Pertemuan Ke-7 : ORGANISASI BERKAS INDEX SEQUENTIAL

SUB POKOK BAHASAN Definisi dan aplikasi berkas indek sequential

Implementasi organisasi berkas indek sequential

T I K1. Dapat menjelaskan definisi dan aplikasi berkas indeks sequential

2. Dapat menjelaskan implementasi organisasi berkas indeks sequential dan

penyimpanan berkas

ORGANISASI BERKAS INDEKS SEKUENSIAL

PENGERTIAN BERKAS INDEKS SEKUENSIAL

Salah satu cara yang paling efektif untuk mengorganisasi kumpulan record-record yang

membutuhkan akses record secara sekuensial maupun akses record secara individu

berdasarkan nilai key adalah organisasi berkas indeks sekuensial.

Jadi berkas indeks sekuensial merupakan kombinasi dari berkas sekuensial dan berkas

relatif.

Adapun jenis akses yang diperbolohkan, yaitu:

Akses Sequential

Akses Direct

Sedangkan jenis prosesnya adalah:

Batch

Interactive

Struktur berkas Index Sequential

Index Binary Search Tree

Data Sequential

Indeksnya digunakan untuk melayani sebuah permintaan untuk mengakses sebuah

record tertentu, sedangkan berkas data sequential digunakan untuk mendukung akses

sequential terhadap seluruh kumpulan record-record.

STRUKTUR POHON

Sebuah pohon (tree) adalah struktur dari sekumpulan elemen, dengan salah satu

elemennya merupakan akarnya atau root, dan sisanya yang lain merupakan bagian-

bagian pohon yang terorganisasi dalam susunan berhirarki, dengan root sebagai

puncaknya.

Contoh umum dimana struktur pohon sering ditemukan adalah pada penyusunan

silsilah keluarga, hirarki suatu organisasi, daftar isi suatu buku dan lain sebagainya.

Contoh :

Handoko

Andi Reni

Anton Yana Mardi Riri

Tedi Susi Roni Dewi Dodi Irma Rudi Nurul

Gambar 1. Silsilah Keluarga

Akar pohon (root) adalah Handoko

Secara rekursif suatu struktur pohon dapat didefinisikan sebagai berikut :

Sebuah simpul tunggal adalah sebuah pohon.

Bila terdapat simpul n, dan beberapa sub-pohon T1,T2,...,Tk, yang tidak saling

berhubungan, yang masing-masing akarnya adalah n1,n2,...,nk , dari simpul/sub

pohon ini dapat dibuat sebuah pohon baru dengan n sebagai akar dari simpul-

simpul n1,n2,...,nk.

n

n1 n2 . . . nk

n

n1 n2 . . . nk

Gambar 2. Definisi struktur pohon

POHON BINER

Salah satu tipe pohon yang paling banyak dipelajari adalah pohon biner.

Pohon Biner adalah pohon yang setiap simpulnya memiliki paling banyak dua buah

cabang/anak.

(1) (2) (3) (4) (5) A A A A A

B B B C B C

D

E F

Gambar 3. Beberapa contoh Pohon Biner

Posisi Sequential Data File1 APE2 BAT3 CAT4 COW

MAMMOTH N/2

COW 4

BAT 2 DOG 5

APE 1 CAT 3 EEL 6

ZEBRA N

5 DOG6 EEL… ….N ZEBRA

Pada gambar tersebut memperlihatkan struktur berkas indeks sekuensial dengan

sebuah indeks berikut pointer yang menuju ke berkas data sekuensial. Pada contoh

gambar tersebut, indeksnya disusun berdasarkan binary search tree. Indeksnya

digunakan untuk melayani sebuah permintaan untuk mengakses sebuah record

tertentu, sedangkan berkas data sekeunsial digunakan untuk mendukung akses

sekuensial terhadap seluruh kumpulan record-record.

IMPLEMENTASI ORGANISASI BERKAS INDEKS SEKUENSIAL

Ada 2 pendekatan dasar untuk mengimplementasikan konsep dari organisasi

berkas indeks sekuensial :

Blok Indeks dan Data (Dinamik)

Prime dan Overflow Data Area (Statik)

Kedua pendekatan tersebut mengunakan sebuah bagian indeks dan sebuah bagian

data, dimana masing-masing menempati berkas yang terpisah.

Alasannya :

Karena mereka diimplementasikan pada organisasi internal yang berbeda. Masing-

masing berkas tersebut harus menempati pada alat penyimpan yang bersifat Direct

Access Storage Device (DASD).

BLOK INDEKS DAN DATA

Pada pendekatan ini berkas indeks dan berkas data diorganisasikan dalam blok.

Berkas indeks mempunyai struktur tree, sedangkan berkas data mempunyai

struktur sekuensial dengan ruang bebas yang didistribusikan antar populasi

record.

Lihat gambar pada halaman 5

Pada gambar tersebut ada N blok data dan 3 tingkat dari indeks. Setiap entry pada

indeks mempunyai bentuk (nilai key terendah, pointer), dimana pointer menunjuk pada

blok yang lain, dengan nilai key-nya sebagai nilai key terendah. Setiap tingkat dari blok

indeks menunjuk seluruh blok, kecuali blok indeks pada tingkat terendah yang

menunjuk ke blok data.

Jika sebuah permintaan untuk mengakses record tertentu, misal kita ingin mengakses

dengan nilai key BAT, indeks dengan tingkat tertinggi (dalam hal ini blok indeks 3-1)

yang pertama yang akan dicari pada contoh ini, pointer dari AARDVARK menunjuk blok

indeks 2-1. Pointer yang ditunjuk pada kotak tersebut adalah pointer yang berisikan

AARDVARK, yang akan menunjuk ke blok indeks 1-1. Pointer berikutnya yang akan

ditunjuk adalah pointer yang berisi BABOON, yang selanjutnya akan menunjuk blok

data 2. Blok data ini akan mencari untuk record dengan key tujuan, yaitu BAT, dimana

pada blok ini record tersebut ditemukan.

Permintaan untuk akses data dalam urutan sekuensial dilayani dengan mengakses blok

data dalam urutan sekuensial. Sebagai catatan blok data merupakan consecutive

secara logik dan bukan consecutive secara fisik. Dalam hal ini, blok data harus

dihubungkan secara bersama dalam urutan secara logik, seperti terlihat pada gambar

di halaman 5.

Misal :

Setiap blok data mempunyai ruang yang cukup untuk menampung 5 record dan

setiap blok indeks mempunyai ruang yang cukup untuk menyimpan 4 pasang (nilai

key, pointer).

Parameter ini biasanya sudah dilengkapi dengan rutin dukungan sistem manajemen

data, pada saat berkas binatang ini dibentuk.

Jika kita menginginkan penyisipan maupun penghapusan terhadap isi berkas, maka

blok indeks dan blok data akan dibuat dengan sejumlah ruang bebas, yang biasanya

disebut sebagai padding dan pada gambar ditunjukkan sebagai irisan.

Permintaan :

INSERT APE INSERT AIREDALE

Hanya blok data 1 yang digunakan dan hasilnya ditunjukkan pada gambar dibawah

ini :

Entry pada blok harus diletakan berdasarkan urutan sekuensial ascending.

Permintaan :

INSERT ARMADILLO

Pencarian dari struktur indeks menyatakan bahwa ARMADILLO seharus-nya

menempati blok data 1, tetapi blok tersebut sudah penuh.

Untuk mengatasi keadaan tersebut, blok data 1 dipecah dengan memodifikasi blok

indeks 1-1.

Separuh dari isi blok data, tetap menempati blok tersebut dan separuhnya lagi

dipindahkan ke blok yang baru dibuat, yaitu blok data 1A.

Hasilnya ditunjukkan pada gambar dibawah ini :

Permintaan :

INSERT CAT

INSERT BEAR

INSERT BOBCAT

Akan mengisi blok data 2, tetapi blok data tersebut harus dipecah menjadi blok data 2

dan 2A.

Blok indeks 1-1 sudah penuh dan tidak dapat memuat pointer pada blok data 2A,

sehingga inipun harus dipecah, dengan cara mengubah penafsiran indeks tingkat 2.

Jika blok indeks pada tingkat paling tinggi (dalam hal ini indeks tingkat 3) sudah

penuh, maka harus dipecah, sehingga sebuah indeks tingkat yang baru akan

ditambahkan pada indeks tree.

Maka seluruh pencarian langsung, memerlukan pengaksesan empat blok indeks dan

sebuah blok data.

Hasilnya ditunjukkan pada gambar dibawah ini :

Pertemuan Ke-8 : ORGANISASI BERKAS INDEX SEQUENTIAL

SUB POKOK BAHASAN Prime dan overflow data area

Penerapan dalam bahasa pemrograman

T I K Dapat menjelaskan pengertian prime dan overflow data area dan dapat

menyebutkan contohnya

Dapat membuat pemrograman dengan menggunakan bahasa tertentu

dan membandingkan dengan organisasi sebelumnya yang telah

dibuat/dicoba

PRIME DAN OVERFLOW DATA AREA

Pendekatan lain untuk mengimplementasikan berkas indek sekuensial adalah

berdasarkan struktur indek dimana struktur indek ini lebih ditekankan pada karakteristik

fisik dari penyimpanan, dibandingkan dengan distribusi secara logik dari nilai key.

Indeksnya ada beberapa tingkat, misalnya tingkat cylinder index dan tingkat track index.

Berkas datanya secara umum diimplementasikan sebagai 2 berkas, yaitu prime area

dan overflow area.

Lihat gambar dibawah ini :

Misal setiap cylinder dari alat penyimpanan mempunyai 4 track.

Pada berkas binatang ada 6 cylinder yang dialokasikan pada prime data area.

Track pertama (nomor 0) dari setiap cylinder berisi sebuah indeks pada record key

dalam cylinder tersebut.

Entry pada indeks ini adalah dalam bentuk :

nilai key terendah, nomor track

Dalam sebuah track data, tracknya disimpan secara urut berdasarkan nilai key.

Tingkat pertama dari indeks dalam berkas indeks dinamakan master index.

Entry pada indeks ini adalah dalam bentuk :

nilai key tertinggi, pointer

Tingkat kedua dari indeks dinamakan cylinder index.

Indeks ini berisi pointer pada berkas prime data dan entry-nya dalam bentuk :

nilai key tertinggi, nomor cylinder

Jika sebuah permintaan untuk mengakses record tertentu, misal kita akan mengakses

dengan nilai key BAT, pertama akan dicari pada master index. Karena BAT ada

didepan LYNX, maka pointer dari LYNX akan menunjuk ke cylinder index. Karena BAT

ada didepan ELEPHANT, maka pointer dari ELEPHANT akan menunjuk ke track 0 dari

cylinder 1. Karena BAT ada dibelakang BABOON dan didepan COW, maka pointer dari

BABOON akan menunjuk ke track 2, yang mencari secara sekuensial, sampai BAT

ditemukan.

Permintaan untuk mengakses data secara sekuensial akan dilayani dengan mengakses

cylinder dan track dari berkas data prime secara urut.

Misal setiap track dari berkas prime data mempunyai ruang yang cukup untuk

menampung 5 record ( jika penyisipan dan penghapusan terhadap berkas dilakukan,

maka akan dibentuk padding).

Permintaan :

INSERT APE

INSERT AIREDALE

Akan mudah dilayani. Hanya track data 1 dari cylinder 1 yang akan digunakan dan

hasilnya ditunjukkan pada gambar dibawah ini :

Permintaan :

INSERT ARMADILLO

Agak sulit ditangani. Pencarian struktur indeks menyatakan bahwa ARMADILLO

seharusnya menempati track 1 dari cylinder 1, tetapi track tersebut sudah penuh.

Untuk mengatasi keadaan tersebut diperlukan overflow data area.

Overflow data area ini merupakan berkas yang terpisah dari prime data area, tetapi

overflow area ini ditunjukan oleh entry prime data area.

Hasilnya ditunjukkan pada gambar dibawah ini :

Karena ARMADILLO seharusnya berada setelah kelima entry pada track 1 dari

cylinder 1, tetapi karena track ini sudah penuh, maka ARMADILLO dipindahkan

ke overflow data area. Indeks track dari cylinder 1 harus dimodifikasi untuk

memperlihatkan bahwa ada sebuah record pada overflow area yang secara logik

seharusnya menempati pada akhir dari track 1, sehingga penambahan dari entry itu

adalah :

<ARMADILLO,ovfl-ptr>

Dengan ovfl-ptr adalah :

<cylinder, track, record>

Permintaan :

INSERT CAT

INSERT BEAR

INSERT BOBCAT

Akan mengisi track 2 dari cylinder 1 pada prime data area, tetapi pengisian tersebut

mengakibatkan penggunaan overflow area. Perhatikan CAT dipindahkan ke overflow

area, karena entry pada prime track tidak hanya harus dalam urutan, tetapi juga

entry tersebut harus mendahului suatu entry overflow dari track tersebut.

Hasilnya ditunjukkan pada gambar dibawah ini :

PERMINTAAN :

INSERT ANT

Hasilnya ditunjukkan pada gambar dibawah ini :

Deklarasi Berkas Indeks Sekuensial Dalam Bahasa COBOL

Latihan

1. Dari contoh soal di atas, tunjukkan dengan gambar Blok Indeks dan Data , bila

ada permintaan :

INSERT DRAGON

INSERT CROCODILE

INSERT DEER

2. Dari contoh soal di atas, tunjukkan dengan gambar Prime dan Overflow Data

Area, bila ada permintaan :

INSERT BEE

PROGRAM

Input Record 5 4 8

3 5

2 2 7

Index data 2 3 4 5 … 7 2 5 8 …

Gambar penyimpanan berkas index sequential

File Random

Perintah untuk pemasukan data file random : OPEN “R”, ............... 1 FIELD # .................... 2 PUT # ....................... 3 CLOSE # .................. 4

Add 1 : Open file sebagai random file (“R”)

ln OPEN “R”, #nomor buffer, “nama file”,lln : nomor baris programl : menyatakan jumlah karakter untuk satu record, jika tidak diisi dianggap 128 byte

100 OPEN “R”,#1,”B:DTMHA.DAT”,64

Add 2 : Field #, mendefinisikan panjang masing-masing field

ln FIELD #(nomor buffer), l1 AS var1, l2 AS var2, ..........ln : nomor barisl1 : panjang variabelvar1 : nama variabel

200 FIELD #1, 8 AS NPM$, 25 AS NAMA1$

Add 3 : PUT #, menyimpan record

ln PUT #(nomor buffer), record ke

300 PUT #1, 130

Add 4: Close #, menutup file yang telah dibuka

ln CLOSE #(nomor buffer)

1000 CLOSE #1

Untuk merekam data maka penulisannya dalam record harus didefinisikan dahulu letaknya. Dikenal 2 jenis hukum yaitu hukum kiri atau hukum kanan.

LSET : dipakai apabila penulisan field pada daerah yang telah ditentukan panjangnya harus menepi kiri

RSET : dipakai apabila penulisan field pada daerah yang telah ditentukan panjangnya menepi kanan

Perbedaan antara penyimpanan data secara sequential dengan secara random yaitu : dalam file sequential dapat menyimpan data secara numerik sedangkan dalam file random penyimpanan data tidak bisa.Penyimpanan data dalam file random harus berbentuk string.

Perintah yang digunakan untuk merubah numerik menjadi string dengan menggunakan :

MKI$ : Untuk integer MKS$ : Untuk single precision MKD$ : Untuk double precision

Sedangkan perintah yang digunakan untuk pemanggilan kembali atau merubah dari string menjadi numerik adalah

CVI : untuk integer CVS: untuk single precision CVD: untuk double precision

Perintah untuk pemanggilan secara random OPEN “R” FIELD # GET # CLOSE #

BAB 6Organisasi Berkas dengan Banyak Key

Organisasi berkas yang memperbolehkan record diakses oleh lebih dari satu key field.

Teknik yang dipakai untuk organisasi ini, hampir semua pendekatan bergantung pada pembentukan indeks yang memberi akses langsung dengan nilai key.

Teknik untuk pemberian hubungan antara sebuah indek dan data record dari berkas secara :

Inversion Multi List

Pengulangan data dari beberapa file bukan merupakan cara yang baik untuk mengakses record dengan berbagai cara, cara ini memerlukan space yang besar distorage dan kesulitan pada waktu peng-update-an record secara serantak. Untuk mengatasi masalah diatas maka digunakan organisasi berkas banyak key yang umumnya di-implementasikan dengan pembentukan banyak index untuk memberikan akses yang berbeda terhadap record data.

Organisasi Inverter File

Suatu pendekatan dasar untuk memberikan hubungan antara sebuah indek dan data record dari file (inversi).Sebuah key pada index inversi mempunyai semua nilai key dimana masing-masing nilai key mempunyai penunjuk ke record yang bersangkutan. (inverted file)

Sebuah index inversi dapat dibuat bersama sebuah relatif file atau sebuah index sequential.

Primary key : key yang dipakai untuk menentukan struktur storage dari file

Secondary Key : key yang lainnya

File yang mempunyai index inversi untuk setiap data field disebut COMPLETELY INVERTED, file yang bukan completely inverted tapi paling sedikit mempunyai satu index inversi disebut PARTIALY INVERTED FILE.

Sebuah variasi dari struktur index inversi adalah pemakaian secondary key dan primary key dari inderect addressing. Pendekatan ini membiarkan file yang direorganisasi dan restructuring secara fisik tanpa menyebabkan indek file.

Organisasi Multi List File

Suatu pendekatan lain yang memberikan hubungan antara sebuah index dan data record dari sebuah file disebut Organisasi multi list file.

Seperti sebuah inverted file , sebuah multi list file mempunyai sebuah index untuk setiap secondary key. Organisasi multi list file berbeda dengan inverted file, dimana dalam index inversi untuk sebuah nilai key mempunyai sebuah penunjuk untuk sebuah data record dengan nilai key, sedangkan dalam index multi list untuk sebuah nilai key mempunyai hanya sebuah penunjuk untuk data record pertama dengan nilai key. Data record mempunyai sebuah penunjuk untuk data record selanjutnya dengan nilai key dan seterusnya. Maka terdapat sebuah linked list dari data record untuk setiap nilai dari secondary key.