Analisis Performansi Database Ditinjau dari Aspek Optimasi Query dan Desain Model Data Relational pada DAS dan RAID

(1)

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

(2)

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

(3)

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 Pembimbing 1

Dr. Zakarias Situmorang Prof. Dr. Herman Mawengkang

Diketahui/disetujui oleh

Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika

Ketua,

(4)

PERNYATAAN ORISINALITAS

ANALISIS PERFORMANSI DATABASE DITINJAU DARI ASPEK OPTIMASI QUERY DAN DESAIN MODEL DATA

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

(5)

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Juanda Hakim Lubis

NIM : 117038067

Program Studi : Magister (S2) Teknik Informatika Jenis Karya Ilmiah : 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

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif 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.

(6)

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

(7)

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

(8)

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

(9)

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.

Penulis

(10)

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.

(11)

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.

(12)

DAFTAR ISI

2.2.1 Entitas dan Himpunan Entitas 7

2.2.2 Atribut 8

2.2.3 Relasi 8

2.2.4 Diagram ER 11

2.3 Konversi ER ke Tabel 12

2.3.1 Himpunan Entitas Lemah 12

2.3.2 Spesialisasi 13

2.4 Normalisasi 14

2.5 Optimasi Query 14

2.5.1 Konsep Dasar Optimasi Query 14

2.5.2 Metode Akses 17

(13)

2.6 RAID 20

2.6.1 Konsep RAID 20

2.6.2 Standar Level 22

BAB 3 METODE PENELITIAN 27

3.1 Pendahuluan 27

3.2 Rancangan Penelitian 29

3.3 Perangkat Keras dan Perangkat LunakPengujian Sistem 39

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN 40

4.1 Hasil Penelitian 40

4.1.1 Hasil Penelitian Response Time 40 4.1.2 Hasil Penelitian Cost Query 48

4.2 Analisis Hasil Penelitian 50

4.2.1 Analisis Hasil Penelitian Response Time 50 4.2.2 Analisis Hasil Penelitian Cost Query Pada 55

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 59

5.1 Kesimpulan 59

5.2 Saran 60

DAFTAR PUSTAKA 61

LAMPIRAN 1 62

LAMPIRAN 2 65

(14)

DAFTAR TABEL

TABEL 3.1. Jumlah Record pada ER Model 1 30

TABEL 4.1. Perbandingan Response Time pada Simple Query 41 TABEL 4.2. Perbandingan Response Time pada Aggregate Query 42 TABEL 4.3. Perbandingan Response Time pada Inner Join Query 43 TABEL 4.4. Perbandingan Response Time pada Outer Join Query 44 TABEL 4.5. Perbandingan Response Time pada Subquery 45 TABEL 4.6. Perbandingan Response Time pada Correlated Query 46 TABEL 4.7. Perbandingan Response Time pada Kompleks Query 47

(15)

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR 2.1. Himpunan Entitas Mahasiswa 7

GAMBAR 2.2. Contoh Himpunan Entitas 8

GAMBAR 2.3. Gambaran Himpunan Entitas di Tabel 8

GAMBAR 2.4. Relasi digambarkan dengan belah ketupat 9

GAMBAR 2.5. Relasi dengan Kardinalitas 1 ke 1 9

GAMBAR 2.6. Relasi dengan Kardinalitas 1 ke Banyak 10 GAMBAR 2.7. Relasi dengan Kardinalitas Banyak ke 1 10 GAMBAR 2.8. Relasi dengan Kardinalitas Banyak ke Banyak 11

GAMBAR 2.9. Contoh Diagram ER 11

GAMBAR 2.10. Contoh Himpunan Entitas Lemah 12

GAMBAR 2.11. Contoh Spesialisasi 13

GAMBAR 2.12. Tahapan Pemrosesan Query 15

GAMBAR 2.13. RAID 0 23

GAMBAR 3.1. Skenario Pengujian 28

GAMBAR 3.2. ER Model 1 29