Model dan Aljabar Relasional

Rima Dias Ramadhani, S.Kom., M.Kom

Email: rima@ittelkom-pwt@ac.id

Wa: 087731680017

RECORD BASED DATA MODEL

• Model Hierarkikal

• Model Jaringan

• Model Relasional

Struktur Hirarki

Model Jaringan

Basis Data Relational

• 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)

• 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.

Pandangan Logika Data

Rangkuman Sifat-sifat Tabel Relasional

1 Sebuah tabel seolah-olah merupakan struktur dua dimensi yang terdiri dari baris dan kolom.

2 Setiap baris (tupel) mewakili sebuah entitas.

3 Setiap kolom mewakili atribut dan memiliki nama yang jelas.

4 Setiap perpotongan baris dan kolom mewakili nilai sebuah data.

5 Setiap tabel harus memiliki primary key yang dikenali secara unik untuk setiap baris.

6 Semua nilai pada kolom harus sesuai format data.

7 Setiap kolom memiliki jangkauan nilai tertentu yang dikenal sebagai domain atribut.

8 Setiap baris membawa informasi yang menggambar-kan satu kejadian entitas.

9 Urut-urutan baris dan kolom bukan hal yang penting untuk DBMS.

Nilai Atribut Tabel SISWA

Contoh Sederhana Basis Data Relasional

Nama tabel SISWA Primary key NOMHS Foreign key KODE_WALI

Nama tabel WALI Primary key KODE_WALI Tidak ada foreign key

Hubungan

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.

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

Bahasa Pada Basis data Relational

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.

jenis harga_sewa

action 3000

drama 3500

horor 3000

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

kelompokfilm

film

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 :

• Hasilnya : suatu relasi dengan tuple-tuple yang memiliki jenis sama dengan action.

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

kode_film jenis judul jml_keping jml_film

A01 action Spiderman 2 3

A02 action Spiderman 2 2 5

Operasi Projection (p)

• Operasi yang digunakan untuk memilih subset dari kolom-kolom pada suatu tabel

• Notasi : pA1,A2,…,Ak(r), dimana A1, A2, …, Ak adalah daftar nama atribut dan r adalah nama suatu relasi.

• Hasilnya : suatu relasi dengan atribut yang tercantum pada daftar nama atribut pada operasi.

Operasi Projection (lanj)

• Contoh : dilakukan operasi pkode_film, jenis, judul(film) pada relasi film sebagai berikut :

• Hasilnya :

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

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 s harus valid : r, s harus memiliki jumlah atribut yang sama.

Operasi Union/Gabungan (lanj)

• Relasi r

• pA(r) pA(s)

A B C

aa 1 7

bb 5 7

bb 12 7

dd 23 10

Relasi s

A B C

aa 5 7

cc 4 4

dd 10 7

aa 6 10

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 s harus memiliki jumlah atribut yang sama.

• Relasi r Relasi s

• r s

A B

a 1

a 2

b 1

A B

a 2

b 3

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 s harus memiliki jumlah atribut yang sama.

• Relasi r

• pA(r) - pA(s)

A B C

aa 1 7

bb 5 7

bb 12 7

dd 23 10

Relasi s A B C

aa 1 7

cc 5 7

dd 12 7

aa 23 10

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

b 3

C D

a 6

b 5

c 12

A B C D

a 1 a 6

a 1 b 5

a 1 c 12

b 3 a 6

b 3 b 5

b 3 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 Evil Death 2 2

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 :

pkode_film, judul, jml_film(σjml_film > 3(film))

hasilnya :

kode_film judul jml_film

A02 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

22 dustin 7 45.0

31 lubber 8 55.5

58 rusty 10 35.0

sid bid day

22 101 10/10/96

58 103 11/12/96

• Operasinya : R S sama 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

Operasi Join (lanj)

Condition Join/Theta Join

• Menghasilkan suatu relasi gabungan yang memiliki tupel-tupel sesuai dengan kondisi kondisi yang telah ditentukan.

• R cS sama dengan operasi σc(RxS), dengan c=condition.

• Kondisi join : =, >, <, <>, >=, <=

• Relasi R Relasi S

sid sname rating age

22 dustin 7 45.0

31 lubber 8 55.5

58 rusty 10 35.0

sid bid day

22 101 10/10/96

58 103 11/12/96

Condition Join/Theta Join (lanj)

• Operasinya : R R.sid<S.sidS

• Hasilnya :

• Kondisi join untuk operator = disebut juga Equi Join.

sid sname rating age sid bid day

22 dustin 7 45.0 58 103 11/12/96

31 lubber 8 55.5 58 103 11/12/96

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 tupel-tupel pada relasi B yang sesuai dengan tupel-tupel pada relasi A.

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 B dan juga hanya tupel-tupel pada relasi A yang sesuai dengan tupel-tupel pada relasi B.

Natural Join

• merupakan Equi Join dengan menghilangkan duplikasi atribut.

• Natural join dapat dibagi lagi menjadi natural 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 tupel-tupel pada relasi B yang sesuai dengan tupel-tupel 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 B dan juga hanya tupel-tupel pada relasi A yang sesuai dengan tupel-tupel pada relasi B serta menghilangkan duplikasi atribut.

Operasi Division (/)

• Notasi : R/S.

• Menghasilkan suatu relasi dari dua buah relasi yang terdiri dari atribut/kolom dari relasi R yang tidak terdapat pada relasi S dengan tupel-tupel dari relasi R yang 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

R/S1 R/S2

sno pno

s1 p1

s1 p2

s1 p3

s1 p4

s2 p1

s2 p2

s3 p2

s4 p2

s4 p4

pno

p2

sno

s1

s2

s3

s4

pno

p2

p4

sno

s1

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.