuk mencapai integritas data melalui eliminasi redundansi dan anomali update. Pemilihan arsitektur penyimpanan (hierarkis, jaringan, relasional, atau OO) harus mempertimbangkan pola akses data dan kebutuhan transaksional. Organisasi file fisik dengan teknik indexed-sequential memberikan optimasi antara kecepatan akses acak dan efisiensi penyimpanan sequential. Desain kode yang baik menjadi fondasi sistem identifikasi unik yang stabil dan ekspansif.

Graph View

Backlinks