ANALISIS PERFORMANSI DATABASE DITINJAU DARI ASPEK OPTIMASI QUERY DAN DESAIN MODEL DATA RELASIONAL PADA DAS DAN RAID TESIS JUANDA HAKIM LUBIS

ANALISIS PERFORMANSI DATABASE DITINJAU DARI ASPEK OPTIMASI QUERY DAN DESAIN MODEL DATA RELASIONAL PADA DAS DAN RAID TESIS

JUANDA HAKIM LUBIS 117038067

PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

Universita Sumatera Utara

ANALISIS PERFORMANSI DATABASE DITINJAU DARI ASPEK OPTIMASI QUERY DAN DESAIN MODEL DATA RELASIONAL PADA DAS DAN RAID TESIS Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Magister Teknik Informatika JUANDA HAKIM LUBIS 117038067

PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013


PERSETUJUAN

Judul

: ANALISA PERFORMANSI BASIS DATA DITINJAU DARI ASPEK OPTIMASI QUERY DAN DESAIN MODEL DATA RELASIONAL PADA DAS DAN RAID

Kategori

: Tesis

Nama

: Juanda Hakim Lubis

Nomor Induk Mahasiswa

: 117038067

Program Studi

: Magister (S2) Teknik Informatika

Fakultas

: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Komisi Pembimbing : Pembimbing 2

Dr. Zakarias Situmorang

Pembimbing 1

Prof. Dr. Herman Mawengkang

Diketahui/disetujui oleh Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika Ketua,

Prof. Dr. H. Muhammad Zarlis NIP . 19570711 198601 1 003


PERNYATAAN ORISINALITAS

ANALISIS PERFORMANSI DATABASE DITINJAU DARI ASPEK OPTIMASI QUERY DAN DESAIN MODEL DATA RELASIONAL PADA DAS DAN RAID TESIS

Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.

Medan, 25 Oktober 2013

Juanda Hakim Lubis NIM. 117038067


PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama NIM Program Studi Jenis Karya Ilmiah

: Juanda Hakim Lubis : 117038067 : Magister (S2) Teknik Informatika : Tesis

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalty Free Right) atas tesis saya yang berjudul : ANALISIS PERFORMANSI DATABASE DITINJAU DARI ASPEK OPTIMASI QUERY DAN DESAIN MODELDATA RELASIONAL PADA DAS DAN RAID Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti NonEksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk database, merawat dan mempublikasikan tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan/atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya. Medan, 25 Oktober 2013



Telah diuji pada Tanggal : 25 Oktober 2013

PANITIA PENGUJI TESIS Ketua

: Prof. Dr. Herman Mawengkang

Anggota

: 1. Dr. Zakarias Situmorang 2. Prof. Dr. Muhammad Zarlis 3. Prof. Dr. Tulus, Vor.Dipl.Math., M.Si 4. Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT


RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI Nama Lengkap

: Juanda Hakim Lubis, ST

Tempat dan Tanggal lahir

: Lhokseumawe, 10 April 1987

Alamat Rumah

: Jl. Bhakti Indah V no.60

Telepon

: 085311116436

E-mail

: [email protected]

Instansi Tempat Bekerja

: Dinas Kependudukan dan Catatan Sipil

Alamat Kantor

: JL. KH. Zainul Arifin No.17A, Stabat

DATA PENDIDIKAN SD

: SD 2 Tamansiswa

TAMAT : 1999

SLTP : SLTP Yayasan Pendidikan Arun (YAPENA)

TAMAT : 2002

SLTA : SMA Negeri 1 Medan

TAMAT : 2005

S1

: Institut Teknologi Telkom

TAMAT : 2010

S2

: Teknik Informatika USU

TAMAT : 2013


KATA PENGANTAR

Tiada sanjungan dan pujian yang berhak diucapkan, selain hanya kepada Allah SWT, yang telah memberi kemampuan dan akal kepada hamba-Nya. Salawat dan salam kepada teladan kebaikan Rasulullah SAW.Alhamdulillah, akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tesis ini dengan bimbingan, arahan kritik dan saran serta bantuan dari pembimbing, pembanding, segenap dosen, rekan-rekan mahasiswa Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika Universitas Sumatera Utara. Tesis ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Fakultas Komputer pada Program Studi Pascasarjana Magister Teknik Informatika pada Fakultas Ilmu Komputer – Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.Dengan judul tesis “Analisis Performansi Database Ditinjau dari Aspek Optimasi Query dan Desain Model Data Relational pada DAS dan RAID”. Pada proses penulisan sampai dengan selesainya penulisan tesis ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Ayahanda dan Ibunda, terima kasih untuk semua curahan cinta dan kasih sayangnya, perhatian dorongan dan do’a yang tidak henti-hentinya. Semoga selalu dalam lindungan Allah SWT. 2. Keluarga besar: kak irma, kak efa, dan kak sari yang telah memberikan nasehat, motivasi dan doa untuk adiknya tercinta. 3. Prof. Dr. Muhammad Zarlis selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi sekaligus Ketua Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika, dan M. Andri Budiman, ST, M.Comp.Sc, M.EM selaku sekretaris Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika. 4. Prof. Dr. Herman Mawengkang dan Dr. Zakarias Situmorang selaku pembimbing yang telah membimbing penulis dengan penuh kesabaran hingga selesainya tesis ini dengan baik. 5. Prof. Dr. Muhammad Zarlis, Prof. Dr. Tulus, Vor.Dipl.Math., M.Si, Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT selaku pembanding yang telah memberikan masukan dan arahan yang baik demi selesainya tesis ini.


6. Staf pegawai dan administrasi pada Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika Program Pascasarjana Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dan pelayanan terbaik kepada penulis selama mengikuti perkuliahan hingga saat ini. 7. Vicky Laily Qonita, untuk semangat, do’a, inspirasi, mimpi yang diberikan untuk penulis. Terima kasih atas segala bentuk dukungannya selama ini. 8. Rekan mahasiswa/i angkatan ke 4 tahun 2011 pada Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika Program Pascasarjana Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara yang telah bersama-sama saling membantu selama mengikuti perkuliahan. 9. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, terima kasih atas bantuan yang telah diberikan kepada penulis selama ini Dengan segala kekurangan dan kerendahan hati, sekali lagi penulis mengucapkan terimakasih.Semoga kiranya Allah SWT membalas segala bantuan dan kebaikan yang telah diberikan.

Medan, 25 Oktober 2013 Penulis



ABSTRAK

Jumlah data yang disimpan di piringan magnetik (disket, harddisk, dll) meningkat 100% pertahun, perdepartemen,perperusahaan sehingga diperlukan suatu upaya untuk menjaga kinerja sistem basis data agar tetap optimal.Desain basis data merupakan langkah awal yang dilakukan untuk membuat suatu sistem agar kinerja basis data agar tetap optimal.Akan tetapi proses desain belum cukup untuk meningkatkan kinerja basis data. Salah satu cara adalah dengan meningkatkan kecepatan transaksi data yaitu dengan meningkatkan kecepatan pemrosesan query dan menggunakan hardisk yang dapat diakses secara paralel. Pada penelitian ini akan dilakukan pengujian berbagai model basis data relasional dengan menggunakan berbagai jumlah data, kemudian akan dilakukan pengujian pada DAS (Direct-Attached Storage) dan RAID menggunakan berbagai query dengan outputan yang sama, sehingga akan dianalisa cost query menggunakan metode Cost Base Optimizer dan waktu pengaksesan disk.Sehingga hasil dari penelitian ini bertujuan memberikan masukan kepada administrator sistem basis data agar dapat mendesain model basis data relational dengan tepat, penggunaan teknologi hardisk dengan bijak, dan menggunakan query yang benar dalam pengambilan data dengan tujuan agar kinerja basis data tetap optimal. Hasil dari pengujian ini adalah 1) desain model basis dataakan dapat berkerja lebih optimal dengan cara melakukan pemisahan entity yang berasal dari penggunaan spesialisasi, 2) RAID 0 memiliki performansi paling baikdibandingkan DAS dan RAID-1 dikarenakan saat komputer mengakses sebuah block data di satu harddiskkomputer juga dapat mengakses block data di harddisk yang lainnya, 3) jumlah record, ukuran atribut, jenis atau bentuk query, penggunaan kolom unique key atau primary key, penggunaan order by, urutan indeks, penggunaan fungsi SQLdapat mempengaruhi cost suatu query dalam performansi query. Kata Kunci : Query, RAID, DAS, Cost BaseOptimizer


DATABASE PERFORMANCE ANALYSIS REVIEWED FROM QUERY OPTIMIZATION AND RELATIONAL DATA MODEL DESIGN ASPECT ON DAS AND RAID ABSTRACT

The amount of data that is stored in magnetic disk (floppy disk, harddisk, etc) increases 100% each year for each department for each company so an effort to maintain a database system to be optimal is needed. Designing a database is the initial step when creating a system with an optimal database performance. However, just designing the database is not enough to increase the performance of the database.One of the ways is to increase the speed of data transaction by increaseing the speed of query processing and using harddisks that can be accessed parallely. In this reaseach, the testing of different relationship database model will be done by using multiple amount of data then DAS and RAID will be tested by using multiple query with the same amount of output. The cost query then is going to be analyzed by using Cost Base Optimizer method and the disk access time. The result of this research is to give input to database system administrator to design relationship database model appropriately, to use the harddisk technology wisely, and to use the right query on retrieving records resulting the database performance optimum. The results of this testing are 1) database design model will be optimum by doing entity separation from specialize usage, 2) RAID 0 have much better performance compared to DAS and RAID-1 because when computer accessed a data block from a harddisk, the computer also can access another data block from another harddisk, 3) the amount of record, the size of attribute, the type of query, the usage of unique key or primary key column, the usage of order by, the sequence of index, the usage of SQL function can affect the cost of query in query performance. Keywords :Query, RAID, DAS, Cost BaseOptimizer


DAFTAR ISI PENGESAHAN

1i

PERNYATAAN ORISINALITAS

iii

PERSETUJUAN PUBLIKASI

iv

PANITIA PENGUJI

v

RIWAYAT HIDUP

vi

KATA PENGANTAR

vii

ABSTRAK

ix

ABSTRACT

x

DAFTAR ISI

xi

DAFTAR TABEL

xiii

DAFTAR GAMBAR

xiv

BAB 1

BAB 2

PENDAHULUAN

1

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

1 3 4 4 5

Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 2.2

2.3

2.4 2.5

Model Data 2.1.1 Basis Data Relasional Entity Relationship Model 2.2.1 Entitas dan Himpunan Entitas 2.2.2 Atribut 2.2.3 Relasi 2.2.4 Diagram ER Konversi ER ke Tabel 2.3.1 Himpunan Entitas Lemah 2.3.2 Spesialisasi Normalisasi Optimasi Query 2.5.1 Konsep Dasar Optimasi Query 2.5.2 Metode Akses 2.5.3 Perhitungan Cost Operasi Query 2.5.4 Pemrosesan Querypada Oracle 10g 2.5.5 Explain Plan

6 6 6 6 7 8 8 11 12 12 13 14 14 14 17 17 19 19


2.6

BAB 3

BAB 4

RAID 2.6.1 Konsep RAID 2.6.2 Standar Level

20 20 22

METODE PENELITIAN

27

3.1 3.2 3.3

27 29 39

HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN

40

4.1

40 40 48 50 50 55

4.2

BAB 5

Pendahuluan Rancangan Penelitian Perangkat Keras dan Perangkat LunakPengujian Sistem

Hasil Penelitian 4.1.1 Hasil Penelitian Response Time 4.1.2 Hasil Penelitian Cost Query Analisis Hasil Penelitian 4.2.1 Analisis Hasil Penelitian Response Time 4.2.2 Analisis Hasil Penelitian Cost Query Pada

KESIMPULAN DAN SARAN

59

5.1 5.2

59 60

Kesimpulan Saran

DAFTAR PUSTAKA

61

LAMPIRAN 1

62

LAMPIRAN 2

65

LAMPIRAN 3

75


DAFTAR TABEL

TABEL 3.1. Jumlah Record pada ER Model 1 TABEL 3.2. Jumlah Record pada ER Model 2 TABEL 3.3. Jumlah Record pada ER Model 3 TABEL 4.1. Perbandingan Response Time pada Simple Query TABEL 4.2. Perbandingan Response Time pada Aggregate Query TABEL 4.3. Perbandingan Response Time pada Inner Join Query TABEL 4.4. Perbandingan Response Time pada Outer Join Query TABEL 4.5. Perbandingan Response Time pada Subquery TABEL 4.6. Perbandingan Response Time pada Correlated Query TABEL 4.7. Perbandingan Response Time pada Kompleks Query TABEL 4.13.Perbandingan Cost Query

30 30 33 41 42 43 44 45 46 47 48


DAFTAR GAMBAR

GAMBAR 2.1. Himpunan Entitas Mahasiswa GAMBAR 2.2. Contoh Himpunan Entitas GAMBAR 2.3. Gambaran Himpunan Entitas di Tabel GAMBAR 2.4. Relasi digambarkan dengan belah ketupat GAMBAR 2.5. Relasi dengan Kardinalitas 1 ke 1 GAMBAR 2.6. Relasi dengan Kardinalitas 1 ke Banyak GAMBAR 2.7. Relasi dengan Kardinalitas Banyak ke 1 GAMBAR 2.8. Relasi dengan Kardinalitas Banyak ke Banyak GAMBAR 2.9. Contoh Diagram ER GAMBAR 2.10. Contoh Himpunan Entitas Lemah GAMBAR 2.11. Contoh Spesialisasi GAMBAR 2.12. Tahapan Pemrosesan Query GAMBAR 2.13. RAID 0 GAMBAR 2.14. RAID 1 GAMBAR 2.15. RAID 2 GAMBAR 2.16. RAID 3 GAMBAR 2.17. RAID 4 GAMBAR 2.18. RAID 5 GAMBAR 3.1. Skenario Pengujian GAMBAR 3.2. ER Model 1 GAMBAR 3.3. ER Model 2 GAMBAR 3.4. ER Model 3 GAMBAR 4.1. Grafik Perbandingan response time pada simple query GAMBAR 4.2. Grafik Perbandingan response time pada aggregate query GAMBAR 4.3. Grafik Perbandingan response time pada inner join query GAMBAR 4.4. Grafik Perbandingan response time pada outer join query GAMBAR 4.5. Grafik Perbandingan response time pada subquery GAMBAR 4.6. Grafik Perbandingan response time pada correlated query GAMBAR 4.7. Grafik Perbandingan response time pada kompleks query

7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 13 15 23 23 24 25 25 26 28 29 31 32 41 42 43 44 45 46 47


ANALISIS PERFORMANSI DATABASE DITINJAU DARI ASPEK OPTIMASI QUERY DAN DESAIN MODEL DATA RELASIONAL PADA DAS DAN RAID TESIS JUANDA HAKIM LUBIS

Recommend Documents