Physical Database Design and Performance

Zaldy Adrianto

zaldy.adrianto@unpad.ac.id

Objectives

Memahami statistik penggunaan dan volume penyimpanan fisik

Merancang record fisikal

Memilih organisasi file yang tepat

Menjelaskan tiga tipe organisasi file

Menjelaskan index dan penggunaannya

Menjabarkan model database ke struktur

yang efisien

Physical DesignPurpose develop technology specs

Deliverable program/data structures, technology purchases,

organization redesigns

Database activity physical database design

Project Identification

and Selection

Project Initiation

and Planning

Analysis

Physical Design

Implementation

Maintenance

Logical Design

Physical Design

Physical Design

Maksudnya untuk mengubah deskripsi logis ke spesifikasi teknik untuk menyimpan dan memperoleh data

Rancangan penyimpanan data yang akan menyediakan kinerja yang memadai dan memastikan integritas, keamanan dan recoverability.

Tujuan

Menghasilkan efisiensi dalam pemrosesan data

Meminimalkan waktu yang diperlukan user untuk berinteraksi dengan sistem informasi

Informasi yang dibutuhkan dalam perancangan fisik

Tabel ternormalisasi, termasuk perkiraan jumlah baris dalam tiap tabel.

Definisi dari atribut, beserta spesifikasi teknis seperti digit maksimum.

Deskripsi kapan dan dimana data akan digunakan: entered, retrieved, deleted, and updated.

Informasi yang dibutuhkan dalam perancangan fisik

Kebutuhan dari waktu response dan keamanan data

Deskripsi dari teknologi yang digunakan untuk implementasi database.

Key decision

Memilih format penyimpanan (data type) untuk setiap atribut dari model data logical

Mengkelompokan atribut dari model data logical kedalam physical records.

Mengelompokan records yang sama kedalam memori sekunder (umumnya harddisk).

Key decision (cont)

Memilih struktur (index dan database architecture) untuk penyimpanan dan menghubungkan file sehingga pengambilan data lebih efisien.

Menyiapkan strategi agar query database lebih optimal.

Key decision (cont)

lRelasi yang ternormalisasi

lEstimasi Volume

lDefinisi Attribute

lEkspektasi Waktu Respon

lKebutuhan keamanan data

lKebutuhan Backup/recovery

lEkspektasi Integrity

lTeknologi DBMS yang digunakan

Inputs

lTipe data Attribute

lDeskripsi record fisikal (tidak selalu

pas dengan logical design)

lOrganisasi File

l Index dan Arsitektur

lQuery optimization

Leads to

Decisions

Data Volume and Usage Analysis

Volume data dan statistik penggunaan data adalah input penting dalam proses perancangan fisik

Menambahkan notasi pada diagram EER yang merepresentasikan tabel yang telah di normalisasi.

Data Volume and Usage Analysis

Figure 6-1 - Composite usage map

(Pine Valley Furniture Company)

Data volumes

suku cadangnya ada yang di beli dan ada yang di produksi serta ada yang keduanya sehingga presentase total lebih dari 100 %

menerima 50 quotations dari 50 supplier (2500 quotations)

Figure 6-1 - Composite usage map

(Pine Valley Furniture Company) (Cont.)

Access Frequencies (per hour)

Figure 6-1 - Composite usage map

(Pine Valley Furniture Company) (Cont.)

Usage analysis: 140 purchased parts accessed

per hour

80 quotations accessed from

these 140 purchased part accesses

70 suppliers accessed from these 80 quotation accesses

Figure 6-1 - Composite usage map

(Pine Valley Furniture Company) (Cont.)

Usage analysis: 75 suppliers accessed per hour

40 quotations accessed from these 75 supplier accesses 40 purchased parts accessed

from these 40 quotation accesses

Merancang Field

Fields adalah Unit terkecil dari data aplikasi yang dapat dikenali oleh software sistem seperti bahasa pemrograman atau DBMS.

Aktivitasnya meliputi :

Memilih tipe data

Teknik coding dan compression

Mengendalikan integritas data

Memilih tipe data Tipe data adalah skema coding yang dikenali

oleh software sistem seperti DBMS untuk merepresentasikan organisasi data.

Pemilihan tipe data yang tepat akan menghasilkan :

Minimalisasi tempat penyimpanan

Merepresentasikan value keseluruhan

Meningkatkan integritas data

Mendukung semua perubahan data.

Contoh tipe data dalam Oracle 9iTipe data Deskripsi

VARCHAR2 Variable length character, only consumed required space

CHAR Fixed length character data

LONG Capable storing 4 Gb of one variable length character (e.g Medical Instruction or customer comment)

NUMBER Positive/ negative number

DATE Any date, and stores the century, year, month, day,hour, minute and second

BLOB Binary Large Object, storing 4 Gb of binary data (e.g. Photograph, sound, or video)

Teknik coding dan compression

Field dengan jumlah nilai yang terbatas dapat di translasikan kepada kode - kode yang membutuhkan ruang lebih sedikit

Sama konsepnya dengan Foreign-Key

Teknik coding dan compression (lanjutan)

Code saves space, but costs an additional lookup

to obtain actual value.

Mengendalikan integritas data

Default value nilai asumsi jika tidak ada nilai spesifik

Range control batasan nilai yang diperbolehkan (constraints or validation rules)

Null value control membolehkan atau melarang field kosong

Referential integrity range control (dan null value allowances) agar FK ke PK cocok

Handling Missing Data

(Babad & Hoffer : 1984)

Menggantikan perkiraan nilai yang hilang

Membangun laporan yang berisi nilai yang

hilang

Dalam program, akan mengabaikan data yang hilang sampai nilai tersebut signifikan.

Babad Y M, and J A Hoffer.1984.Even No Data Has a Value. Communications of the ACM.

Key

Numeric Subtypes or text length

Table Definition in Access

Keys

Graphical Table Definition in SQL Server

Physical Record: kumpulan field yang disimpan dalam lokasi memori terpisah dan diambil secara bersamaan sebagai suatu unit.

Page: jumlah data yang dibaca atau ditulis dalam satu operasi input output

Blocking Factor: The number of physical records per page

Merancang Record Physical

Pada model data logikal, atribut-atribut yang ditentukan oleh PK yang sama dikelompokkan kedalam sebuah relasi.

Pada model data fisik, atribut/field tersebut disimpan dalam lokasi memori yang saling berdekatan dan diambil dan ditulis secara bersama sebagai sebuah unit oleh aplikasi DBMS.

Merancang Record Physical

Tujuan perancangan fisik:

!

Penggunaan media penyimpanan secondary yang efisien; fokus pada ukuran record fisik dan struktur penyimpanan secondary

!

Kecepatan pemrosesan data

Seringkali setiap atribut yang muncul dalam sebuah relasi tidak digunakan semuanya, dan data dari berbagai relasi justru dibutuhkan bersama untuk menjawab sebuah query untuk membuat sebuah laporan.

Merancang Record Fisikal Merancang Record Fisikal (lanjutan)

Sehingga walaupun model relasional yang ternormalisasi sudah memecahkan persoalan anomali dan mengurangi duplikasi (serta ruang storage), namun bila diterapkan secara fisik, belum tentu mampu mencapai pemrosesan data yang cepat.

?