Introduction to File System

Agenda Pendahuluan Sasaran Kuliah Struktur Data dan File System Kenapa Perlu File System ? Keterbatasan dalam Akses I/O Usaha Peningkatan Kinerja Akses I/O Isu Pokok Perancangan File Kesimpulan

Sasaran Kuliah Memberi pemahaman mengenai pengelolaan data bervolume besar Memberi landasan pengembangan metode pengelolaan data bervolume besar meliputi sistem file pada tingkat sistem operasi dan metode akses yang diterapkan pada tingkat sistem operasi dan program aplikasi beserta keamanannya. Memberikan pemahaman mengenai algoritma dan teknik pengelolaan penyimpanan sekunder Memberikan kemampuan analisis kinerja struktur file untuk beragam kondisi sehingga mampu memilih struktur file berikut metoda aksesnya dan memberikan penilaian yang tepat dan sesuai dengan karakteristik aplikasinya.

Struktur Data & File System File system dan metoda akses merupakan kelanjutan dari Struktur Data. Struktur Data -> pada level memory utama (Primary Storage Unit). File System -> pengkajian khusus Struktur Data pada level Secondary Storage Unit.

Kenapa Perlu File System ? Semua sistem komputer mengelola data bervolume besar Data bervolume besar tidak dapat disimpan pada Primary Storage Unit (Memory System) Data volume besar pada Secondary Storage Unit memerlukan waktu akses yang lama -> diperlukan struktur data yang handal agar didapatkan cara dan kecepatan yang efisien. Struktur Data pada Secondary Storage Unit = File System

Kenapa Perlu File System ? (lanjutan) Hampir pada semua program aplikasi keluaran informasi yang dihasilkan perlu disimpan untuk jangka waktu yang lama untuk diakses oleh pemakai atau program lain -> diperlukan non volatile storage system = secondary storage unit (ex: magnetic disk, optical disk, magnetic tape, eeprom/flash disk)

Keterbatasan dalam Akses I/O Batasan utama yang sangat mempengaruhi kinerja sistem komputer adalah pengaksesan terhadap I/O devices (magnetic disk, optical disk, magnetic tape dsb) -> perlu dipilih cara untuk meningkatkan kinerja / troughput system. Fakta ketakseimbangan waktu akses peranti I/O dengan kecepatan processor: waktu rata-rata akses I/O = 10 milidetik (1/100 detik). Prosesor dengan clock 1 GHz = 1 triliun perintah yang dieksekusi dalam 1 detik. Maka 10 milidetik = 1/100 triliun = 10 juta perintah.

Usaha Peningkatan Kinerja Akses I/O Hardware Penempatan disk cache pada disk controller Penerapan DMA (Direct Memory Access) -> transfer data antar I/O devices tanpa campur tangan processor Pembuatan I/O Controller Software Multiprogramming, multitasking dan multithreading. Penemuan beragam metoda akses

Isu Pokok Perancangan File Meet user need – memenuhi kebutuhan pengguna Minimalisasi operasi I/O Solusi trade-off antara fungsionalitas, kinerja dan resource yang diperlukan Tidak ada data yang hilang Implementasi aturan 80/20 (Hukum Pareto – Ekonom Italia abad 19) untuk masalah Cost and Benefit

Kesimpulan File system merupakan lanjutan Struktur Data yang lebih menitikberatkan pada bahasan penyimpanan fisik untuk Secondary Storage Unit. File system diperlukan pada penyimpanan data bervolume besar yang memiliki waktu akses lebih lama Ketakseimbangan waktu akses I/O dengan kecepatan proses dari sistem processor merupakan keterbatasan yang sangat mempengaruhi kinerja sistem komputer Peningkatan kinerja akses I/O telah banyak dilakukan baik secara hardware maupun software salah satunya dengan ditemukannya metoda akses file Terdapat beberapa isu pokok yang perlu dipertimbangkan dalam perancangan file system

Agenda Sistem Basis Data dan Manajemen File Basis Data Skema Hubungan DBMS dan FMS Sasaran Penyimpanan Data Hirarki Sistem Manajemen File

Basis Data (Database) Database adalah kumpulan record atau data yang saling terintegrasi, memiliki fungsi yang fleksibel, dan dapat ditentukan sendiri (self-describing) DBMS adalah sistem perangkat lunak yang bertujuan untuk mengelola penyimpanan dan pemanipulasian data agar menjadi informasi yang bermanfaat DBMS merupakan kesatuan antara software yang menyediakan metoda (abstraksi terhadap cara akses) dan data yang saling berhubungan Sifat DBMS adalah independent: perubahan aplikasi yang mengakses DBMS tidak akan mempengaruhi DBMS

Komponen DBMS Design Tools Run Time Table Creation tools Form Creation Tools Query Creation Tools Report Creation Tools Procedural Lang. Compiler Database Developer Application Program Run Time Form Processor Query Processor Report Writer Procedural Lang. Run Time Pengguna Database Contains User’s Data Metadata Index Application Metadata Application Program DBMS Engine

Manfaat DBMS Meminimalkan redudansi data (data redudancy) Meningkatkan integritas data (data integrity) dan meminimalkan inkonsistensi data Meningkatkan data sharing yang berarti high user concurency Meningkatkan keseragaman pengendalian data untuk keamanan dan privasi data pemakai

Struktur Data dalam DBMS Dalam implementasinya DBMS memiliki struktur data yang umum sbb: Data File Data Dictionary Index File Statistic Data Setiap produk DBMS bisa memiliki istilah dan fungsi yang berbeda-beda dalam implementasi struktur datanya

Skema Hubungan DBMS dan FMS Menyediakan abstraksi data DBMS terdiri dari: Lapisan konsep/logik tentang informasi data, skema, kendali basis data Tool untuk pemrosesan / manipulasi data, dan record file Algoritma dan struktur data O/S F M S

Mekanisme Akses Data Program 2 1 Mekanisme akses Mekanisme integritas D B M S Database Engine Sistem Akses Manajemen file Manajemen penyimpanan file Mekanisme integritas O/S F M S

Sasaran Penyimpanan Data Program Aplikasi Informasi Keputusan & Tindakan Deskripsi status dunia Nyata yang relevan terhadap organisasi Bayangan organisasi Cepat berubah dan bervolume besar -> harus memiliki efisiensi dan kemudahan pengubahan D B M S

Sasaran Penyimpanan Data (lanjutan) Operasi dasar terhadap record dalam file: Insert record Modifikasi record: update dan delete (non key record dan key record) Record searching Operasi dasar file secara keseluruhan: Pembacaan seluruh isi file Reorganisasi file: penataan kembali file menjadi baru agar diperoleh kecepatan yang lebih baik

Hirarki Sistem Manajemen File Application Program Pile Sequential file Indexed Sequential file Multiple Indexed file Hashed Multi-ring Library/Call system untuk manipulasi file dan direktori Abstraksi file dan direktori Manajemen penyimpanan sekunder Disk device driver Tape device driver Sistem akses Sistem file Manajemen I/O

Elemen Sistem Manajemen File 1 2 3 Physical Blocks in Main Memory Blocks Physical Blocks in Secondary Storage Records File Structure Disk Scheduling Blocking I/O Free Storage Management File Allocation File Management Concerns Operating Systems Concerns