Sistem Manajemen Basis Data Teknik Konkurensi





Sistem recovery basis data
Komponen dalam RDBMS yang digunakan untuk
mengembalikan basis data ke kondisi yang benar
(consistent state) jika terjadi system failure (kegagalan
sistem)
Natural physical disasters
bencana fisik yg natural, seperti kebakaran, air bah, gempa
Carelessness / human error
Kekurang telitian atau kerusakan pada data atau fasilitas yg
tidak disengaja disebabkan oleh operator atau pengguna
Sabotase, kerusakan pada data, fasilitas perangkat lunak &
keras yg disengaja

System crash (kerusakan sistem), akibat kesalahan

Media failure (kegagalan pada media), seperti media

Application software error (kesalahan pada
pada perangkat keras atau lunak, menyebabkan
kehilangan memori utama
tidak dapat dibaca, menyebabkan kehilangan
sebagian dari penyimpanan sekunder
perangkat lunak aplikasi, seperti kesalahan logika yg
mengakses data base menyebab kan satu atau lebih
transaksi mengalami kegagalan, basis data menjadi
tdk konsisten)
3
Jenis Kerusakan :
1. Kegagalan Transaksi (Transaction error)
a. Kesalahan Logika (Logical Error)
input salah, data not found, overflow, memori habis
b. Kesalahan Sistem (System Error)
Deadlock
2. Kerusakan Sistem (System Crash)
Hardware macet (hang), data pada memori
sementara hilang
3. Kerusakan pada Disk (Disk Failure)
Bad sector / disk macet pada saat operasi I/O

Jenis Media Penyimpanan :
1. Media Penyimpanan Sementara (Volatile Storage)
RAM, Cache, Register
2. Media Penyimpanan Permanen (Non Volatile Storage)
Tape, Disk
3. Media Penyimpanan Stabil (Stable Storage)

Diperlukan suatu mekanisme untuk menjamin basis data
konsisten dan keatomikan transaksi walaupun terjadi
kegagalan/kerusakan.  Recovery
Basis data secara permanen tersimpan pada media
permanen disk.
 Ruang penyimpanan pada disk dipilah berdasarkan
Blok yang disebut dengan Blok data.
 Operasi database : disisipkan pada program aplikasi
atau langsung dibuat interaktif dengan bahasa query
misal SQL.
 Dalam program aplikasi , transaksi diawali dengan
statement begin transaction dan end transaction





Transaksi merupakan unit logika dari proses database yang
mencakup satu atau lebih operasi pengaksesan database –
meliputi insert, delete, modifikasi atau operasi retrieve.
Sebuah program aplikasi dapat berisi lebih dari satu
transaksi Read-only
transaction. Transaksi dalam database hanya mengambil
(retrieve) data, tidak melakukan update
Diagram transisi transaksi :
BEGIN_TRANSACTION : memulai transaksi
READ or WRITE : operasi baca atau tulis dari item database
yang dieksekusi sebagai bagian dari transaksi
END_TRANSACTION : operasi transaksi READ atau WRITE
selesai dilakukan
1. Begin transaction : keadaan awal transaksi
2. Partially Committed : keadaan setelah suatu pernyataan berhasil
dilaksanakan
3. Committed: keadaan setelah transaksi berhasil dijalankan
4. Failed : keadaan setelah suatu pernyataan gagal melaksanakan
tugas, kemudian keadaan dipulihkan pada keadaan sebelum
transaksi (ABORT)
5. Terminated: keadaan transaksi berakhir (disetujui atau di
batalkan)
Mekanisme backup
melakukan backup secara periodik terhadap data
base yg ada
 Fasilitas Logging
Mencatat transaksi dan perubahan-perubahan yang
terjadi terhadap data base. DBMS memelihara file
khusus yang disebut Log (Journal) yang
menyediakan informasi mengenai seluruh
perubahan yang terjadi pada data base.
 Fasilitas Checkpoint
Mengizinkan update terhadap data base yang akan
menjadi data base yang permanen
 Manager recovery
Mengizinkan sistem untuk menyimpan kembali
data base ke keadaan sebelum terjadi kegagalan

Untuk mengcover kegagalan dari transaksi, sistem
mempunyai catatan yang disebut dengan log file untuk
menjaga jalannya semua operasi yang mempengaruhi
nilai dari item database.
 Informasi ini mungkin akan dibutuhkan untuk mengcover
adanya kegagalan.
 Log file disimpan di storage, dan secara berkala di backup ke storage lainnya untuk menjaga dari kerusakan
yang fatal.
 Log file adalah komponen yang penting dalam data
base. Bila terjadi system failure, log file diperlukan untuk
mengembalikan data base ke consistent state.
 Struktur log file menyerupai relasi ( tabel ) yang terdiri
dari sejumlah field (kolom) dan sejumlah record (baris)


Field-field dalam log file terdiri dari:
Nama
Keterangan
LSN (Log
Sequence
Number)
TransactionID
tanda pengenal (identifier) tiap log record
Operation
Database
jenis operasi dari transaksi yang bisa berupa: start, commit, abort, insert, update,
atau delete
nama data base yang akan dimodifikasi
Table
nama tabel yang akan dimodifikasi
Field
field apa saja yang akan dimodifikasi dari tabel yang bersangkutan.
OldRecordID,
NewRecordID
berisi kode record lama sebelum dimodifikasi. Kode record diperoleh dari sistem
storage management yang berperan dalam menyimpan data base secara fisikal.
kode record baru setelah dimodifikasi.
BeforeImage
nilai field sebelum operasi dijalankan
AfterImage
nilai field setelah operasi dijalankan
pPtr, pointer
menunjuk ke log record yang berisi operasi sebelumnya dari transaksi yang
sama
berfungsi sebagai identifier suatu transaksi
Restore dari backup.
- Jika terjadi kerusakan ke sebagian data base, misalnya
disk crash, metode recovery yang digunakan adalah
merestore copy sebelumnya dari data base yang sudah
diback-up ke storage khusus (biasanya tape)
- Membangun kembali status dengan redo operasi dari
transaksi yang commit dari log backed-up sampai waktu
dimana terjadi kegagalan
 Undo Operasi
Jika data base tidak secara fisik rusak tetapi hanya
menjadi tidak konsisten karena adanya kesalahan
(system crash, system error, local error, concurrency
control),

Ada 2 teknik utama dalam melakukan recovery
kesalahan transaksi :
1. Deferred update
2. Immediate update
DEFERRED/TUNDA UPDATE




Update tidak dilakukan secara langsung pada data
base, tetapi update dilakukan setelah transaksi
menyelesaikan eksekusinya dengan sukses dan
mencapai titik commit.
Sebelum mencapai commit semua transaksi yang di
update disimpan pada buffer local
hanya dicatat pada system log dan transaction
workspace.
Setelah transaksi commit dan log sudah dituliskan
ke disk, maka update dituliskan ke data base
Karena data base tidak pernah ter-update pada disk
hingga transaksi mencapai commit, operasi UNDO
tidak diperlukan.
 Operasi ini dikenal dengan algoritma recovery NO
UNDO/ REDO.
 REDO dibutuhkan saat sistem gagal setelah transaksi
mencapai commit tetapi sebelum perubahan
disimpan pada data base di disk.

1. START  2. INSERT A  3. UPDATE B  4. DELETE A  5. COMMIT
Untuk langkah 1, proses yang terjadi adalah:
Pada langkah 2, proses yang terjadi adalah:
Pada langkah 3, proses yang terjadi adalah:
Pada langkah 4, proses yang terjadi adalah:
Pada langkah 5, proses yang terjadi adalah:
Keuntungan
Kekurangan
Lebih aman karena operasi tidak
langsung mengubah data base
sebelum transaksi di-commit,
sehingga bila terjadi system failure
atau transaksi abort, data base
tetap dalam consistent state.
Teknik deferred update menuntut
kapasitas temporary database
yang lebih besar karena harus
menyimpan semua blok
data base yang dimodifikasi dalam
temporary database hingga
commit.
Update dilakukan langsung pada data base tanpa
menunggu transaksi mencapai titik commit
 Operasi tetap harus dituliskan ke log (pada disk)
sebelum update dilakukan pada data base  WriteAhead Logging protocol

Langkah-langkah teknik immediate update dengan
algoritma UNDO/NO-REDO adalah:
1) Ketika transaksi mulai, tulis sebuah record START ke log file.
2) Setiap operasi transaksi diterima, log record berisi data yg relevan
akan ditambahkan ke dalam log file.
3) Temporary database akan meng-copy blok data base yang
mengandung data yang diperlukan bila blok tersebut belum ada.
4) Jalankan operasi transaksi terhadap blok data base dalam
temporary database.
5) Langsung salin kembali blok data base yang telah termodifikasi
dari temporary database ke data base.
6) Ketika transaksi commit, semua modifikasi terhadap data base
diselesaikan sebelum COMMIT TRANSACTION ditambahkan ke log
file.
1. START 2. INSERT A  3. UPDATE B  4. DELETE A 5.COMMIT
Untuk langkah 1 START, proses yang terjadi adalah:
Pada langkah 2 INSERT , proses yang terjadi adalah:
Pada langkah 3 UPDATE, proses yang terjadi adalah:
Pada langkah 4 DELETE , proses yang terjadi adalah:
Pada langkah 5 COMMIT, proses yang terjadi adalah:
Keuntungan
Kekurangan
Efek dari operasi
langsung tercatat
pada database
- Bila seorang pengguna telah mengcommit suatu
transaksi tapi ternyata terjadi kegagalan saat
pemrosesan, maka seluruh transaksi dianggap
gagal karena record commit belum tercatat di
log.
- Perpindahan blok database dari dan ke
temporary database akan lebih dinamis (cepat
berubah). Akibatnya penggunaan disk I/O akan
lebih boros. Hal ini akan menurunkan kinerja
sistem.
PEMULIHAN SISTEM
Penyebab : gangguan pada sistem (misal : mati listrik).
Data pada RAM hilang dan ada transaksi yg tidak
selesai, transaksi harus dibatalkan pada saat sistem
diaktifkan kembali (UNDO) dan transaksi yang
commit harus dijamin telah ditulis (proses REDO)
PEMULIHAN MEDIA
Penyebab : kegagalan media (disk rusak)
-Memuat kembali (RESTORE) backup database,