Model dan Aljabar Relasional Rima Dias Ramadhani, S.Kom., M.Kom Email: rima@[email protected] Wa: 087731680017 RECORDBASEDDATAMODEL • Model Hierarkikal • Model Jaringan • Model Relasional Struktur Hirarki Model Jaringan Basis DataRelational • Kebanyakan model yang digunakan adalah model basis data relasional dengan menggunakan Relational Database Management System(RDBMS). • RDBMS menyediakan layanan pengorganisasian data yang mudah tetapi memiliki kemampuan untuk menangani jumlah data yang sangat besar. • Beberapa contoh dari RDBMS diantaranya Oracle, Ms SQL Server, MySQL, DB2, Ms Access. Basis Data Relational(Cont) • Model basis data relational memiliki struktur lojik yang disebut dengan relation (relasi). • Struktur relasi merupakan struktur data 2 dimensi, pada level fisik berupa table (tabel). • Attribute merepresentasikan elemen dari data yang berkaitan dengan relasi. Sebagai contoh, relasi Mahasiswa memiliki atribut-atribut seperti nim, nama, tempat lahir. tanggal_ lahir, dan alamat. Basis Data Relational(Cont) Pandangan Logika Data • Struktur model basis data relasional dan kebebasan data memungkinkan kita untuk memandang data secara logika daripada secara fisik. • Pandangan secara logika membuat konsep file tentang penyimpanan data menjadi lebih sederhana. • Penggunaan tabel independen secara logik lebih mudah dipahami. • Kesederhanaan logika menghasilkan me-todologi perancangan basis data lebih sederhana dan lebih efektif. Rangkuman Sifat-sifat Tabel Relasional 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Sebuah tabel seolah-olah merupakan struktur dua dimensi yang terdiri dari baris dan kolom. Setiap baris (tupel) mewakili sebuah entitas. Setiap kolom mewakili atribut dan memiliki nama yang jelas. Setiap perpotongan baris dan kolom mewakili nilai sebuah data. Setiap tabel harus memiliki primary key yang dikenali secara unik untuk setiap baris. Semua nilai pada kolom harus sesuai format data. Setiap kolom memiliki jangkauan nilai tertentu yang dikenal sebagai domain atribut. Setiap baris membawa informasi yang menggambar-kan satu kejadian entitas. Urut-urutan baris dan kolom bukan hal yang penting untuk DBMS. Nilai Atribut TabelSISWA Contoh Sederhana Basis Data Relasional Nama tabel SISWA Primary key NOMHS Foreign key KODE_WALI Hubungan Nama tabel WALI Primary key KODE_WALI Tidak ada foreign key Skema Basis Data Relasional : PERWALIAN Bahasa Pada Basis data Relational Menggunakan bahasa query pernyataan yang diajukan untuk mengambil informasi. Bahasa Query (Query Language) lebih ditekankan pada aspek pencarian data dari dalam tabel. Aspek pencarian ini sedemikian penting karena merupakan inti dari upaya untuk pengelolaan data. Bahasa query terbagi 2 : 1. Bahasa Formal Bahasa query yang diterjemahkan dengan menggunakan simbol-simbol matematis. Bahasa Pada Basis data Relational Contoh : • Aljabar Relasional Bahasa query prosedural pemakai menspesifikasikan data apa yang dibutuhkan dan bagaimana untuk mendapatkannya. • Kalkulus Relasional Bahasa query non-prosedural pemakai menspesifikasikan data apa yang dibutuhkan tanpa menspesifikasikan bagaimana untuk mendapatkannya. Terbagi 2 : 1. Kalkulus Relasional Tupel 2. Kalkulus Relasional Domain Bahasa Pada Basis data Relational 2. Bahasa Komersial Bahasa Query yang dirancang sendiri oleh programmer menjadi suatu program aplikasi agar pemakai lebih mudah menggunakannya (user friendly). Contoh : • QUEL Berbasis pada bahasa kalkulus relasional • QBE Berbasis pada bahasa kalkulus relasional • SQL Berbasis pada bahasa kalkulus relasional dan aljabar relasional Aljabar Relasional (Relational Algebra) Aljabar Relasional (Bahasa Prosedural) • Kumpulan operasi terhadap relasi, dimana setiap operasi menggunakan satu atau lebih relasi untuk menghasilkan satu relasi yang baru. • Lebih bersifat operasional, sangat berguna untuk merepresentasikan eksekusi perencanaan. • Operasi-operasi Dasar : – selection – projection – Union – intersection – set difference • Operasi lainnya : – cross/cartesian product – join – division – sum, average, min, max Jenis Operasi • Operasi Unary terdiri dari selection, projection. Disebut operasi unary, karena dapat digunakan hanya pada satu relasi. • Operasi Binary terdiri dari union, intersection, set difference, cartesian product, join dan division. Disebut operasi binary, karena memerlukan sepasang relasi. kelompokfilm jenis harga_sewa action 3000 drama 3500 horor 3000 film kode_film jenis judul jml_keping jml_film A01 action Spiderman 2 3 A02 action Spiderman 2 2 5 D01 drama Love Story 2 3 H01 horor 2 2 Evil Death Operasi Selection (σ) • Operasi yang digunakan untuk memilih subset dari tuple-tuple pada suatu relasi. • Notasi : σp(r) • p disebut selection predicate (yang menentukan pemilihan) • p merupakan formula dari kalkulus perbandingan (proportional calculus) yang berisi terms yang dihubungkan oleh : ^ (and), v (or),~ (not) setiap term salah satu dari : <atribut> op <atribut> or<konstanta> atau <atribut> op <atribut> dengan op salah satu dari : =, ≠, >, ≥, <, ≤ Operasi Selection (lanj) • Contoh : dilakukan operasi σjenis=“action”(film) pada relas film sebagai berikut : kode_film jenis judul jml_keping jml_film A01 action Spiderman 2 3 A02 action Spiderman 2 2 5 D01 drama Love Story 2 3 H01 horor Evil Death 2 2 • Hasilnya : suatu relasi dengan tuple-tuple yang memiliki jenis samadengan action. kode_film jenis judul jml_keping jml_film A01 action Spiderman 2 3 A02 action Spiderman 2 2 5 Operasi Projection () • Operasi yang digunakan untuk memilih subset dari kolom-kolom pada suatu tabel • Notasi : A1,A2,…,Ak(r), dimana A1, A2, …,Akadalah daftar nama atribut dan r adalah nama suatu relasi. • Hasilnya : suatu relasi dengan atribut yangtercantum pada daftar nama atribut pada operasi. Operasi Projection (lanj) • Contoh : dilakukan operasi kode_film, jenis, judul(film) pada relasi film sebagai berikut : kode_film jenis judul jml_keping jml_film A01 action Spiderman 2 3 A02 action Spiderman 2 2 5 D01 drama Love Story 2 3 H01 horor 2 2 • Hasilnya : Evil Death kode_film jenis judul A01 action Spiderman A02 action Spiderman 2 D01 drama Love Story H01 horor Evil Death Operasi Union/Gabungan () • Operasi yang digunakan untuk menggabungkan hasil dari beberapa query. • Notasi : r s, menghasilkan suatu relasi baru yang elemen barisnya merupakan elemen dari r dan s, tidak ada duplikasi data. • Untuk r sharus valid : r, sharus memiliki jumlah atribut yang sama. Operasi Union/Gabungan (lanj) • Relasi r Relasi s A B C A B C aa 1 7 aa 5 7 bb 5 7 cc 4 4 bb 12 7 dd 10 7 dd 23 10 aa 6 10 • A(r) A(s) A aa bb dd cc Operasi Intersection/Irisan () • Notasi : r s, menghasilkan suatu relasi baru dengan elemen barisnya merupakan elemen yang terdapat pada relasi r dan elemen tersebut juga terdapat pada relasi s, tidak ada duplikasi data. r dan sharus memiliki jumlah atribut yangsama. • Relasi r Relasi s • r s A B A B a 1 a 2 a 2 b 3 b 1 A B a 2 Operasi Set Difference (–) • Notasi r – s, hasilnya relasi yang elemen barisnya terdapat pada r tetapi tidak terdapat di s. r dan sharus memiliki jumlah atribut yangsama. • Relasi r Relasi s A B C A B C aa 1 7 aa 1 7 bb 5 7 cc 5 7 bb 12 7 dd 12 7 dd 23 10 aa 23 10 • A(r) - A(s) A bb Operasi Cross/Cartesian-Product • Notasi r x s, menghasilkan semua kombinasi baris/tuple dari 2 buah relasi, yaitu relasi r dan s. Jumlah atribut tidak harus sama. Contoh: • Relasi r : maka r x s: • Relasi s: A B a 1 A B C D b 3 a 1 a 6 a 1 b 5 a 1 c 12 b 3 a 6 b 3 b 5 b 3 c 12 C D a 6 b 5 c 12 Komposisi Operasi-Operasi Relasional • Operasi-operasi aljabar relasional dapat digabungkan dengan ekspresi aljabar relasional lainnya. • Contoh : terdapat relasi film sebagai berikut: kode_film jenis judul jml_keping jml_film A01 action Spiderman 2 3 A02 action Spiderman 2 2 5 D01 drama Love Story 2 3 H01 horor 2 2 Evil Death Komposisi Operasi-Operasi Relasional • Jika ingin memperoleh relasi baru dengan atribut kode_film, judul dan jml_film dengan jml_film > 3, maka operasi komposisinya sebagai berikut : kode_film, judul, jml_film(σjml_film >3(film)) hasilnya : kode_film A02 judul jml_film Spiderman 2 5 Operasi Join ( ) • Digunakan untuk menggabungkan dua relasi atau lebih dengan hasil berupa gabungan dari kolom-kolom yang berasal dari relasi-relasi tersebut. • Relasi R Relasi S sid sname rating age sid bid day 22 dustin 7 45.0 22 101 10/10/96 31 lubber 8 55.5 58 103 11/12/96 58 rusty 10 35.0 Operasi Join (lanj) • Operasinya : R Ssama dengan operasi σ(RxS), disebut juga Full Join. • Hasilnya : sid sname rating age sid bid day 22 dustin 7 45.0 22 101 10/10/96 22 dustin 7 45.0 58 103 11/12/96 31 lubber 8 55.5 22 101 10/10/96 31 lubber 8 55.5 58 103 11/12/96 58 rusty 10 35.0 22 101 10/10/96 58 rusty 10 35.0 58 103 11/12/96 Condition Join/Theta Join • Menghasilkan suatu relasi gabungan yang memiliki tupel-tupel sesuai dengan kondisi kondisi yang telah ditentukan. • R cSsama dengan operasi σc(RxS), dengan c=condition. • Kondisi join : =, >, <, <>, >=, <= • Relasi R Relasi S sid sname rating age sid bid day 22 dustin 7 45.0 22 101 10/10/96 31 lubber 8 55.5 58 103 11/12/96 58 rusty 10 35.0 Condition Join/Theta Join (lanj) • Operasinya : R • Hasilnya : R.sid<S.sidS sid sname rating age • 22 dustin Kond3i1s jloubibner i u Equi Join. 7 ntu8k sid bid day 45.0 58 103 11/12/96 /1u 2/t96uga o5p5e.5at5o8r =10d3 s1e1b r i j Left Join • Menghasilkan relasi dengan atribut terdiri dari gabungan atribut dari dua relasi (misalnya relasi A dan B) yang meliputi semua tupel yang ada pada relasi A dan juga hanya tupeltupel pada relasi Byang sesuai dengan tupeltupel pada relasiA. Right Join • Menghasilkan relasi dengan atribut terdiri dari gabungan atribut dari dua relasi (misalnya relasi A dan B) yang meliputi semua tupel yang ada pada relasi Bdan juga hanya tupeltupel pada relasi A yang sesuai dengan tupeltupel pada relasi B. Natural Join • merupakan Equi Join dengan menghilangkan duplikasi atribut. • Natural join dapat dibagi lagi menjadinatural left join dan natural right join. Natural Left Join • Menghasilkan relasi dengan atribut terdiri dari gabungan atribut dari dua relasi (misalnya relasi A dan B) yang meliputi semua tupel yang ada pada relasi A dan juga hanya tupeltupel pada relasi Byang sesuai dengan tupeltupel pada relasi A serta menghilangkan duplikasi atribut. Natural Right Join • Menghasilkan relasi dengan atribut terdiri dari gabungan atribut dari dua relasi (misalnya relasi A dan B) yang meliputi semua tupel yang ada pada relasi Bdan juga hanya tupeltupel pada relasi A yang sesuai dengan tupeltupel pada relasi Bserta menghilangkan duplikasi atribut. Operasi Division (/) • Notasi : R/S. • Menghasilkan suatu relasi dari dua buah relasi yang terdiri dari atribut/kolom dari relasi Ryang tidak terdapat pada relasi Sdengan tupel-tupel dari relasi Ryang memiliki kesamaan dengan tupel-tupel yang ada pada relasi A secara keseluruhan dan tidak terdapat duplikasi data. Operasi Division (lanj) • Relasi R Relasi S1 Relasi S2 sno pno pno pno s1 p1 p2 p2 s1 p2 s1 p3 s1 p4 s2 p1 s2 p2 s3 p2 s4 p2 s4 p4 p4 R/S1 R/S2 sno sno s1 s1 s2 s4 s3 s4 Operasi SUM, AVERAGE,MIN, MAX, COUNT • SUM – digunakan untuk menghitung jumlah nilai pada suatu kolom. • AVERAGE– digunakan untuk menghitung rata-rata dari suatu kolom. • MIN – digunakan untuk mencari nilai minimal pada suatu kolom. • MAX – digunakan untuk mencari nilai maksimal pada suatu kolom. • COUNT– digunakan untuk menghitung jumlah baris pada suatu kolom.
