Transcript sistem berkas ajar 3

Media Penyimpanan
Definisi


Media Penyimpanan merupakan peralatan fisik
yang menyimpan representasi data.
Terbagi menjadi 2 golongan, yakni :


Penyimpanan Primer : kecepatan akses tinggi, kapasitas
lebih kecil, dan berharga mahal (Internal Storage).
Penyimpanan Sekunder : kecepatan akses rendah,
kapasitas besar, dan berharga lebih murah (Eksternal
Storage).

Media Penyimpanan Sekunder merupakan media yang
digunakan untuk menyimpan data di luar Main Memory pada
komputer.
Primary Storage
Ada 4 bagian di dalam Primary Storage, yakni :
 Input Storage Area
– Untuk menampung data yang dibaca.

Program Storage Area
– Penyimpanan instruksi-instruksi untuk pengolahan.

Working Storage Area
– Tempat dimana pemrosesan data dilakukan.

Output Storage Area
– Penyimpanan informasi yang telah diolah untuk
sementara waktu sebelum disalurkan ke alat-alat
output.
Primary Storage
• Control unit section, Primary storage section, dan
ALU section merupakan bagian dari CPU.
CONTROL UNIT SECTION
INPUT
STORAGE
AREA
PROGRAM
STORAGE AREA
WORKING
STORAGE AREA
OUTPUT
STORAGE
AREA
Primary
Storage
Section
ARITHMATIC LOGICAL UNIT SECTION
4
Tipe Storage
Berdasarkan hilang atau tidaknya berkas data atau
berkas program di dalam storage, yakni :

Volatile Storage
– Berkas data atau program akan hilang bila
listrik dipadamkan.

Non Volatile Storage
– Berkas data atau program tidak akan hilang
sekalipun listrik dipadamkan.
5
Primary Memory
Primary Memory komputer terdiri atas 2 bagian :


RAM (Random Access Memory)
ROM (Read Only Memory)
6
Random Access Memory
Bagian dari Main Memory yang dapat kita
isi dengan data atau program dari disc
atau sumber lain,
 dimana data-data dapat ditulis maupun
dibaca pada lokasi dimana saja di dalam
memori. RAM bersifat volatile.

7
Read Only Memory

Memori yang hanya dapat dibaca. Pengisian ROM
dengan program maupun data, dikerjakan oleh pabrik.
ROM biasanya sudah ditulisi program maupun data
dari pabrik dengan tujuan-tujuan khusus.
 Misalnya diisi dengan interpreter (penerjemah)
bahasa BASIC.
 ROM tidak termasuk sebagai memori yang dapat kita
pergunakan untuk program-program yang kita buat.
ROM bersifat non volatile
8
• Umumnya ROM digunakan untuk
menyimpan firmware, yaitu perangkat
lunak yang berhubungan dengan
perangkat keras.
• Contoh ROM semacam ini adalah ROM
BIOS. ROM BIOS berisi program dasar
sistem komputer yang berfungsi untuk
mengatur dan menyiapkan semua
peralatan atau komponen yang ada atau
yang terpasang pada komputer saat
komputer ‘dinyalakan/dihidupkan’
Tipe Lain dari ROM Chip

PROM (Programmable Read Only Memory)
– Jenis dari memori yang hanya dapat
diprogram. PROM dapat diprogram oleh
user. Data yang diprogram akan disimpan
secara permanen.
– PROM memang tergolong memori nonvolatile, artinya program yang tersimpan di
dalamnya tidak akan hilang walaupun
komputer dimatikan (tidak mendapatkan
daya listrik).
– Program yang tersimpan di dalamnya bersifat
permanen.
Biasanya
digunakan
untuk
menyimpan program bahasa mesin yang sudah
menjadi bagian hardware (perangkat keras)
komputer.
– Contohnya adalah program yang men-start
komputer ketika komputer baru dinyalakan (di-onkan).
– Program yang ada di dalam PROM diisi oleh
pabrik pembuatnya. Pengisian program ke dalam
PROM menggunakan alat khusus bernama
PROM burner, atau PROM Writer Program atau
informasi yang telah diisikan atau direkamkan ke
dalam PROM, tidak dapat dihapus lagi.
Tipe Lain dari ROM Chip

EPROM (Erasable Programmable Read Only
Memory)
– Jenis memori yang dapat diprogram oleh
user.
– EPROM adalah jenis chip memori yang
dapat ditulisi program secara elektris.
Program atau informasi yang tersimpan di
dalam EPROM dapat dihapus bila terkena
sinar ultraviolet dan dapat ditulisi kembali
• Alat yang dapat digunakan untuk menghapus
isi chip EPROM adalah UV PROM eraser. Alat
ini akan menyinarkan sinar ultraviolet ke
memori tempat data disimpan dalam chip
EPROM (disinarkan tepat pada lubang kuarsa
bening).
• Dengan demikian, chip EPROM dapat
digunakan kembali dan dapat diisikan
informasi/program baru ke dalamnya.
• Informasi lain menyebutkan bahwa alat yang
dapat digunakan untuk menghapus isi
EPROM adalah EPROM Rewriter
Tipe Lain dari ROM Chip

EEPROM (Electrically Erasable Programmable
Read Only Memory)
– Memori yang dapat diprogram oleh user.
EEPROM dapat dihapus dan diprogram ulang
secara elektrik tanpa memindahkan chip dari
circuit board.
– EEPROM
memiliki
kelebihan
tersendiri
dibandingkan EPROM. EEPROM dapat dihapus
secara elektris menggunakan sinar ultraviolet,
sehingga proses penghapusannya lebih cepat
dibandingkan EPROM
14

Penghapusan juga dapat dilakukan secara
elektrik dari papan circuit dengan
menggunakan perangkat lunak EEPROM
Programmer


EEPROM adalah komponen yang banyak digunakan
dalam komputer dan peralatan elektronik lain untuk
menyimpan konfigurasi data pada peralatan elektronik
tersebut. Kapasitas atau daya tampung simpan datanya
sangat terbatas.
Pada sistem hardware komputer, chip EEPROM
umumnya digunakan untuk menyimpan data
konfigurasi BIOS dan pengaturan (setting) sistem yang
berhubungan dengannya
Secondary Memory
• Memori dari CPU sangat terbatas sekali dan hanya
dapat menyimpan informasi untuk sementara waktu.
Oleh sebab itu alat penyimpanan data yang
permanen sangat diperlukan. Informasi yang
disimpan pada alat tersebut dapat diambil dan
ditransfer pada CPU saat diperlukan.
• Alat tersebut dinamakan Secondary Memory
(Auxiliary Memory) atau Backing Storage.
Jenis Secondary Storage


Serial / Sequential Access Storage Device (SASD)
– Contoh : Magnetic tape, punched card,
punched paper tape
Direct Access Storage Device (DASD)
– Contoh : Magnetic disk, floppy disk, mass
storage
Pemilihan Media Storage
Beberapa pertimbangan di
penyimpanan, yakni :
• Cara penyusunan data
• Kapasitas penyimpanan
• Waktu akses
• Kecepatan transfer data
• Harga
• Persyaratan pemeliharaan
• Standarisasi
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
dalam
memilih
alat
19
Jenis Media Storage
•
•
•
•
Penyimpanan mekanis : Punch Card, Paper Tape
Magnetic Tape
Magnetic Disk
Optical Disk
20
Punch Card





Dikembangkan pada tahun 1887 oleh Prof. Dr.
Herman Hollerith.
Pertama kali digunakan untuk memproses data
sensus di Amerika tahun 1890.
Terdiri dari 80 kolom, tiap kolom untuk merekam
1 karakter (1 kartu menampung 80 karakter).
Tiap kolom terdiri dari 12 baris horizontal.
Karakter yang direkam tiap kolom dilakukan
dengan melubangi baris-baris tertentu sesuai
kode yang digunakan (Hollerith Code)
Punch Card



Kumpulan kartu plong disebut Deck.
Deck dari kartu plong sejenis akan membentuk
file.
Kartu plong disebut sebagai sebuah unit record.
22
Paper Tape



Merupakan lembaran kertas continous yang
umumnya berukuran lebar 2,5 cm (1 inch) atau
7/8 inch.
Karakter direkam dengan cara melubanginya,
dengan menggunakan paper tape punch.
Posisi pelubangan menggunakan kombinasi dari 5
baris lubang atau 8 baris lubang (channel).
23
Paper Tape
24
Magnetic Tape





Merupakan model pertama dari secondary memory.
Merupakan media rekaman yang terbuat dari pita tape
tipis yang dilapisi partikel besi oksida / chrom oxide atau
partikel lain yang bersifat magnetis.
Data disimpan dalam frame yang membentang sepanjang
lebar tape. Frame-frame dikelompokkan dalam blok atau
record yang dipisahkan dengan gap.
Perekaman pada tape dilakukan dengan mengalirkan
sinyal listrik melalui head, menghasilkan jejak magnetik
pada tape.
Informasi pada tape dapat dihapus dan diisi kembali.
Magnetic Tape
• Terdiri dari 7 track untuk tape dengan kode SBCD
atau 9 track untuk kode EBCDIC.
• Lebar pita 0,5 inch dan tebal 0,15 inch.
• Panjang pita dapat berupa 300, 600, 1200, 2400 feet
setiap reel.
• Kapasitas dinyatakan dalam bit per inch, yang diukur
pada tiap track.
• Macam-macamnya : reel to reel tape, cassette tape,
microcassette tape
• Jumlah data yang ditampung tergantung pada model
tape yang digunakan.
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
26
Magnetic Tape
• Untuk tape yang panjangnya 2400 feet, dapat
menampung kira-kira 23 juta karakter.
• Penyimpanan data pada tape adalah dengan cara
sequential.
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
27
Representasi Data pada Magnetic
Tape
• Data direkam secara digit pada media tape sebagai
titik-titik magnetisasi pada lapisan ferroksida.
Magnetisasi positif menyatakan bit 1, sedangkan
magnetisasi negatif menyatakan bit 0 atau sebaliknya
(tergantung tipe komputer dari pabriknya).
• Tape untuk kode EBCDIC terdiri atas 9 track.
• 8 track dipakai untuk merekam data dan track ke-9
untuk koreksi kesalahan.
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
28
• Secara umum, tape mempunyai 9 tracks dan data akan
dikodekan dalam ASCII ataupun EBCDIC
• Disamping 9 tracks, magnetic tape juga ada yang
merekam datanya dalam bentuk 7 tracks, dimana track
yang paling atas digunakan sebagai parity check, yang
berguna bagi komputer untuk melihat apakah terjadi
kesalahan dalam hal penyimpanan, perpindahan ataupun
saat copy data pada setiap karakternya
• Pada saat drive dari magnetic berputar, maka datadata yang ada akan dibaca satu demi satu. Dalam
hal ini, tape membutuhkan adanya suatu tanda
untuk mulai dan berhenti pada suatu record data.
Pada saat berhenti dan akan melakukan
pembacaan lagi ada beberapa dari bagian tape
yang tidak terbaca.
• Bagian ini disebut dengan Inter Record Block
yang terjadi diantara setiap blok data.
• Inter Record Gap secara otomatis akan terbentuk
oleh sistem komputer setelah selesai merekam
karakter yang terakhir
• Ukuran record dalam hal ini ditentukan oleh
jumlah data yang tersimpan.
• Beberapa record yang tergabung dalam
suatu kesatuan disebut sebagai logical
record. Beberapa logical record akan
tersimpan dalam sebuah physical record.
Density pada Magnetic Tape
• Salah satu karakteristik yang penting dari tape
adalah Density (kepadatan) dimana data disimpan.
• Density adalah fungsi dari media tape dan drive yang
digunakan untuk merekam data ke media tape.
• Satuan yang digunakan density adalah bytes per inch
(bpi).
• Umumnya density dari tape adalah 1600 bpi dan
6250 bpi.
• BPI (Bytes Per Inch) ekivalen dengan Characters Per
Inch.
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
32
System Block pada
Magnetic Tape
• Data yang dibaca dari atau ditulis ke tape dalam
suatu group karakter disebut Block.
• Suatu Block adalah jumlah terkecil dari data yang
dapat ditransfer antara secondary memory dan
primary memory pada saat akses. Sebuah block
dapat terdiri dari satu atau lebih record. Sebuah block
dapat merupakan Physical Record.
• Diantara 2 block terdapat 2 ruang yang disebut
sebagai Gap (Interblock gap). Bagian dari tape yang
menunjukkan data block dan interblock gap.
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
33
System Block pada
Magnetic Tape
• Panjang masing-masing gap adalah 0,6 inch. Ukuran
block dapat mempengaruhi jumlah data / record yang
dapat disimpan dalam tape.
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
34
Keuntungan Magnetic Tape
• Panjang record tidak terbatas
• Density data tinggi
• Volume penyimpanan datanya besar dan harganya
murah
• Kecepatan transfer data tinggi
• Sangat efisien bila kebanyakan / semua record dari
sebuah
file
tape
memerlukan
pemrosesan
seluruhnya (bersifat serial / sequential)
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
35
Keterbatasan Magnetic Tape
•
•
•
•
SISTEM BERKAS
Akses langsung terhadap record lambat
Masalah lingkungan
Memerlukan penafsiran terhadap mesin
Proses harus sequential (bersifat SASD)
Media Penyimpanan
36
Magnetic Disk
• Merupakan media penyimpanan sekunder yang
terdiri dari satu atau lebih piringan, terbuat dari metal
yang dilapisi iron-oxide.
• Contoh : satu piringan yakni floppy disk, banyak
piringan yakni harddisk
• Ukuran fisik yakni lingkaran dengan diameter 14 inch,
3,5 inch, 5,25 inch, dan 8 inch, dengan ketebalan
rata-rata 0,03 inch.
• Perekaman
data
direpresentasikan
dengan
kedudukan elemen magnetiknya.
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
37
Magnetic Disk
• Data disimpan dalam jalur yang disebut track.
Sector
Track
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
38
Magnetic Disk
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
39
Karakteristik Fisik pada Magnetic
Disk
• Disk Pack adalah jenis alat penyimpanan pada
magnetic disk, yang terdiri dari beberapa tumpukan
piringan aluminium.
• Dalam sebuah pack / tumpukan umumnya terdiri dari
11 piringan. Setiap piringan diameternya 14 inch (8
inch pada mini disk) dan menyerupai piringan hitam.
• Permukaannya dilapisi dengan metal-oxide film yang
mengandung magnetisasi seperti pada magnetic
tape.
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
40
Karakteristik Fisik pada Magnetic
Disk
• Banyak
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 mrnyimpan data.
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
41
Karakteristik Fisik pada Magnetic
Disk
• 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 dari pada permukaan
yang di dalam. Juga arm pada permukaan luar hanya
dapat mengakses separuh data.
• Untuk mengakses, disk pack disusun pada disk drive
yang di dalamnya mempunyai sebuah controller,
access arm, read / write head, dan mekanisme untuk
rotasi pack.
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
42
Karakteristik Fisik pada Magnetic
Disk
• 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 head.
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
43
Karakteristik Fisik pada Magnetic
Disk
• Susunan piringan pada disk pack berputar terusmenerus dengan kecepatan perputarannya 3600 per
menit . Tidak seperti pada tape, perputaran disk tidak
berhenti di antara 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.
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
44
Magnetic Disk
• Silinder merupakan kumpulan semua track (lingkaran
konsentris) di kumpulan posisi yang sama di setiap
permukaan disk pada hard disk.
• Head merupakan device dalam magnetic disk atau
tape drive yang mampu untuk membaca dan menulis
data ke disk / tape.
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
45
Representasi Data dan
Pengalamatan
• Data pada disk juga di block seperti data pada
magnetic disk.
• 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.
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
46
Teknik Dasar Pengalamatan
• 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.
Pengalamatan dari nomor record menunjukkan dimana
record terletak pada track yang ditunjukkan dengan nomor
silinder dan nomor permukaan.
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
47
Teknik Dasar Pengalamatan
• Metode Sektor
– Setiap track dari pack di bagi ke dalam sektor-sektor. Setiap
sektor adalah storage area untuk banyaknya karakter yang
tetap. Pengalamatan recordnya berdasarkan nomor sektor,
nomor track, dan nomor permukaan. Nomor sektor yang
diberikan oleh disk controller menunjukkan track mana yang
akan diakses dan pengalamatan record terletak pada track
yang mana.
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
48
Magnetic Disk
• Keuntungan
– Akses terhadap suatu record dapat dilakukan secara
sequential maupun direct.
– Waktu yang dibutuhkan untuk mengakses suatu record lebih
cepat.
– Response Time cepat.
• Kerugian
– Harga lebih mahal.
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
49
Optical Disk
• Optical Disk terdiri dari track spiral dalam satu
permukaan flat.
• Perekaman data dilakukan dengan membakar titiktitik kecil di lapisan permukaan disk dengan
menggunakan sinar laser (sifatnya permanen).
• Tahan terhadap medan magnet.
• Sektor-sektor terletak berdampingan.
• Contoh : CD-R
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
50
Optical Disk
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
51
Struktur Organisasi Data
pada Pita
• Inter Blok Gap (IBG) : Pemisah antar blok pada pita
lebar antara 0,3 – 0,75 inch.
• Komputer kuno : IBG lebar
• Komputer modern : IBG kecil
• Tujuan agar kecepatan membaca pita konstan.
• File mark : tanda yang dibuat pada pita untuk
menandai akhir suatu file. Tanda ini dibuat sistem.
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
52
Organisasi Data pada Disk
• Sama halnya dengan organisasi data pada pita, data
pada disk disimpan dalam record-record dan blokblok dan dipisahkan dengan gap.
• Data disimpan pada posisi silinder, track, dan block
tertentu.
SISTEM BERKAS
Media Penyimpanan
53