Reduksi Entity Set ke Skema Relasional

Back to IF5101 Manajemen Data

Reduksi Entity Set ke Skema Relasional

Questions/Cues

• Mengapa entity set dan relationship set bisa direpresentasikan secara seragam sebagai relation schema?
• Bagaimana strong entity set direduksi menjadi tabel?
• Apa tambahan kolom yang diperlukan saat mereduksi weak entity set?
• Bagaimana atribut composite ditangani saat mapping ke relasional?
• Bagaimana atribut multivalued direpresentasikan? Mengapa butuh skema terpisah?
• Mengapa atribut derived tidak direpresentasikan secara eksplisit?

Reference Points

• IF5101 — Relational Data Model Part 1 (Slides 15-17)
• Silberschatz, Korth, Sudarshan — Database System Concepts 7th Ed., Chapter 6.7 (Reducing E-R Diagrams to Relational Schemas)

Prinsip Umum Reduksi

Entity set dan relationship set dapat diekspresikan secara seragam sebagai relation schema yang merepresentasikan isi basis data. Sebuah basis data yang sesuai dengan sebuah ER diagram dapat direpresentasikan oleh sekumpulan skema.

Aturannya:

• Untuk setiap entity set dan relationship set, ada satu skema unik yang diberi nama sama dengan entity/relationship set yang bersangkutan.
• Setiap skema punya sejumlah kolom (umumnya berkorespondensi dengan atribut), masing-masing dengan nama unik.

Reduksi relationship set dibahas terpisah pada Reduksi Relationship Set, Specialization, dan Aggregation.

Strong Entity Set

Sebuah strong entity set direduksi menjadi skema dengan atribut yang sama persis. Primary key entity set menjadi primary key skema.

Contoh:

course = (course_id, title, credits)

Weak Entity Set

Sebuah weak entity set menjadi tabel yang menyertakan kolom untuk primary key dari identifying strong entity set yang memilikinya. Kolom tambahan itu sekaligus menjadi foreign key ke strong entity, dan menjadi bagian dari primary key weak entity (bersama discriminator).

Contoh: section adalah weak entity dengan discriminator (sec_id, semester, year) dan identifying entity course:

section = (course_id, sec_id, semester, year)
FK: section(course_id) → course(course_id)

PK section = (course_id, sec_id, semester, year) = PK identifying entity + discriminator.

flowchart LR
    E["Entity Set"] --> S{"Strong atau Weak?"}
    S -->|Strong| ST["Skema = atribut sama<br/>course = (course_id, title, credits)"]
    S -->|Weak| WK["Skema = discriminator + PK identifying entity<br/>section = (course_id, sec_id, semester, year)<br/>+ FK ke identifying entity"]

Atribut Composite

Atribut composite diratakan (flattened) dengan membuat satu atribut untuk setiap atribut komponen — atribut composite induknya sendiri tidak menjadi kolom.

Contoh: atribut name dengan komponen first_name dan last_name direduksi menjadi dua atribut name_first_name dan name_last_name (atau cukup first_name dan last_name bila tidak ambigu). Komponen bertingkat juga diratakan sampai ke daun, mis. address → street, city, state, zip dan street → street_number, street_name, apt_number.

instructor = (ID, first_name, middle_initial, last_name,
              street_number, street_name, apt_number,
              city, state, zip, date_of_birth)

Atribut Multivalued

Sebuah atribut multivalued $M$ dari entity set $E$ direpresentasikan oleh skema terpisah $E_M$. Skema $E_M$ berisi primary key $E$ dan satu kolom untuk satu nilai $M$; setiap nilai multivalued menjadi satu baris tersendiri. Primary key $E_M$ = seluruh atributnya, dan PK $E$ menjadi foreign key ke $E$.

Alasannya: model relasional datar tidak bisa menyimpan “banyak nilai dalam satu sel” (nilai harus atomic). Skema terpisah adalah cara merepresentasikan relasi 1-ke-banyak antara entitas dan nilai-nilainya.

Contoh: atribut phone_number pada instructor:

instructor_phone = (ID, phone_number)
FK: instructor_phone(ID) → instructor(ID)

Dosen dengan 3 nomor telepon → 3 baris di instructor_phone.

Atribut Derived

Atribut derived tidak direpresentasikan secara eksplisit dalam model data relasional — karena nilainya dapat dihitung dari atribut lain, menyimpannya berarti redundansi dan risiko inkonsistensi.

Contoh: age diturunkan dari date_of_birth — cukup simpan date_of_birth, hitung age saat query.

Dalam model data lain, atribut derived bisa direpresentasikan sebagai stored procedure, function, atau method.

Summary

Entity set dan relationship set direduksi seragam menjadi relation schema bernama sama, satu skema per set. Strong entity set → skema dengan atribut sama persis. Weak entity set → tabel yang menyertakan PK identifying strong entity (sekaligus FK ke sana), dengan PK = PK identifying entity + discriminator (mis. section = (course_id, sec_id, semester, year)). Atribut composite diratakan menjadi kolom per komponen daun (induknya hilang). Atribut multivalued $M$ dari $E$ → skema terpisah $E_M$ = (PK $E$, nilai $M$), satu nilai per baris, dengan FK ke $E$ (mis. instructor_phone = (ID, phone_number)). Atribut derived tidak disimpan — dihitung saat query, atau diwujudkan sebagai function/method di model lain.

Additional Information

Normalisasi dan skema $E_M$

Pemisahan atribut multivalued ke skema sendiri sebenarnya adalah bentuk awal normalisasi — menghilangkan repeating group agar skema memenuhi 1NF (semua nilai atomic). Topik normalisasi lanjutan (2NF, 3NF, BCNF, functional dependency) dibahas di materi terpisah dan menyempurnakan hasil reduksi ER ini.

Composite attribute di RDBMS modern

Sebagian RDBMS (PostgreSQL) mendukung composite type dan kolom bertipe JSONB/array — secara teknis melanggar 1NF klasik. Ini pragmatis untuk data semi-terstruktur, tetapi kehilangan sebagian jaminan integritas dan kemudahan query relasional; untuk data inti yang butuh konstrain kuat, tetap ratakan.

Proyek Eksplorasi Mandiri

1. Ambil ER diagram universitas: entity instructor dengan name (composite: first/last), address (composite bertingkat), {phone_number} (multivalued), dan age (derived). Tuliskan semua relation schema hasil reduksi lengkap dengan FK.
2. Buat tabel instructor dan instructor_phone di SQLite, isi seorang dosen dengan 3 nomor, lalu tulis query yang mengembalikan satu baris per dosen dengan nomor telepon digabung koma (GROUP BY + string_agg/group_concat).

Bacaan Lanjutan

• Silberschatz, Korth, Sudarshan. Database System Concepts, 7th Ed. — Chapter 6.7 (Representation of Entity Sets, Complex Attributes).
• Materi lanjutan mata kuliah: Normalisasi (functional dependency, 1NF–BCNF).