Perbedaan Magnetic Disk dengan Optical Disk

Magnetic Disk

RAMAC (Random Access) adalah DASD pertama yang dibuat oleh industri komputer. Pada magnetic disk kecapatan rata-rata rotasi piringgannya sangat tinggi. Access arm dengan read/write head yang posisinya diantara piringan-piringan, dimana pengambilan dan penyimpanan representasi datanya pada permukaan piringan. Data disimpan dalam track.

Karakteristik Secara fisik pada magnetic disk

• Disk pack adalah jenis alat penyimpanan pada magnetic disk, yang terdiri dari beberapa tumpukan piringan alumunium. Dalam sebuah pack/tumpukan umumnya terdiri dari 11 piringan, setiap piringan diameternya 14 inch (8 inch pada minidisk) dan menyerupai piringan hitam. Permukaannya dilapisi dengan metal oxide film yang mengandung magnetisasi seperti pada magnetic tape. Banyaknya track pada piringan menunjukkan karakteristik penyimpanan pada lapisan permukaan, kapasitas disk drive dan mekanisme akses. Disk mempunyai 200-800 track per permukaan (banyaknya track pada piringan adalah tetap). Pada disk pack yang terdiri dari 11 piringan mempunyai 20 permukaan untuk menyimpan data. Kedua sisi dari setiap piringan digunakan untuk menyimpan data, kecuali pada permukaan yang paling atas dan paling bawah tidak digunakan untuk menyimpan data, karena pada bagian tersebut lebih mudah terkena kotoran/debu daripada permukaan yang didalam juga arm pada permukaan luar hanya dapat mengakses separuh data. Untuk mengakses, disk pack disusun pada disk drive yang didalamnya mempunyai sebuah controller, access arm, read/write head dan mekanisme untuk rotasi pack. Ada disk drive yang dibuat built-in dengan disk pack, sehingga disk pack ini tidak dapat dipindahkan yang disebut non removable, sedangkan disk pack yang dapat dipindahkan disebut removable.
• Disk Controller menangani perubahan kode dari pengalamatan record, termasuk pemilihan drive yang tepat dan perubahan kode dari posisi data yang dibutuhkan disk pack pada drive. Controller juga mengatur buffer storage untuk menangani masalah deteksi kesalahan. Koreksi kesalahan dan mengontrol aktivitas read/write. Susunan piringan pada disk pack berputar terus menerus dengan kecepatan perputarannya 3600 permenit, tidak seperti pada tape, perputaran disk tidak berhenti diantara pengaksesan block. Read/Write head pada disk drive disusun pada access yang posisinya terletak diantara piringan-piringan pada device. Kerugiannya bila terjadi situasi dimana read/write head berbenturan dengan permukaan penyimpanan record pada disk, hal ini disebut sebagai head crash.

Representasi Data dan Pengalamatan

Data pada disk juga di block seperti data pada magnetic tape. Pemanggilan sebuah block adalah banyaknya data yang diakses pada sebuah storage device. Data dari disk dipindahkan ke sebuah buffer pada main storage computer untuk diakses oleh sebuah program. Kemampuan mengakses secara direct pada disk menunjukkan bahwa record tidak selalu diakses secara sequential. Ada 2 teknik dasar untuk pengalamatan data yang disimpan pada disk yaitu :

• Metode Silinder ==> Pengalamatan berdasarkan nomor silinder, nomor permukaan dan nomor record. Semua track dari disk pack membentuk suatu silinder. Jadi bila suatu disk pack dengan 200 track per permukaan, maka mempunyai 200 silinder. Bagian nomor permukaan dari pengalamatan record menunjukkan permukaan silinder record yang disimpan. Jika ada 11 piringan maka nomor permukaannya dari 0 - 19 atau dari 1 - 20. Pengalamatan dari nomor record menunjukkan dimana record terletak pada track yang ditunjukkan dengan nomor silinder dan nomor permukaan.
• Metode Sektor ==> Setiap track dari pack dibagi kedalam sektor-sektor. Setiap sektor adalah storage area untuk banyaknya karakter yang tetap. Pengalamatan recordnya berdasarkan nomor sektor, nomor track, nomor permukaan. Nomor sektor yang diberikan oleh disk controller menunjukkan track mana yang akan diakses dan pengalamatan record terletak pada track yang mana. Setiap track pada setiap piringan mempunyai kapasitas penyimpanan yang sama meskipun diameter tracknya berlainan. Keseragaman kapasitas dicapai dengan penyesuaian density yang tepat dari representasi data untuk setiap ukuran track. Keuntungan lain dari pendekatan keseragaman kapasitas adalah file dapat ditempatkan pada disk tanpa merubah lokasi nomor sector (track atau cylinder) pada file.

Moveable Head Disk Access

Movable head disk drive mempunyai sebuah read/write head untuk setiap permukaan penyimpanan recordnya. Sistem mekanik yang digunakan oleh kumpulan posisi dari access arm sedemikian sehingga read/write head dari pengalamatan permukaan menunjuk ke track. Semua access arm pada device dipindahkan secara serentak tetapi hanya head yang aktif yang akan menunjuk kepermukaan.

Cara Pengaksesan record yang disimpan pada disk pack

Disk controller merubah kode yang ditunjuk oleh pengalamatan record dan menunjuk track yang mana pada device tempat record tersebut. Access arm dipindahkan, sehingga posisi read/write head terletak pada silinder yang tepat. Read/write head ini menunjuk ke track yang aktif, maka disk akan berputar hingga menunjuk record pada lokasi read/write head. Kemudian data akan dibaca dan ditransfer melalui channel yang diminta oleh program dalam komputer.

• Access time = seek time (pemindahan arm ke cylinder) ==> Waktu yang dibutuhkan untuk menggerakan read/write head pada disk ke posisi silinder yang tepat.
• Head activition time (pemilihan track) ==> Waktu yang dibutuhkan untuk menggerakan read/write head pada disk ke posisi track yang tepat.
• Rotational Delay (pemilihan record) ==> Waktu yang dibutuhkan untuk perputaran piringan sampai posisi record yang tepat
• Transfer Time ==> Waktu yang menunjukan kecepatan perputaran dan banyaknya data yang ditransfer

Fixed Head Disk Access

Disk yang mempunyai sebuah read/write head untuk setiap track pada setiap permukaan penyimpanan yang mekanisme pengaksesannya tidak dapat dipindahkan dari cylinder ke cylinder

 Access time = Head Activtion Time

 + Rotational Delay

 + Transfer time

Banyaknya read/write head menyebabkan harga dari fixed head disk drive lebih mahal dari movable head disk drive. Disk yang menggunakan fixed head disk drive mempunyai kapasitas dan density yang lebih kecil dibandingkan dengan disk yang menggunakan movable head disk drive.

Organisasi Berkas dan Metode Access pada Magnetic Disk

Untuk membentuk suatu berkas didalam magnetic disk bisa dilakukan secara sequential, index sequential, ataupun direct. Sedangkan untuk mengambil suatu data dari berkas yang disimpan dalam disk, bisa dilakukan secara langsung dengan menggunakan direct access method atau dengan sequential access method (secara sequential)

Keuntungan penggunaan Magnetic Disk

• Akses terhadap suatu record dapat dilakukan secara sequential atau direct
• Waktu yang dibutuhkan untuk mengakses suatu record lebih cepat
• Respontime cepat

Optical disk

Faktor Penting seputar Optical Drives

Kecepatan Tulis

Kecepatan Tulis pada Optical Disk menggunakan sistem penamaan X-Ranting. Kecepatan Tulis biasanya diwakili dengan Lambang 1X -52X. 1X mewakili 150 KB/detik, sehingga jika kita memiliki Optical Disk 40X maka kecepatannya adalah 40 X 150 KB/detik = 6000 KB/detik.

Teknologi Anti Buffer Underrun

Untuk CD-RW dan DVD-RW masa kini sudah dilengkapi dengan teknologi Anti Buffer Underrun. Buffer Underrun adalah kondisi dimana CD-RW tidak menerima kontinuitas data dari komputer sehingga proses penulisan CD terhenti dan CD menjadi rusak. Berikut ini contoh teknologi buffer underrun dari produk Asus yang dinamakan FlextraLink.

Untuk teknologi terbaru Optical Disk sekarang sudah menggunakan Serial ATA sebagai konektor dan bersifat Hot-Plug, sehingga dapat ditancapkan walaupun komputer dalam keadaan hidup.

Compact Disc : CD-ROM, CD-RW

CD (Compact Disc) dan DVD (Digital Video Disc) saat ini sudah umum digunakan di seluruh dunia karena merupakan perlengkapan standar yang dapat diandalkan. CD dapat dengan mudah dibawa dan bahkan bisa untuk menyimpan data. Secara umum, pengertian CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) adalah media untuk menyimpan data atau informasi lainnya dalam jumlah yang sangat besar (lebih dari 600 MegaByte). Jauh lebih besar jika kita bandingkan dengan floppy disk (1,4 MB). CD ROM dapat diakses dan dibaca di layar, atau dicetak dari komputer manapun yang memiliki CD-ROM player. CD dapat menyimpan informasi dalam berbagai bentuk, seperti: teks, gambar, presentasi, slide, audio dan video.

Tipe-tipe piringan CD

Piringan CD yang sering kita lihat di pasaran terbagi menjadi tiga yaitu CD-ROM, CD-R dan CD-RW. Masing-masing mempunyai karakteristik sendiri.

• CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) biasanya piringan CD-ROM berwarna perak. Proses pembuatannya adalah dengan cara menaruh selembar lapisan plastik yang telah disinari oleh sinar laser. Sinar laser itu akan membentuk semacam pit (lubang) berukuran mikro, yang sangat kecil sekali. Lubang-lubang itu akan membentuk deretan kode yang isinya berupa data. Sekali tercipta lubang, maka tidak bisa ditutup lagi. Lalu lapisan plastik itu akan dibungkus lagi oleh plastik cair yang berguna sebagai pelindung dan pemantul. Semua itu prosesnya dilakukan secara bertahap dalam suatu mesin cetakan. Alat cetakan CD-ROM bentuknya mirip cetakan kue martabak manis dan analogi pembuatannya juga mirip seperti itu. Sesuai dengan namanya ROM (Read Only Memory), data di dalam CD-ROM tidak bisa dihapus sehingga CD-ROM tidak bisa dihapus atau direkam pada alat CD Writer yang biasa kita miliki. CD-ROM original umumnya lebih awet daripada CD-ROM bajakan. Karena kualitas lapisan-lapisan pada CD-ROM original sangat kuat dan berkualitas di bawah standar mutu yang dapat diandalkan. Akan tetapi tidak tertutup kemungkinan ada pula CD-ROM bajakan yang berkualias, namun harganya tidaklah murah.

• CD-R (Compact Disc Recordable) piringan ini umumnya berwarna hijau, tetapi ada yang berwarna biru, merah dan hitam. Proses pembuatannya hampir sama dengan CD-ROM, yaitu dengan cara menaruh selembar lapisan dan plastik. Perbedaannya plastik itu belum disinari oleh laser. Lalu lapisan plastik itu akan dibungkus lagi oleh plastik cair yang berguna sebagai pelindung dan pemantul. Lalu kapan lembaran plastik itu akan disinari laser? Jawabannya nanti pada saat kita hendak merekamnya. Itulah sebabnya CD-R disebut juga dengan CD-Blank karena isinya masih kosong. Menentukan kualitas CD-R juga sama dengan kualitas CD-ROM. Tapi ada yang harus jadi perhatian ekstra, yaitu karena proses rekaman dilakukan setelah CD tercetak dan ada begitu banyak CD-R yang dijual dipasaran, maka kualitas lembaran di dalam CD-R itu harus cocok dengan CD Writernya.

• CD-RW (Compact Disc Rewritable) adalah sebuah jenis CD yang dapat kita isi sendiri, kemudian isinya dapat kita hapus jika diinginkan. Harga CD-RW biasanya lebih mahal daripada CD-R.

• Digital Versatile Disc: DVD-ROM, DVD-RW. Kita sering mendengar berbagai format DVD yang membingungkan seperti DVD Dual Layer, DVD-R, DVD+R atau yang lainnya. Banyaknya format ini karena kompetisi antara industri yang membuat serta pendukungnya yg beragam.

Definisi berbagai format DVD yang ada

• DVD Dual Layer adalah sebuah drive DVD yang dapat melakukan proses baca/tulis (R&W) pada sebuah media cakram DVD khusus Dual Layer. Teknologi DVD ini mampu menyimpan data maksimum 8.5GB, sedangkan DVD umum saat ini hanya dapat menyimpan maks. 4.7GB saja. Dual Layer memiliki teknologi yang dapat menyimpan data (record) dalam dua lapis penyimpanan data pada media cakram. Untuk dapat memanfaatkan ini, kita harus memiliki DVD ROM Dual Layer dan Cakram DVD yang mendukung Dual Layer juga. Di perangkat2 yg kita temukan umumnya Driver dan Cakram dual layer ditulis sebagai : DVD+R DL atau DVD-R DL.

• DVD-R merupakan tipe DVD yang hanya bisa membaca saja (Read) dan dapat menyimpan data sebesar 4.7GB. DVD-R memiliki dua tipe yaitu DVD-R (G) untuk pengguna umum (General), dan DVD-R (A) untuk pengguna profesional (Authoring). Yang paling umumnya dalah DVD-R (G) dan kita kenal sebagai DVD biasa. Media DVD-R (A) dan (G) tidak kompatibel satu sama lain karena dibuat menggunakan tipe laser yang berbeda, tapi keduanya dapat dibaca menggunakan DVD Player biasa.

• DVD-R/W merupakan tipe DVD yang bisa melakukan fungsi baca/tulis (R/W) dan menyimpan data sebesar 4.7GB sama seperti CD-R.

• DVD-RAM merupakan tipe DVD yang umum digunakan pada Handycam (Digital Camcoreder) saat ini. DVD ini memiliki kapasitas sama 4.7GB, tapi umumnya memiliki cartridge dan media cakram DVD sendiri. DVD jenis ini umum digunakan pada perangkat2 yang berhubungan dengan komputer karena memiliki fitur-fitur tertentu yg hanya dapat dibaca pada komputer.

• DVD+R merupakan tipe DVD yg memiliki format sama seperti DVD-R (hanya dapat membaca), tapi dengan beberapa perbaikan fitur. Perbedaan DVD-R dan DVD+R lebih ke arah bisnis, dimana perusahaan2 pendukung kedua tipe ini memang berbeda dari awalnya

• DVD+R/W sama seperti DVD+R tapi dengan format baca/tulis (R/W).

Tabel Speed DVD dan perbandingannya dengan Speed CD

DVD Speed	Data rate	Write Time	Equivalent CD rate	CD reading speed
1x	11.08 Mbps (1.32 MB/s)	53 min.	9x	8x-18x
2x	22.16 Mbps (2.64 MB/s)	27 min.	18x	20x-24x
4x	44.32 Mbps (5.28 MB/s)	14 min.	36x	24x-32x
5x	55.40 Mbps (6.60 MB/s)	11 min.	45x	24x-32x
6x	66.48 Mbps (7.93 MB/s)	9 min.	54x	24x-32x
8x	88.64 Mbps (10.57 MB/s)	7 min.	72x	32x-40x
10x	110.80 Mbps (13.21 MB/s)	6 min.	90x	32x-40x
16x	177.28 Mbps (21.13 MB/s)	4 min.	144x	32x-40x

• Blu-ray. Kapasitas penyimpanan disk DVD (4.7 GB untuk single layer, dan 8.5 untuk dual layer) tidak lagi dapat memenuhi kebutuhan konten video berkualitas tinggi seperti HDTV digital video dan DTS digital audio. Oleh karena itu, produsen perangkat penyimpanan optik mulai mengembangkan teknologi blu-ray generasi mendatang. Blu-ray menggunakan teknologi 405 nm blu-ray laser. Karena panjang gelombang yang pendek dan fokus yang akurat, maka lebih banyak konten yang dapat disimpan dalam satu disc. Blu-ray memiliki kapasitas sekitar 25 GB untuk single layer dan sekitar 50 GB untuk double layer. Selain itu, terdapat pula teknologi AES (Advanced Encryption Standard) 128-bit untuk pengamanan konten digital.

• HD-DVD (discontinue). Teknologi HD-DVD yang dipelopori oleh Toshiba adalah perbaikan dari arsitektur DVD yang ada saat ini. Laser yang digunakan adalah 405 nm blu-ray laser (sama dengan blu-ray). Kapasitas yang didukung lebih kecil dari blu-ray, yaitu 15 GB untuk single layer dan 30 GB untuk dual layer. Persaingan HD-DVD dan Blu-ray sudah berakhir dengan keputusan Toshiba untuk tidak mengeluarkan produk HD-DVD.

• RAID, singkatan dari Redundant Array of Independent Disks merujuk kepada sebuah teknologi di dalam penyimpanan data komputer yang digunakan untuk mengimplementasikan fitur toleransi kesalahan pada media penyimpanan komputer (utamanya adalah hard disk) dengan menggunakan cara redundansi (penumpukan) data, baik itu dengan menggunakan perangkat lunak, maupun unit perangkat keras RAID terpisah. Kata "RAID" juga memiliki beberapa singkatan Redundant Array of Inexpensive Disks, Redundant Array of Independent Drives, dan juga Redundant Array of Inexpensive Drives. Teknologi ini membagi atau mereplikasi data ke dalam beberapa hard disk terpisah. RAID didesain untuk meningkatkan keandalan data dan/atau meningkatkan kinerja I/O dari hard disk. Sejak pertama kali diperkenalkan, RAID dibagi ke dalam beberapa skema, yang disebut dengan "RAID Level". Pada awalnya, ada lima buah RAID level yang pertama kali dikonsepkan, tetapi seiring dengan waktu, level-level tersebut berevolusi, yakni dengan menggabungkan beberapa level yang berbeda dan juga mengimplementasikan beberapa level proprietary yang tidak menjadi standar RAID. RAID menggabungkan beberapa hard disk fisik ke dalam sebuah unit logis penyimpanan, dengan menggunakan perangkat lunak atau perangkat keras khusus. Solusi perangkat keras umumnya didesain untuk mendukung penggunaan beberapa hard disk secara sekaligus, dan sistem operasi tidak perlu mengetahui bagaimana cara kerja skema RAID tersebut. Sementara itu, solusi perangkat lunak umumnya diimplementasikan di dalam level sistem operasi, dan tentu saja menjadikan beberapa hard disk menjadi sebuah kesatuan logis yang digunakan untuk melakukan penyimpanan.

Konsep

Ada beberapa konsep kunci di dalam RAID: mirroring (penyalinan data ke lebih dari satu buah hard disk), striping (pemecahan data ke beberapa hard disk) dan juga koreksi kesalahan, di mana redundansi data disimpan untuk mengizinkan kesalahan dan masalah untuk dapat dideteksi dan mungkin dikoreksi (lebih umum disebut sebagai teknik fault tolerance/toleransi kesalahan).

Level-level RAID yang berbeda tersebut menggunakan salah satu atau beberapa teknik yang disebutkan di atas, tergantung dari kebutuhan sistem. Tujuan utama penggunaan RAID adalah untuk meningkatkan keandalan/reliabilitas yang sangat penting untuk melindungi informasi yang sangat kritis untuk beberapa lahan bisnis, seperti halnya basis data, atau bahkan meningkatkan kinerja, yang sangat penting untuk beberapa pekerjaan, seperti halnya untuk menyajikan video on demand ke banyak penonton secara sekaligus.

Konfigurasi RAID yang berbeda-beda akan memiliki pengaruh yang berbeda pula pada keandalan dan juga kinerja. Masalah yang mungkin terjadi saat menggunakan banyak disk adalah salah satunya akan mengalami kesalahan, tapi dengan menggunakan teknik pengecekan kesalahan, sistem komputer secara keseluruhan dibuat lebih andal dengan melakukan reparasi terhadap kesalahan tersebut dan akhirnya "selamat" dari kerusakan yang fatal.

Teknik mirroring dapat meningkatkan proses pembacaan data mengingat sebuah sistem yang menggunakannya mampu membaca data dari dua disk atau lebih, tapi saat untuk menulis kinerjanya akan lebih buruk, karena memang data yang sama akan dituliskan pada beberapa hard disk yang tergabung ke dalam larik tersebut. Teknik striping, bisa meningkatkan performa, yang mengizinkan sekumpulan data dibaca dari beberapa hard disk secara sekaligus pada satu waktu, akan tetapi bila satu hard disk mengalami kegagalan, maka keseluruhan hard disk akan mengalami inkonsistensi. Teknik pengecekan kesalahan juga pada umumnya akan menurunkan kinerja sistem, karena data harus dibaca dari beberapa tempat dan juga harus dibandingkan dengan checksum yang ada. Maka, desain sistem RAID harus mempertimbangkan kebutuhan sistem secara keseluruhan, sehingga perencanaan dan pengetahuan yang baik dari seorang administrator jaringan sangatlah dibutuhkan. Larik-larik RAID modern umumnya menyediakan fasilitas bagi para penggunanya untuk memilih konfigurasi yang diinginkan dan tentunya sesuai dengan kebutuhan.

Beberapa sistem RAID dapat didesain untuk terus berjalan, meskipun terjadi kegagalan. Beberapa hard disk yang mengalami kegagalan tersebut dapat diganti saat sistem menyala (hot-swap) dan data dapat diperbaiki secara otomatis. Sistem lainnya mungkin mengharuskan shutdown ketika data sedang diperbaiki. Karenanya, RAID sering digunakan dalam sistem-sistem yang harus selalu on-line, yang selalu tersedia (highly available), dengan waktu down-time yang, sebisa mungkin, hanya beberapa saat saja.

Pada umumnya, RAID diimplementasikan di dalam komputer server, tapi bisa juga digunakan di dalam workstation. Penggunaan di dalam workstation umumnya digunakan dalam komputer yang digunakan untuk melakukan beberapa pekerjaan seperti melakukan penyuntingan video/audio.

Sejarah

Pada tahun 1978, Norman Ken Ouchi dari International Business Machines (IBM) dianugerahi paten Amerika Serikat, dengan nomor 4092732 dengan judul "System for recovering data stored in failed memory unit." Klaim untuk paten ini menjelaskan mengenai apa yang kemudian dikenal sebagai RAID 5 dengan penulisan stripe secara penuh. Patennya pada tahun 1978 tersebut juga menyebutkan bahwa disk mirroring atau duplexing (yang kini dikenal sebagai RAID 1) dan juga perlindungan dengan paritas khusus yang didedikasikan (yang kini dikenal dengan RAID 4) bisa digunakan, meskipun saat itu belum ada implementasinya.

Istilah "RAID" pertama kali didefinisikan oleh David A. Patterson, Garth A. Gibson dan Randy Katz dari University of California, Berkeley, Amerika Serikat pada tahun 1987, 9 tahun berselang setelah paten yang dimiliki oleh Norman Ken Ouchi. Mereka bertiga mempelajari tentang kemungkinan penggunaan dua hard disk atau lebih agar terlihat sebagai sebuah perangat tunggal oleh sistem yang menggunakannya, dan kemudian mereka mempublikasikannya ke dalam bentuk sebuah paper berjudul "A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)" pada bulan Juni 1988 pada saat konferensi SIGMOD. Spesifikasi tersebut menyodorkan beberapa purwarupa RAID level, atau kombinasi dari drive-drive tersebut. Setiap RAID level tersebut secara teoritis memiliki kelebihan dan juga kekurangannya masing-masing. Satu tahun berselang, implementasi RAID pun mulai banyak muncul ke permukaan. Sebagian besar implementasi tersebut memang secara substansial berbeda dengan RAID level yang asli yang dibuat oleh Patterson dan kawan-kawan, tapi implementasi tersebut menggunakan nomor yang sama dengan apa yang ditulis oleh Patterson. Hal ini bisa jadi membingungkan, sebagai contoh salah satu implementasi RAID 5 dapat berbeda dari implementasi RAID 5 yang lainnya. RAID 3 dan RAID 4 juga bisa membingungkan dan sering dipertukarkan, meski pada dasarnya kedua jenis RAID tersebut berbeda.

Patterson menulis lima buah RAID level di dalam papernya, pada bagian 7 hingga 11, dengan membagi ke dalam beberapa level, sebagai berikut:

RAID level pertama : mirroring

RAID level kedua : Koreksi kesalahan dengan menggunakan kode Humming

RAID level ketiga : Pengecekan terhadap disk tunggal di dalam sebuah kelompok disk.

RAID level keempat : Pembacaan dan penulisan secara independen

RAID level kelima : Menyebarkan data dan paritas ke semua drive (tidak ada pengecekan terhadap disk tunggal)

http://selalusemangatyahoocom.blogspot.com/2010/10/tugas-magnetic-diskoptical-diskraid.html

Konsep Dasar Sistem Berkas

Sistem berkas

Sistem berkas adalah suatu sistem untuk mengetahui bagaimana cara menyimpan data dari file tertentu dan organisasi file yang digunakan. Sistem berkas menyediakan pendukung yang memungkinkan programmer mengakses file tanpa menyangkut perincian karakteristik penyimpanan dan peralatan pewaktu. Sistem berkas mengubah pernyataan akses file menjadi instruksi input/output level rendah. Sistem akses adalah cara untuk mengambil informasi dari suatu file. Pengarsipan dan akses adalah :

a. Cara untuk membentuk suatu arsip/file dan cara pencarian record-recordnya kembali.

b. Sistem berkas dan akses adalah sistem pengorganisasian, pengelolaan dan penyimpanan data pada alat eksternal dengan organisasi file tertentu. Pada sistem berkas dan akses penyimpanan data dilakukan secara fisik.

c. Teknik yang digunakan untuk menggambarkan dan menyimpan record pada file disebut organisasi file.

Ada 4 komponen sistem berkas :

a. Disk management.

Menjelaskan bagaimana seharusnya menyusun blok-blok disk ke dalam file.

b. Naming.
Berguna bagi pemakai yang memungkinkan untuk menunjuk file dengan penamaan yaitu dengan mengenali blok-blok disk.

c. Protection.

Suatu cara untuk memproteksi pemakai-pemakai file dari pemakai lain.

d. Reliability.
File–file yang diperlukan ada tersedia jika terjadi kerusakan sistem. Setiap sistem operasi mempunyai file sistem tersendiri. Contohnya FAT 32 pada Window 9x, NTFS pada Windows NT dan Windows XP. FAT 16 pada MS-DOS. Ext2,Ext3 dan Reiser pada Linux. Masing – masing file sistem mempuyai metode yang berbeda dalam pengaksesesan, pengorganisasian dan pengeloaan pada disk.

Berikut adalah struktur file :

a. Byte sequence.

Rankaian byte yang tidak terstruktur (UNIX dan MS-DOS).

b. Record sequence.

File dirangkai dalam record yang tertentu panjangnya dengan beberapa struktur.

c. Tree.
Masing-masing file tidak sama panjangnya serta memiliki key filed pada record.

Jenis-jenis berkas pada UNIX dan MS-DOS antara lain:

a. Regular file.

Berisi informasi bagi pemakai (byte,record dan tree).

b. ASCII file.

Berisi baris teks, diakhiri dengan karakter “carriage return”.

c. Binary file.

Urutan bilangan biner yang terdiri dari bit 1 dan 0.

d. Directories.

Sistem file yang berisi informasi tentang file yagn berada dalam direktori tersebut.

e. Character spesial file.

Berhubungan degan I/O model serial (printer, terminal, network).

f. Blok spesial file.

Untuk pemodelan disk.

g. Executable file.

File yang siap untuk menjalankan suatu proses, mis file *.EXE, *.BAT.

Sasaran sistem manajemen berkas.

Biasanya cara yang digunakan pemakai atau aplikasi dapat mengakses suat bekas adalah lewat sistem manajemen berkas dari sistem operasi. Pemakai atau pemrogram tida kperlu mengembangkan software khusus untuk mengakses data ditiap aplikasi. Sistem juga menyediakan pengendalian terhadap aset penting ini. Sasaran dari sistem manajemen berkas, yaitu:

a. Untuk memenuhi kebutuhan manajemen data bagi pemakai, termasuk oenyimpanan data dan kemampuan melakukan operasi berkas.

b. Untuk menjamin data pada file adalah valid.

c. Untuk optimasi kerja.

d. Untuk menyediakan dukungan I/O beragam tipe peralatan penyimpanan.

e. Untuk meminimalkan potensi kehilangan atau kerusakan data.

f. Untuk menyediakan sekumpulan rutin interface I/O.

g. Untuk menyediakan dukungan I/O untuk sistem multiuser.

Fungsi manajemen berkas.

Beberapa fungsi manejemen berkas antara lain :

a. Pemakai dapat menciptakan, memodifikasi dan menghapus file.

b. Pemakai dapat memakai bersama berkas secara terkendali.

c. Mekanisme pemakaian file secara bersama yaitu dengan menyediakan beragam access control file seperti read-only, write dan execute.

d. Pemakai dapat menstrukturkan file.

e. Pemakai dapat melakukan transfer informasi antar file.

f. Kemampuan backup dan recovery harus disediakan untuk mencegah kehilangan data.

g. Pemakai mengacu file dengan nama simbolik, bukn mengacu pada peralatan fisik.

h. Untuk penyimpanan data yang rahasia secara aman.

i. Menyediakan interface user-friendly.

j. Mengenali dan mengalokasikan satu file yang di pilih.

k. Menggunakan satu directory untuk menggambar lokasi semua file ditambah atributnya.

l. Blocking untuk mengakses file.

m. Pengalokasian file-file untuk blok-blok bebas.

n. Mengelola penyimpanan bebas untuk menyediakan blok-blok.

Gambaran file sistem.

a. Gambaran pemakai.

Pemakai menggunakan nama-nama file dan melihat bagaimana ukuran filenya dlam byte.

b. Gambaran sistem.

Sistem operasi melihat sistem berkas sebagai sekumpulan blok (virtual) dan ukuran file dalam sector (fisik). Blok dan sector tidak pelu berada dalam ukuran yang sama.

Arsitektur sistem manajemen file.

Cakupan manajemen berkas dapat dilihat dari arstitekturnya.

Program Pemakai

File

File sekuensial

File sekuensial berindeks

File berindeks majemuk

File hash

File

multi ring

Peralatan I/O secara logic

Supervisor I/O dasar

Sistem file dasar

Disc device driver

Tape device driver

Optical device driver

a. Device Driver.

Merupakan bagian sistem operasi yang mengizinkan pemakai dan aplikasi mengakses record-record. Sistem file dasar berkaitan dengan blok-blok data. Sedangkan modul perangakat I/O logik berkaitan dengan record-record file. Device driver berada pada level paling rendah, berkomunikasi secara langsung dengan device peripheral, menyelesaikan permintaan I/O (restart kembali permintaan data akibat adanya kesalahan, kegagalan permintaan dalam kasus banyaknya gangguan)

b. Sistem berkas dasar.

Sistem berkas dasar atau tingkat I/O merupakan interface utama dengan lingkungan luar sistem komputer. Lapisan ini berurusan dengan blik-blok data yang diperlukan antara sistem denga disk dan tape. Lapisan ini berfungsi dalam penempatan blok-blok data pada perangkat penyimpanan sekunder dengan buffering blok-blok data tersebut pada memori utama. Lapisan ini tidak berkaitan dengan isi data atau struktur berkas yang terlibat. Sistem berkas dasar merupakan I/O fisik, bergiliran dengan mempertukarkan blok-blok data, berkenaan dengan penempatan blok-blok, berkenaan dengan buffering blok.

c. Supervisor dasar I/O.

Bertanggung jawab atas semua inisialisasi dan pengakhiran I/O. Pada lapisan ini struktur kendali dikelola yang berkaitan dengan perangkat I/O, penjadwalan dan status file. Supervisor dasar I/O bertanggung jawab untuk mengawali dan mengakhiri file I/O, berkenaan dengan akses penjadwalan untuk optimasi kinerja.

d. Peralatan I/O logik.

Meruapakan bagian sistem operasi yang mengizinkan pemakai dan aplikasi mengakses record. Sistem file dasar berkaitan dengan blok–blok data, sedang modul perangkat I/O logik berkaitan dengan record-record terbatas.

e. Metode akses

1. Metode akses.

Merupakan bagian lapisan akhir. Lapisan ini menyediakan interface standar antara aplikasi-aplikasi dan sistem berkas serta peralatan yang menyimpan data. Metode-metode pengaksesan yang berbeda merefleksikan struktur file berbeda cara pengaksesan dan pemrosesan yang berbeda.
Organisasi dari sistem file sedikit ditentukan oleh pemakaian pola file-file itu sendiri. Terdapat beberapa cara pengaksesan file:

a) Sequential access.

File diakses dari awal dan dibaca secara berurutan sampai keakhir file.

b) Random access.

Beberapa data dalam satu file bisa diakses disetiap waktu.

c) Content-base access.

Data dalam file diakses berdasarkan isi dari file.

2. Alokasi File.

Masalah pokok dalam implementasi penyimpanan berkas adalah pencatatan blok-blok file. Beragam metode yang digunakan antara lain:

a) Alokasi berurutan.

Skema alokasi paling sederhana adalah penyimpanan berkas sebagai blok-blok data berurutan pada disk.

b) Alokasi blok-blok berkas sebagai senarai berantai.

Untuk file lebih besar, salah satu dari alamat I-node adalah alamat blok disk yang disebut indirect block yang digunakan. Double indirect block berisi alamat blok-blok disk yang berisi daftar single indirect blok. Single indirect blok menunjuk beberapa status blok data berikutnya dari file tersebut. Jika masih tidak cukup, dapat digunakan triple indirect blok yang menunjuk double indirect blok.

f. Elemen-elemen manajemen berkas.

File-file besar memakan banyak tempat ruang disk pada suatu sistem dan juga perhitungan bagi mayoritas waktu transfer data antar disk dan CPU. Pemakaian blok sebaiknya digunakan untuk kinerja dan efisiensi sistem file untuk mentransfer data dari disk ke memori, proses transfer untuk file kecil menjadi tidak efisien.
Pemakai perintah, user access control --> struktrur file --> metode akses, fungsi manipulasi file --> bagian dari file --> blocking --> blok disk fisik dimemori utama --> penjadwalan disk, alokasi file --> blok dimemori utama->manajemen penyimpanan file<--

g. Operasi File.

Cara memilih organisasi berkas tidak terlepas dari 2 aspek utama yaitu :

1) Model penggunaanya.

a. Batch. Suatu proses yang dilakukan secara kelompok.

b. Suatu proses yang dilakukan secara record per record.

2) Model operasi file.

a) Pembuatan file.

Langkah yang diperlukan untuk menyimpan file, sebagai bentuk:

· Ruang penyimpanan harus dicari dalam sistem tersebut.

· Entri untuk file tersebut harus dibuat dalam direktori disk.

b) Penulisan ke file.

Untuk menulis ke dalam file, suatu sistem call harus dilakukan untuk menetapkan nama file yang ditulis. Dengan memberikan nama file, sistem call akan mencari didalam direktori untuk mencari posisi awal dari file dalam disk. Direktori perlu menyimpan alamat terakhir dari disk yang ditulisi. Dengan petunjuk ini ,alamat dari blok berikutnya dapat disimpan.

c) Pembacaan file.

Untuk membaca file, sistem call menunjukkan nama dari berkas dan dimana blok selanjutnay dari berkas harus ditempatkan. Direktori akan diakses untuk entry yang menyimpan atribut file tersebut serta pointer dari awal file tersebut.

d) Mengulang kembali file.

Pengulangan kembali file tidak memerlukanoperasi I/O, tapi hanya dilakukan degnan mereset pointer file dengan pointer yang ada dalam entri direktori dan menyederhanakan kompleksitas sistem.

e) Menghapus file.

Untuk menghapus file, entri dari berkas dicari dalam direktori untuk nama berkas yang bersangkutan. Setelah mendapatkan entri direktori tersebut , bebaskan semua lokasi penyimpanan untuk entri tersebut. Untuk mencegah pencarian berulang, entri direktori akan dibuka pada waktu file pertama kali dibuka.

Direktori

Direktori dapat didefenisikan sebagai suatu file yang berisi daftar nama file dan direktory pada suatu direktori. Direktori menyimpan informasi : nama file, pada blok-blok, sektor dan track mana file tersebut disimpan pada disk serta attribut kepemilikan direktori. Direktori merupakan suatu bentuk file yang berstruktur yang terdiri dari field dan record. Dari pandangan pemakai, direktori menyediakan pemetaan antara nama berkas yang diketahui pemakai dan aplikasi berkas itu sendiri. Ada dua jenis hierarki direktori yang umum digunakan, yaitu :

1. Tipe direktori memuat nama, atribut berkas dan alamat disk.

2. Direktori dimana berkas ditunjuk oleh pointer.

Pada sistem operasi terdapat beragam strategi direktori, yaitu:

1. Direktori tunggal.

Sistem operasi hanya mengola satu kumpulan file. Sistem hanya menyediakan satu direktori untuk keseluruhan file yang ada.

2. Direktori per pemakai.

Strategi ini merupakan skema dua tingkat, yaitu satu direktori untuk setiap pemakai dan satu direktori master. Direktori master mempunyai satu isian untuk setiap direktori, memberikan alamat dan informasi kendali pengaksesan. Tiap direktori pemakai adalah satu daftar sederhana berisi file-file pemakai tersebut.

3. Hierarki (struktur pohon).

Terdapat satu direktori master yang didalamnya terdapat beberapa sub-direktori yang dapat memuat direktory berikutnya.

http://ardi81.blogspot.com/2008/02/konsep-dasar-sistem-berkas.html