Transcript pertemuan12 Mekanisme Input-Output

SISTEM OPERASI
Disk menyediakan penyimpanan sekunder
bagi sistem komputer modern.Magnetic tape
sebelumnya digunakan sebagai media penyimpanan
sekunder waktu aksesnya lebih lambat dari disk.
Oleh karena itu, sekarang tape digunakan terutama
untuk backup,untuk penyimpanan info yg tidak
sering, sebagai media untuk mentransfer informasi
dari satu sistem ke sistem yg lain ,dan untuk
menyimpan sejumlah data yg terlalu besar untuk
sistem disk. Disk drive modern di alamatkan
sebagai suatu array satu dimensi yg besar dari blok
logik,dimana blok logik merupakan unit terkecil
dari transfer,ukurn dari blok logik biasanya adalah
512 bytes.
Salah satutanggung jawab sistem operasi
adalah
menggunakan
hardware
dengan
efisien.khusus untuk disk draives,efisiensi yg di
maksudkandi sini adalah dalam hal waktu akses
dan cepat dan aspek bandwith disk,waktu akses
memiliki dua komponen utama yaitu waktu
pencarian dan waktu rotasi disk.
Waktu pencarian adalah waktu yg di butuhkan
disk arm untuk menggerakan head ke bagian
selinder disk yg mengandung sektor yg di inginkan
waktu rotasi disk adalah waktu tambahan yg di
butuhkan untuk menunggu rotasi atau perputaran
disk,sehingga sektor ygdi inginkan dapat di baca
oleh head.
Sebagai mana kita ketahui,jika suatu
proses membutuhkan pelayanan I/O dari atau
menuju disk,maka proses tersebut akan
melakukan
system
call
ke
sistem
operasi,permintaan
tersebut
membuka
informasi-informasi antara lain:
 Apakah operasi input atau output
 Alamat disk untuk proses tersebut
 Alamat memori untuk proses tersebut
 Jumlah bytes yg akan di transfer
Disk
merupakan
suatu
media
penyimpanan yg perlu diatur dengan baik oleh
sistem operasi dan perangkat I/O sehingga bisa
memiliki kinerja sesuai dengan yg diharapkan,
manajemen disk meliputi: Memformat disk,
boot block,bad blocks dan sebagainya.
Sebuah detik magnetik yg baru sebenarnya
hanyalah sebuah slate kosong yg berupa piringan
magnetik untuk menyimpan sesuatu. Sebelum disk
tersebut dapat menyimpan data, harus dilakukan proses
low-level formatting/physical formatting,yaitu membagi
disk menjadi beberapa sektor dan mengisinya dengan
struktur data tertentu.
Salah satu informasi yg dibutuhkan oleh disk
controller adalah error-correcting code, disebut seperti
itu karena jika terdapat satu atau dua bit data corrupt,
controller dapat mengidentifikasi bid mana yg berubah
dan mengoreksinya, proses ini otomatis dilakukan oleh
controller setiap pembaca atau menulis pada disk.
Ketika pertama kali menjalankan komputer,
dibutuhkan program yg sudah diinisialisasi, yaitu
bootstrab yg diinisialisasi adalah segala aspek sistem,
dari CPU register sampai defica controller dan isi dari
main memory, kemudian menjalankan sistem operasi,
unutk itu bootstrab mencari kernel sistem operasi
pada
disk,me-load-nya
ke
memory,
dan
menggunakan alamat yg telah diinisialisasi untuk
mulai menjalankan sistem operasi.
Hampir semua komputer menyimpan bootstrab
pada read only,alasannya karena tidak membutuhkan
inisialisasi dan berada pada lokasi yg tetap dimana
prosesor tetap dapat mengeksekusinya ketika
komputer baru dinyalakan, kelebihan lainya karena
readonly,ia tidak dapat terkena virus, tetapi masalah
yg timbul adalah jika kita mengubah kode bootstrab
Bad Blocks adalah satu atau lebih sektor atau
rusak pada suatu disk, pada disk sederhana, bad
blocks diatasi secara manual, untuk disk yg lebih
kompleks seperti diskSCSI, bad blocks diatasi
dengan sektor sparing atau forwarding,yaitu
controller dapat mengganti sektor yg rusak dengan
sebuah sektor yg terpisah, alternatif lainya adalah
mengganti sektor tersebut dengan cara sektor
slipping, mengganti blok yg rusak bukan
sepenuhnya merupakan proses yg otomatis, karena
data-data yg tersimpan sebelumnya akan terhapus.
Penanganan swapspace adalah salah satu
dari low level task pada sebuah sistem operasi.
Memori
virtual
menggunakan
disckspace
sebagai perpanjangan dari memori utama,
karena kecepatan akses disk lebih lambat
daripada akses memori, maka penggunaan
swap-space akan mengurangi performa sistem
secara siknifikan.
Penggunaan swap-space pada berbagai sistem
operasi berbeda-beda, bergantung pada algoritma
memori managemen yg diimplementasikan, sebagai
contoh, sistem yg mengimplementasi, swapping
mungkin akan menggunakan swap-space untuk
menyimpan sebuah proses,termasuk segmen kode dan
datanya, sistem yg menggunakan paling hanya akan
menyimpang yg sudah dikeluarkan dari memori utama,
besarnya swap-space yg dibutuhkan sebuah sistem yg
bermacam-macam, bergantung banyaknya physical
memori ( RAM, seperti EDODRAM,SDRAM,RDRAM ),
Memori virtual yg disimpan diswap-space, dan cara
memori virtual digunakan, besarnya berfariasi, antara
beberapa mega byites sampai ratusan megabytes atau
lebih.
Ada dua tempat di mana swap-space bisa berada:
swap-space bisa diletakan pada partisi yg sama dengan
sistem operasi, atau pada partisi yg berbeda, apabila
swap-space yg dipakai hanya berupa sebuah berkas yg
besar didalam sistem berkas, maka sistem berkas yg
dipakai bisa digunakan untuk membuat, menamakan,dan
mengalokasikan tempat swap-space, maka dari itu,
pendekatan seperti ini mudah untuk di implementasikan,
sayangnya, juga tidak efisien, menelusuri struktur
direktori dan struktur data alokasi disk memakan waktu,
dan berpotensi untuk mengakses disk lebih banyak dari yg
diperlukan, fragmentasi eksternal bisa membuat swapping
lebih lama dengan memaksakan pencarian sekaligus
banyak ketika sedang membaca atau menulis sebuah
proses, kita bisa meningkatkan performa dengan mengchace informasi lokasi blok pada physical memori, dan
dengan
menggunakan
aplikasi
khusus
untuk
mengalokasikan blok-blok yg contiguous untuk berkas
Untuk mengilustrasikan metode-metode
yg digunakan untuk mengelola swap-space,
ketika
sebuah
proses
mencoba
untuk
memperbesar segmen datanya melebihi blok yg
dialokasikan ditempat swap, sistem operasi
mengalokasikan blok lain lagi dua kali besarnya
dari yg pertama, skema ini menyebabkan
proses-proses yg kecil menggunakan blok-blok
kecil, ini juga meminimalisir fragmentasi,blokblok dari proses yg besar bisa ditemukan
dengan cepat, dan peta swap tetap kecil.
Disk memiliki resiko untuk mengalami kerusakan
, kerusakan ini dapat berakibat turunya performa atau
pun hilangnya data meskipu terdapat backup data,
tetap saja ada kemungkinan data yg hilang karena
adanya perubahan setelah terakhir kali data backup,
karenanya, realibilitas dari suatu disk harus dapat terus
ditingkatkan.
Berikut adalah beberapa penyebab terjadinya
hilangnya data:
• Ketidak sengajaan dalam menghapus
• Hilangnya tenaga listrik
• Blok rusak pada disk
• Rusaknya disk
• Sistem corrupt
Pada bagian sebelumnya, kita sudah
membicarakan mengenai urite-a head log, ia
membutuhkan ketersediaan sebuah storage yg
stabil, berdasarkan defenisi, informasi yg
berada didalam stable storage tidak akan
pernah hilang, untuk mengimplementasikan
storage seperti itu, kita perlu mereplikasi
informasi yg dibutuhkan kebanyak peralatan
storage dengan failure modes yg indenpendent.
Penyimpanan tersier terdapat banyak di
pasaran,fungsi dari penyimpanan ini adalah
keperluan backup data yg ada di dalam memory
sekunder.
Ciri-ciri penyimpanan tersier di antaranya
adalah :
 Biaya produksi lebih murah
 Menggunakan removable media
 Data yg di simpan bersifat permanen
 Tidak
cepat
rusak(bergantung
pada
penyimpanannya)
Flopy disk juga di sebut dengan disket
merupakan suatu media penyimpanan murah
yg fleksible yg tipis,di lapasi material yg
bersifat magnet,dan di tutupi oleh plastik,user
memasukan
sebuah
floppy
disk
dan
mengeluarkannya dari disk drive , pada
beberapa tahun yg lalu,hampir semua PC dan
notebook memiliki flopy disk drive dalam
unitnya. Komputer pada saat sekarang ini
sudah tidak memiliki flopy disk drive sebagai
pelengkap standarnya.
Magneto-optic disk adalah piringan optic
yg keras di lapisi oleh material yg bersifat
magnet,kemeudian di lapisi perlindungan dari
plastik atau kaca yg berfungsi untuk menahan
head yg hancur, magnet optic disk juga di
sebut cakram magnetic.
Terdapat tiga jenis cakram magnetic:
 Hard disk
 Flopy disk
 Zip disk
Disk ini tidak menggunakan sifat
magnet,tetapi menggunakan bahan khusus yg
di modifikasi menggunakan sinar laser,setelah
di modifikasi denga sinar laser,pada disk akan
terdapat spot yg gelap atau terang,spot ini
menyimpan satu bid.
 Optical-disk teknologi terbagi atas:
 Phase-changge disk
 Dye-polimer disk
Mikrofilm dan mikrofice merupakan media
penyimpanan citra-citra mikrokopis dari dokumen pada
rol atau lembaran filem,mikrofilm adalah rol flim
sepanjang 100 hingga 215 kaki,mikrofice adalah
lembaran film yg kecil,biasanya berukuran 4x6
inci,perekam mikrofilm yg mengeluarkan hasilnya di
komputer adalah alat merekam citra pada flem,citra yg
tersimpan sangat kecil,untuk membacanya perlu
menggunakan pembaca mikroflim atau microfice.
Media ini masih di gunakan sampai saat ini
karena memiliki keunggulan,seperti:
 Mengurangi jumlah kertas yg di gunakan
 Murah
 Tahan lama di banding media penyimpanan lainnya
Tugas terpenting dari sistem operasi
adalah mengatur physical devices dan
menampilkan abstraksi mesin virtual dari
aplikasi,untuk hard disk,OS menyediakan dua
abstraksi yaitu:
 Raw device = array dari beberapa data blok
 File sistem = sistem operasi mengantrikan
dan menjadwalkan beberapa permintaan
interleaved yg berasal dari beberapa
aplikasi.
Kebanyakan sistem operasi menangani remofable media
hampir sama dengan fixed disk,yaitu cardridge di format dan
di buat file sistem yg kosong pada disk,tapes di tampilkan
sebagai media raw storage dan aplikasi tidak membuka file
pada tape,tetapi smua tape di buka sebagai raw
device,biasanya tape drive di sediakan untuk penggunaan
khusus dari suatu apikasi samapi aplikasi berahir atau
menutup tape drive,penggunaan khusus ini di karenakan
random access tape membutuhkan waktu yg
lama,jadi,interleaving random access oleh tape oleh beberapa
aplikasi akan menyebabkan thrashing.
 Operasi data tape drive berbeda dengan operasi
dasar disk draive,contoh operasi dasar tape drive:
 Operasi lucate
 Operasi read position
 Operasi space
Menamakan berkas pada removable media cukup
sulit terutama pada saat kita menulis data pada
removable cart ridge pada suatu komputer,kemudian
menggunakan cart ridge ini pada komputer yg lain.jika
jenis komputer yg di gunakan sama dan jenis cart ridge
yg di gunakan sama,maka permasalahannya adalah
mengetahui isi dan data layout dari cartridge,tetapi,bila
jenis komputer yg di gunakan dan jenis drive yg di
gunakan
berbeda,mka
berbagai
masalah
akan
muncul,apabila hanya jenis drive yg di gunakan
sama,komputer yg berbeda menimpan bytes dengan
berbagai cara dan juga menggunakan encoding yg
berbeda untuk binary number atau huruf.
Manajemen penyimpanan hierarkis (
hierachical Storage Management ) Menjelaskan
storage hierarchy antara primary memory dan
secondary storage untuk membentuk tertiary
storage. Tertiary Storage biasanya
diimplementasikan sebagai jukebox dari tapes
atau removable media.
Disk drive adalah major secondary-storage
I/O device pada kebanyakan komputer. Permintaan
untuk disk I/O dihasilkan oleh sistem file dan
sistem
virtual
memori.
Setiap
permintaan
menspesifikasikan alamat pada disk untuk dapat
direferensikan pada form di logical block number.
Algoritma
disk
Schedulling
dapat
meningkatkan
efektivitas
bandwith,
average
response time, dan variance response time,.
Algoritma seperti SSTF,SCAN, C-SCAN, LOOK, dan
C-LOOK didesain untuk membuat perkembangan
dengan menyusun ulang antrian disk untuk
meningkatkan total waktu pencarian.
RAM
disk
adalah
disk
drive
yg
disimulasikan pada memori akses acak ( RAM ).
RAM disk sepenuhnya mengeliminasi waktu
tunda yg disebabkan pergerakan mekanis
dalam seek dan rotasi. RAM disk berguna untuk
aplikasi yg memerlukan kinerja disk yg tinggi.