PENGENALAN SINGKAT PROSES DAN OPTIMISASI QUERY

Database Manajemen Sistem (DBMS) adalah kumpulan dari program- program yang membolehkan user untuk menciptakan dan memelihara sebuah database. DBMS sudah menjadi peralatan standar untuk melindungi pengguna komputer  dari  bagian-bagian  kecil  dalam  pengelolaan  secondary  storage  (hard disk). DBMS didesain untuk meningkatkan produktivitas dari aplikasi para programmer dan  untuk memberikan kemudahan pengaksesan data oleh komputer.

Pengaksesan data di dalam DBMS dapat dilakukan dengan berbagai macam cara. Dan tentunya dalam melakukan pengaksesan data ada hal-hal yang perlu diperhatikan seperti ketepatgunaan implementasi dari data itu sendiri serta waktu prosesnya. Ada banyak plan (rencana) yang dapat diikuti oleh database manajemen sistem dalam memproses dan menghasilkan jawaban sebuah query. Semua plan pada akhirnya akan menghasilkan jawaban (output) yang sama tetapi pasti mempunyai harga yang berbeda-beda, seperti misalnya total waktu yang diperlukan untuk menjalankan sebuah query.

Optimisasi query mencoba memberikan suatu pemecahan untuk menangani masalah tersebut dengan cara menggabungkan sejumlah besar teknik-teknik dan strategi, yang meliputi transformasi-transformasi logika dari query-query untuk mengoptimisasi jalan akses dan penyimpanan data pada sistem file. Setelah ditransformasikan, sebuah query harus dipetakan ke dalam sebuah urut-urutan operasi untuk menghasilkan data-data yang diminta.

Sebuah query yang diekspresikan dalam sebuah bahasa query tingkat tinggi seperti SQL mula-mula harus dibaca, diuraikan dan disahkan (scanning, parsing, validating)1. Query tersebut kemudian dibentuk menjadi sebuah struktur data yang biasa disebut dengan query tree. Dan kemudian DBMS (Database Manajemen Sistem) harus merencanakan sebuah strategi eksekusi untuk mendapatkan kembali hasil dari query dari file-file database. Tahapan-tahapan proses dari sebuah query di

dalam sebuah sistem, dan berikut penjelasan dari masing-masing tahapan :

·       Scanner  melakukan  identifikasi  (pengenalan)  token-token  seperti  SQL

keywords, attribute, dan relation name. Proses ini disebut dengan scanning.

·       Query Parser mengecek kevalidan query dan kemudian menterjemahkannya ke dalam sebuah bentuk internal yaitu ekspresi relasi aljabar atau parse tree. Proses ini disebut dengan parsing.

·       Query  Optimizer  memeriksa  semua  ekspresi-ekspresi  aljabar  yang  sama untuk query yang diberikan dan memilih salah satu dari ekspresi tersebut yang terbaik yang memiliki perkiraan termurah. Dengan kata lain, tugas dari query optimizer adalah menghasilkan sebuah rencana eksekusi. Proses ini disebut dengan optimisasi query.

·       Code Generator atau Interpreter mentransformasikan rencana akses yang dihasilkan oleh optimizer ke dalam kode-kode. Setelah itu, kode-kode tersebut dikirimkan ke dalam  query processor untuk dijalankan.

·       Query Processor melakukan eksekusi query untuk mendapatkan hasil query yang diinginkan.

Bagian Query Optimizer adalah merupakan komponen utama yang berperan penting dalam proses optimisasi query yang menjadi topik utama dari seluruh pembahasan ini.

Alasan dibahasnya tahapan proses diatas adalah semata- mata untuk memberikan gambaran yang jelas tentang bagaimana pada umumnya sebuah query diproses di dalam sebuah Database Manajemen Sistem (DBMS).

Hubungan Database Dengan Pemrosesan Query

Database adalah kumpulan dari data-data yang berhubungan satu sama lainnya yang digunakan untuk pencarian suatu data tertentu pada saat SQL query dijalankan.  Sebuah  database  dirancang,  dibuat  dan  ditempati  oleh  data  dengan tujuan tertentu. Di dalam sistem database relasional, tabel-tabel dari database saling berhubungan satu sama lainnya. Dan sebuah tabel database akan selalu memiliki attribute names  (nama-nama attribute),  relation  names  (nama-nama relasi), dan tuples (record-record).

Attribute digunakan untuk mengidentifikasikan sebuah nama yang diikutsertakan  dalam  relasi  dan  menspesifikasikan  domain  (tipe  data  sederhana yang menentukan sebuah pemisahan data). Sedangkan tuples adalah kumpulan dari record-record di dalam sebuah database. Relation name mendefinisikan attribute- attribute yang diperlukan dalam predikat dan mendefinisikan arti dari predikat tersebut.

Sistem Katalog Dalam Database Manajemen Sistem (DBMS)

Sistem katalog adalah sebuah sistem yang digunakan untuk menyimpan informasi-informasi  mengenai  suatu  database.  Informasi  yang  disimpan  dalam sebuah katalog dari sebuah relasional database manajemen sistem  meliputi relation names, attribute names, dan attributes domains (tipe-tipe data),  gambaran   dari batasan-batasan  (primary key, secondary key, foreign key, NULL/NOT NULL dan tipe-tipe dari batasan-batasan lainnya), dan bentuk-bentuk penyimpanan dan index- index. Query optimizer melakukan akses pada katalog untuk jalan akses, implementasi (pelaksanaan) informasi, dan data statistik untuk menentukan jalan terbaik untuk menjalankan sebuah query.

Sebagai contoh, optimizer mengakses katalog untuk mengecek field-field mana dari sebuah relasi yang memiliki akses hash atau akses index-index, sebelum memutuskan bagaimana untuk menjalankan sebuah kondisi pilihan ataupun kondisi join pada relasi.

Optimisasi Query

Optimisasi Query adalah suatu proses untuk menganalisa query untuk menentukan  sumber-sumber  apa  saja  yang  digunakan  oleh  query  tersebut  dan apakah penggunaan dari sumber tersebut dapat dikurangi tanpa merubah output. Atau bisa juga dikatakan bahwa optimisasi query adalah sebuah prosedur untuk meningkatkan strategi evaluasi dari suatu query untuk membuat evaluasi tersebut menjadi   lebih   efektif.   Optimisasi   query   mencakup   beberapa   teknik   seperti transformasi query ke dalam bentuk logika yang sama, memilih jalan akses yang optimal dan mengoptimumkan penyimpanan data.

Optimisasi query merupakan bagian dasar dari sebuah sistem database dan juga merupakan suatu proses untuk menghasilkan rencana akses yang efisien dari sebuah query di dalam sebuah database. Secara tidak langsung, sebuah rencana akses  merupakan  sebuah  strategi  yang  nantinya  akan  dijalankan  untuk  sebuah query, untuk mendapatkan kembali operasi-operasi yang apabila dijalankan akan menghasilkan database record query. Ada tiga aspek dasar yang ditetapkan dan mempengaruhi optimisasi query, yaitu : search space, cost model dan search strategy.

Search space adalah sekumpulan rencana-rencana akses yang sama secara logika yang dapat digunakan untuk mengevaluasi sebuah query. Semua rencana- rencana  dalam  search  space  query  mengembalikan  hasil  yang  sama  biarpun beberapa rencana lebih efisien dibandingkan dengan rencana yang lainnya.

Cost  model  menandakan  sebuah  harga  untuk  tiap  rencana  dalam  search space. Harga dari rencana tersebut adalah sebuah perkiraan dari sumber-sumber yang digunakan pada saat rencana dijalankan, dimana harga yang lebih rendah, merupakan yang terbaik dari rencana-rencana yang ada.

Search strategy adalah sebuah perincian dari rencana-rencana mana dalam search space yang akan diperiksa. Apabila search space-nya kecil, maka strategi yang dapat diteruskan adalah menghitung dan mengevaluasi setiap rencana. Meskipun kebanyakan search space bahkan untuk query-query yang sederhana adalah sangat besar, akan tetapi query optimizer selalu memerlukan aturan heuristik untuk mengontrol nomer dari rencana-rencana yang akan diperiksa.

Sejarah Singkat Optimisasi Query

Optimisasi query lahir sejak sebelum tahun 1970. Pada saat itu yang dikenal dengan  jaman  kegelapan  (dark  age),  optimisasi  query  masih  dilakukan  secara manual  oleh  manusia.  Selain  itu,  pada  jaman  tersebut  database  relasional  juga belum dikenal sehingga diperlukan seseorang yang benar-benar ahli dalam database untuk melakukan optimisasi query. Jadi pada jaman kegelapan hingga tahun 1970- an, optimisasi query masih dilakukan oleh manusia dan masih menggunakan cara yang benar-benar kuno.

Seiring dengan perkembangan jaman di mana teknologi menjadi semakin maju, maka sekitar pertengahan  tahun 1970-an  sampai  pada pertengahan  tahun

1980-an optimisasi query tidak lagi dilakukan secara manual, tetapi dilakukan oleh suatu sistem yang dikenal dengan sistem R yang kemudian menjadi berkembang pada optimisasi perintah JOIN, sekumpulan tahapan untuk optimisasi query selanjutnya. Hingga saat ini, optimisasi query terus berkembang bersamaan dengan bermunculannya teknik-teknik baru yang digunakan dalam proses optimisasi query meskipun pada dasarnya hanya ada dua macam teknik utama yang biasanya digunakan dalam mengoptimisasi sebuah query. Bisa dikatakan bahwa optimisasi query merupakan tulang punggung dari sebuah sistem karena   ketepatgunaan  suatu sistem  sangat tergantung dari  optimizernya.

Hampir semua DBMS menggunakan sistem optimisasi query untuk mengurangi waktu eksekusi query sehingga kerja sistem dapat dioptimalkan dan penggunaan sumber-sumber dapat diminimumkan. Selain itu, akes dari disk yang sangat lambat dibandingkan dengan akses memory membuat optimisasi query menjadi semakin penting.