Pengelolaan Alat Masukan-Keluaran 4 Bab 10 Pengelolaan Alat Masukan-Keluaran 4

PENGELOLAAN ALAT MASUKAN-KELUARAN 4 ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 PENGELOLAAN ALAT MASUKAN-KELUARAN 4 A. Penyimpan Magnetik (Magnetic Storage) 1. Fungsi Menyimpan informasi dari komputer (biasanya berbentuk berkas) secara magnetik Terdapat beberapa bentuk Pita magnetik Disk (hard disk) Disket (floppy disk)

Informasi disimpan dengan mengubah-ubah keadaan magnet di pita itu ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ 2. Pita Magnetik Pita plastik yang dilapisi dengan bahan magnetik dalam ukuran yang tipis sekali Pita digulung pada dua roda, baik secara terpisah maupun dalam satu rumah (catridge, kaset) Informasi disimpan dengan mengubah-ubah keadaan magnet di pita itu Penyimpanan berlangsung serial sehingga pembacaan kembali harus dilakukan dengan memutar roda untuk mencari tempat simpan • •

3. Hard disk dan Floppy disk (a) Bentuk ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ 3. Hard disk dan Floppy disk (a) Bentuk Hard disk dan floppy disk sama bentuknya yakni berupa piring; hard disk keras dan floppy disk lunak Biasanya hard disk terbuat dari satu atau beberapa piring aluminium yang dilapisi bahan magnetik Kalau hard disk terdiri atas beberapa piring, maka piring itu berputar pada satu sumbu bersama Floppy disk terbuat dari satu piring plastik yang dilapisi bahan magnetik Karena serupa, mereka dapat disebut disk saja

(b) Penulisan dan pembacaan ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ (b) Penulisan dan pembacaan Penulisan dan pembacaan dilakukan melalui hulu tulis baca yang dapat bergerak

Setiap permukaan disk dibaca oleh satu hulu tulis baca ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Setiap permukaan disk dibaca oleh satu hulu tulis baca Semua hulu terikat pada satu sumbu sehingga bergerak bersama ketika menulis ke dan membaca dari permukaan disk Pada disk dengan banyak piring, biasanya permukaan terluar tidak digunakan untuk menyimpan • Gerakan hulu

(c) Lintas, sektor, blok, dan silinder Lintas ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ (c) Lintas, sektor, blok, dan silinder Lintas Penyimpanan pada disk dilakukan pada lintas berbentuk lingkaran konsentrik di permukaan disk

Setiap lintas dibagi lagi menjadi sejumlah sektor yang sama panjang ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Sektor Setiap lintas dibagi lagi menjadi sejumlah sektor yang sama panjang Penyimpanan informasi terjadi pada sektor dan setiap sektor dapat menyimpan sejumlah bait (misalnya 512 bait) Blok Satu blok terdiri atas satu atau lebih sektor, bergantung kepada sistem operasi Proses penyimpanan berlangsung secara blok demi blok Silinder Semua lintas sama letak pada semua piring disebut silinder

Lintas diberi nomor urut sesuai dengan letak lintas di disk ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ (d) Waktu Akses Lintas diberi nomor urut sesuai dengan letak lintas di disk Ada lintas di tepi piring dan ada lintas di tengah piring Hulu baca bergerak bolak-balik dari tepi piring ke tengah piring melewati lintas Waktu akses a meliputi waktu untuk Menemukan lintas (waktu cari t) Menstabilkan hulu (waktu mantap s) Menemukan sektor (waktu latensi l) Menulis atau membaca d a = t + s + l + d

Untuk melewati n lintas, diperlukan waktu cari sebesar t(n) = nb ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Waktu mantap Hulu harus bergerak cepat dan langsung berhenti. Ketika berhenti hulu bergetar. Diperlukan waktu mantap s untuk hulu menjadi mantap Waktu cari Waktu yang diperlukan hulu untuk mencapai lintas yang dituju. Jika mecapai satu lintas memerlukan waktu b, maka t(1) = b Untuk melewati n lintas, diperlukan waktu cari sebesar t(n) = nb

Waktu cari dan waktu mantap ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Waktu cari dan waktu mantap Cari sampai mantap diperlukan waktu t(n) = nb + s Gerak hulu

Melalui deret hitung, jumlah semua waktu cari dapat dihitung ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Rerata waktu cari Jika disk memiliki w lintas, maka waktu cari merupakan deret hitung dari 1 sampai w Melalui deret hitung, jumlah semua waktu cari dapat dihitung Jika jumlah semua waktu cari dibagi dengan banyaknya lintas, maka diperoleh rerata waktu cari

Waktu latensi adalah waktu untuk menemukan sektor bergantung kepada ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Waktu latensi Waktu latensi adalah waktu untuk menemukan sektor bergantung kepada Waktu rotasi = r Sektor per lintas = m Waktu latensi untuk 1 sektor Rerata waktu latensi

Jika waktu tulis dan baca adalah masing-masing dt = waktu tulis ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Waktu akses Jika waktu tulis dan baca adalah masing-masing dt = waktu tulis db = waktu baca maka waktu akses untuk tulis dan baca adalah masing-masing Tulis at = t + s + l + dt Baca ab = t + s + l + db Biasanya waktu tulis lebih lama dari waktu baca

Untuk satu perangkat disk EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics) ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ (e) Pengendali disk Untuk satu perangkat disk EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics) Mengengali sampai 4 disk Tiap disk sampai kapasitas 137 GB Kecepatan transfer sampai 66 MB/detik SCSI (Small Computer System Interface) Kecepatan transfer sampai 160 MB/detik Untuk beberapa perangkat disk RAID (Redundant Array of Independent Disk) Mengatur beberapa perangkat disk Level 1 mirroring: ada back up Striping: Memecah data, instruksi, informasi ke beberapa disk

B. Algoritma Pengakses Lintas pada Disk 1. Fungsi ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ B. Algoritma Pengakses Lintas pada Disk 1. Fungsi Komputer dengan banyak pemakai perlu mengelola banyak permintaan akses disk Terjadi antrian permintaan akses lintas pada disk, misalnya, hulu ada di lintas 50, dan antrian adalah sebagai berikut 13 46 65 27 95 82 9 17 52 53 17 1 82 2 17 98 7 Ada sejumlah algoritma untuk melayani permintaan akses lintas

Cara akses lintas disk mirip dengan gerak lift ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Cara akses lintas disk mirip dengan gerak lift lift disk

2. Algoritma Pertama Tiba Pertama Dilayani (PTPD) ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ 2. Algoritma Pertama Tiba Pertama Dilayani (PTPD) First Come First Served Contoh Antrian: 13 46 65 27 95 82 9 17 52 53 17 1 82 2 17 98 7 Letak hulu : 50 50 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 1

Banyaknya lintas yang dilalui 50 – 13 : 37 lintas 13 – 46 : 33 lintas ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Banyaknya lintas yang dilalui 50 – 13 : 37 lintas 13 – 46 : 33 lintas 46 – 65 : 19 lintas 65 – 27 : 38 lintas 27 – 95 : 68 lintas total : 725 lintas 95 – 82 : 13 lintas 82 - 9 : 73 lintas 9 – 17 : 8 lintas 17 – 52 : 35 lintas 52 – 53 : 1 lintas 53 – 17 : 36 lintas 17 - 1 : 16 lintas 1 – 82 : 81 lintas 82 - 2 : 81 lintas 2 – 17 : 15 lintas 17 – 98 : 81 lintas 98 - 7 : 91 lintas

3. Algoritma Pungut Pick up Contoh ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ 3. Algoritma Pungut Pick up Contoh Antrian: 13 46 65 27 95 82 9 17 52 53 17 1 82 2 17 98 7 Letak hulu : 50 50 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 1

Banyaknya lintas yang dilalui 50 ke 13 pungut 46 27 17 13 37 lintas ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Banyaknya lintas yang dilalui 50 ke 13 pungut 46 27 17 13 37 lintas 13 ke 65 pungut 52 53 65 52 lintas 65 ke 95 pungut 82 95 30 lintas 95 ke 2 pungut 9 84 lintas 9 ke 1 pungut 7 2 1 8 lintas 1 ke 98 pungut 98 97 lintas ----------------- 310 lintas

4. Algoritma Waktu Cari Terpendek Dipertamakan (WCTD) ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ 4. Algoritma Waktu Cari Terpendek Dipertamakan (WCTD) Shortest Seek Time First (SSTF) Contoh Antrian: 13 46 65 27 95 82 9 17 52 53 17 1 82 2 17 98 7 Letak hulu : 50 50 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 1

Banyaknya lintas yang dilalui Di antara Terpendek ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Banyaknya lintas yang dilalui Di antara Terpendek 50 – 52 / 50 – 46 50 – 52 2 lintas 52 – 53 / 52 – 46 52 – 53 1 lintas 53 – 65 / 53 – 46 53 – 46 7 lintas 46 – 65 / 46 – 27 46 – 27 19 lintas 27 – 65 / 27 – 17 27 – 17 10 lintas 17 – 65 / 17 – 13 17 – 13 4 lintas 13 – 65 / 13 - 9 13 – 9 4 lintas 9 – 65 / 9 – 7 9 – 7 2 lintas 7 – 65 / 7 – 2 7 – 2 5 lintas 2 – 65 / 2 – 1 2 – 1 1 lintas 1 – 65 / 1 – 82 1 – 65 64 lintas 65 – 82 / 65 – 95 65 – 82 17 lintas 82 – 95 / 82 – 98 82 – 95 13 lintas 98 – 98 95 – 98 3 lintas ---------------- 152 lintas

5. Algoritma Lift Singkat ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ 5. Algoritma Lift Singkat LOOK (sampai permintaan teratas dan terbawah, tidak sampai ujung Contoh Antrian: 13 46 65 27 95 82 9 17 52 53 17 1 82 2 17 98 7 Letak hulu : 50 50 ke 98 lewat 52 63 65 82 95 98 48 lintas 98 ke 1 lewat 46 27 17 13 9 7 2 1 97 lintas total 145 lintas 50 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 1

6. Algoritma Lift Singkat Searah ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ 6. Algoritma Lift Singkat Searah C - LOOK (sampai permintaan teratas dan terbawah, tidak sampai ujung, hanya dari bawah ke atas) Contoh Antrian: 13 46 65 27 95 82 9 17 52 53 17 1 82 2 17 98 7 Letak hulu : 50 50 ke 98 lewat 52 63 65 82 95 98 48 lintas 98 ke 1 tidak mengakses 97 lintas 1 ke 46 lewat 1 2 7 9 13 27 46 45 lintas total 190 lintas 50 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 1

7. Algoritma Lift Lengkap SCAN (sampai ujung terbawah dan teratas) ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ 7. Algoritma Lift Lengkap SCAN (sampai ujung terbawah dan teratas) Contoh Antrian: 13 46 65 27 95 82 9 17 52 53 17 1 82 2 17 98 7 Letak hulu : 50 50 ke 100 lewat 52 63 65 82 95 98 100 50 lintas 100 ke 1 lewat 46 27 17 13 9 7 2 1 0 99 lintas total 149 lintas 50 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 1

8. Algoritma Lift Lengkap Searah ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ 8. Algoritma Lift Lengkap Searah C - SCAN (sampai ujung terbawah dan teratas, hanya dari bawah ke atas) Contoh Antrian: 13 46 65 27 95 82 9 17 52 53 17 1 82 2 17 98 7 Letak hulu : 50 50 ke 100 lewat 52 63 65 82 95 98 100 48 lintas 100 ke 0 tidak mengakses 100 lintas 0 ke 46 lewat 0 1 2 7 9 13 27 46 46 lintas total 196 lintas 50 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 1

Perbandingan di antara algoritma Algoritma Lintas PTPD 725 Pungut 310 ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Perbandingan di antara algoritma Algoritma Lintas PTPD 725 Pungut 310 WCTD 152 LS 145 LSS 190 LL 149 LLS 196 PTPD Pertama Tiba Pertama Dilayani WCTD Waktu Cari Terpendek Dipertamakan LS Lift Singkat LSS Lift Singkat Searah LL Lift Lengkap LLS Lift Lengkap Searah

C. Penyimpan Optik (Optical Storage) 1. Fungsi dan Jenis ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ C. Penyimpan Optik (Optical Storage) 1. Fungsi dan Jenis Menyimpan informasi dari komputer dan kemudian dapat dimuat kembali ke komputer Bekerja secara optik melalui perbedaan pantulan cahaya Biasanya terdiri atas CD (Compact disk) DVD (Digital video disk) Ada yang hanya dapat dibaca Ada juga yang dapat ditulis dan dibaca Prinsip kerja CD dan DVD adalah serupa

2. CD (Compact disk) dan DVD ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ 2. CD (Compact disk) dan DVD Terdiri atas keping piringan yang dapat diputar dengan menggunakan sumbu

Jalur penyimpan CD-ROM ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Jalur penyimpan CD-ROM Berbentuk spiral dari bagian dalam ke bagian luar (hanya dapat dibaca) Pada jalur terdapat tonjolan dan lekukan

Lekukan dan Tonjolan pada CD-ROM ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Lekukan dan Tonjolan pada CD-ROM Menyandikan bit 0 dan bit 1; satu bait menggunakan 8 bit Satu CD dapat menyimpan banyak bait, misalnya 783.216.000 bait

Penyimpanan informasi ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Penyimpanan informasi Informasi disimpan melalui lekukan (0) disebut juga pit dan tonjolan (1) disebut juga land Pada lekuk (pit) tiada pantulan, menjadi 0, dan pada tonjolan (land) ada pantulan, menjadi 1 Cahaya yang digunakan adalah laser 1

Kecepatan trasfer data Pertama kali dibuat, 150 kB per detik ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Kecepatan trasfer data Pertama kali dibuat, 150 kB per detik Kecepatan ini dijadikan satuan, sehingga sekarang kecepatan transfer menjadi Sekian kali 150 kB per detik Misalnhya 48 x, 75 x 48 X = 48 x 150 kB/s = 7200 kB/s Kapasitas Kapasitas 650 MB sampai 1 GB Kecepatan 48 x dan 75 x CD RW (RW = rewritable) Tulis sampai 20 kali, tulis ulang sampai 10 kali

Kapasitas simpan DVD setara dengan sekitar 7 kali kapasitas simpan CD ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ CD dan DVD Kapasitas simpan DVD setara dengan sekitar 7 kali kapasitas simpan CD DVD mengenal penyimpanan 1 sisi dan 2 sisi serta 1 lapisan dan 2 lapisan Kapasitas DVD 4,7 GB sampai 17 GB Sisi Lapisan Kapasitas ---------------------------------------- 1 1 4,7 GB 1 2 8,5 GB 2 1 9,4 GB 2 2 17 GB -----------------------------------------

Informasi dapat direkam ke CD tetapi tidak dapat dihapus ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ 3. CD Rekam dan Baca CD-R (Recordable) Informasi dapat direkam ke CD tetapi tidak dapat dihapus Piring rekaman dilaburi zat warna peka cahaya Zat warna itu tembus cahaya sehingga disandikan sebagai 1 Jika dipanasi melalui cahaya dengan frekuensi dan intensitas tertentu, zat warna itu menjadi butak (tidak tembus cahaya) sehingga disandikan sebagai 0 Dengan cara ini, informasi dapat direkam ke dalam CD

CD ini dapat ditulis kembali sehingga isinya dapat dihapus ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ CD-RW (Rewritable) CD ini dapat ditulis kembali sehingga isinya dapat dihapus Piringan dilaburi semacam bahan yang terbuat dari campuran perak, antimoni, tellurium, dan indium Bahan ini dapat berbentuk kristal (tembus cahaya, disandikan 1) dan dapat berbentuk amorf (tidak tembus cahaya, disandikan 0) Jika dipanasi pada temperatur tertentu, bahan ini lebur. Ketika dingin bahan menjadi berbentuk amorf (disandikan 0) Tetapi jika setelah lebur, bahan itu didinginkan secara perlahan maka bahan ini menjadi berbentuk kristal (dihapus dengan cara ini)

Dengan sifat ini, rekaman dapat dilakukan melalui pendinginan biasa ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Perekaman Dengan sifat ini, rekaman dapat dilakukan melalui pendinginan biasa Titik-titik melalui pendinginan biasa ini menjadi tidak tembus cahaya dan disandikan sebagai 0 Titik-titik yang tidak dipanasi tetap tembus cahaya dan disandikan sebagai 1 Penghapusan Penghapusan dilakukan dengan pendinginan lambat sehingga bahan di seluruh permukaan piring kembali menjadi kristal yakni tembus cahaya

D. Penyimpan Solid-State (Solid-State Storage) 1. Fungsi dan Jenis ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ D. Penyimpan Solid-State (Solid-State Storage) 1. Fungsi dan Jenis Penyimpan solid-state menyimpan informasi dari komputer dan kemudian dapat dimuat kembali ke komputer Penyimpanan berlangsung secara elektronik pada rangkaian listik yang kecil Ada beberapa jenis penyimpan solid-state, mencakup Smart card Compact flash Memory stick Semuanya menggunakan flash memory

Smart card, compact flash, dan memory stick ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Smart card, compact flash, dan memory stick Memory stick Smart card Compact flash

Penyimpanan solid-state terjadi berdasarkan flash memory ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ 2. Flash Memory Penyimpanan solid-state terjadi berdasarkan flash memory Flash memory terdiri atas rangkaian transistor yang berukuran sangat kecil Word line Control gate Thin oxide layer - - - - Floating gate drain source Bit line Current flow Negatively charged electron - - - -

Hubungan floating gate ke word line harus melalui thin oxide layer ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Transistor control gate dan transistor floating gate dipisahkan oleh thin oxide layer Hubungan floating gate ke word line harus melalui thin oxide layer Pemutusan hubungan melalui tunneling Tunneling: Bit line diberikan potensial 10 sampai 13 volt Floating gate mengeluarkan elektron Elektron terperangkap di thin oxide layer Hubungan floating gate ke word line terputus Disandikan sebagai 0 Hubungan floating gate ke word line Terhubung 1 Terputus 0

Penghapusan terjadi untuk semua bit Sel Sensor ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Penghubungan kembali Hubungan floating gate ke word line dipulihkan dengan menghapus elektron di thin oxide layer Penghapusan dilakukan dengan memberikan tegangan lebih tinggi pada floating gate sehingga arus tembus ke word line Penghapusan terjadi untuk semua bit Sel Sensor Untuk membedakan terhubung (1) dan terputus (0) digunakan sel sensor Jika saluran dari floating gate ke word line lebih dari 50% diartikan terhubung Jika kurang dari 50% diartikan terputus

Jenis flash memory ditentukan oleh jenis transistor yang digunakan ------------------------------------------------------------------------------ Bab 10 ------------------------------------------------------------------------------ Jenis flash memory Jenis flash memory ditentukan oleh jenis transistor yang digunakan Ada NOR flash memory dan ada NAND flash memory Ukuran Ukuran flash memory sangat kecil, sehingga penyimpan yang menggunakan flash memory dapat berukuran sangat kecil