Media Penyimpan Berkas/File Primary Storage atau Internal Storage Secondary Storage atau External Storage

Pendahuluan Pihak yang Terkait dengan Penyimpan Data Perancang Database Administrator Database Pengimplementasi DBMS Sifat penyimpanan data menggunakan kaidah 3 mudah : Mudah disimpan, Mudah dicari Mudah diubah MK-Sistem Berkas - 2

Primary Storage Merupakan Penyimpan Primer Dicirikan dengan kecepatan akses yang lebih tinggi Kapasitas terbatas/ kecil Dapat diakses langsung oleh CPU Harga mahal Memori utama Volatile storage   MK-Sistem Berkas - 2

ARITHMETIKA LOGICAL UNIT SECTION Primary Storage terdiri dari 4 bagian yaitu : CONTROL UNIT SECTION INPUT STORAGE AREA PROGRAM STORAGE AREA SECTION OUTPUT WORKING STORAGE AREA ARITHMETIKA LOGICAL UNIT SECTION PRIMARY STORAGE SECTION MK-Sistem Berkas - 2

Primary Storage 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. MK-Sistem Berkas - 2

Jenis Primary Storage RAM (Random Access Memory); adalah main memory yang dapat; baca dan tulis dengan data atau program dari Secondary Storage atau alat input. bersifat volatile ROM (Read Only Memory); Memori yang hanya dapat dibaca, Pengisian ROM dengan program maupun data, dikerjakan oleh pabrik dengan tujuan khusus bersifat non volatile MK-Sistem Berkas - 2

Jenis Read Only Memory (ROM) PROM (Programmable Read Only Memory); Dapat diisi data / program oleh user data / diprogram akan disimpan secara permanen EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory); data / diprogram dapat dihapus EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) Dapat diisi data / program oleh user secara elektrik data / diprogram juga bisa dihapus secara elektrik MK-Sistem Berkas - 2

Secondary Storage Merupakan Penyimpanan Sekunder Dicirikan dengan : Tidak dapat diakses langsung oleh CPU(harus dicopi dahulu ke buffer memori) Kecepatan akses lebih rendah Berharga lebih murah Kapasitas besar Contoh : Magnetic Tape, Magnetic Disk, Optical Disk, Flash Memory Non volatile storage  Kegunaan utama penyimpan sekunder antara lain : Penyimpan program untuk penggunaan masa datang Penyimpan informasi dalam bentuk file MK-Sistem Berkas - 2

Secondary Storage Adalah alat penyimpan data / program yang permanen, Informasi / data yang disimpan pada alat-alat tersebut dapat diambil dan ditransfer oleh CPU pada saat diperlukan. Ada 2 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, floopy disk, mass storage. MK-Sistem Berkas - 2

Sequential Access Direct Access HIERARKI STORAGE Storage Device Faster Primary Storage Direct Access Storage Device Sequential Access Faster access time Larger capacity and Lower cost per-bit storage MK-Sistem Berkas - 2

Beberapa pertimbangan di dalam memilih alat penyimpan Cara penyusunan data Kapasitas penyimpan Waktu akses Kecepatan transfer data Harga Persyaratan pemeliharaan Standarisasi MK-Sistem Berkas - 2

Punch Card Kumpulan kartu plong disebut Deck. Deck dari kartu plong sejenis akan membentuk file. Kartu plong disebut sebagai sebuah unit record. MK-Sistem Berkas - 2

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). MK-Sistem Berkas - 2

MAGNETIC TAPE….. Merupakan model pertama dari secondary memory. 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. MK-Sistem Berkas - 2

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. MK-Sistem Berkas - 2

MAGNETIC TAPE….. Untuk tape yang panjangnya 2400 feet, dapat menampung kira-kira 23 juta karakter. Penyimpanan data pada tape adalah dengan cara sequential. MK-Sistem Berkas - 2

MAGNETIC TAPE….. 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. MK-Sistem Berkas - 2 17

MAGNETIC TAPE Tape bersifat Offline, artinya hanya bisa dipasang bilamana perlu. Pengaksesannya lambat Tidak cocok untuk piranti partner CPU (seperti disk) Cocok untuk membackup data, sebab blok dalam tape lebih besar dibandingkan dengan blok dalam disk Baik untuk mengarsip data yang jarang dipakai, tetapi mempunyai nilai historis Pengaksesan data paling akhir memerlukan waktu yang besar MK-Sistem Berkas - 2 18

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. MK-Sistem Berkas - 2 19

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. MK-Sistem Berkas - 2 20

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 disebut sebagai logical record. Sebuah block dapat merupakan Physical Record. Beberapa logical record akan tersimpan dalam sebuah physical record. Diantara 2 block terdapat 2 ruang yang disebut sebagai Gap (Interblock gap). Bagian dari tape yang menunjukkan data block dan interblock gap. MK-Sistem Berkas - 2 21

System Block pada Magnetic Tape Diantara 2 block terdapat 2 ruang yang disebut sebagai Gap (Interblock gap). Bagian dari tape yang menunjukkan data block dan interblock gap. Panjang masing-masing gap adalah 0,6 inch. Ukuran blok dapat mempengaruhi jumlah data/record yang dapat disimpan dalam tape MK-Sistem Berkas - 2 22

Parity dan Error Control pada Magnetic Tape Salah satu teknik untuk memeriksa kesalahan pada magnetic tape adalah dengan parity check. Jenis Parity; ODD PARITY (Parity Ganjil), Jika Jumlah bit 1 yang merepresentasikan suatu karakter adalah ganjil, maka parity bit yang terletak pada track ke 9 adalah 0 bit, akan tetapi jika jumlah bit 1 nya masih genap maka parity bitnya adalah bit 1. MK-Sistem Berkas - 2 23

Parity dan Error Control pada Magnetic Tape EVEN PARITY ( Parity Genap) Jika Jumlah bit 1 yang merepresentasikan suatu karakter adalah Genap, maka parity bit yang terletak pada track ke 9 adalah 1 bit, akan tetapi jika jumlah bit 1 nya masih ganjil maka parity bitnya adalah bit 1. MK-Sistem Berkas - 2 24

Parity dan Error Control pada Magnetic Tape Misal  Track 1: 0 0 0 0 0 0 2: 1 1 1 1 1 1 3: 1 1 1 1 1 1 4: 0 1 0 1 0 1 5: 1 1 0 1 1 0 6: 1 1 1 1 0 0 7: 0 1 1 1 1 0 8: 0 0 1 1 1 1 Bagaimana isi dari track ke 9, jika untuk merekam data digunakan odd parity dan even parity ???? Jawab :  ODD PARITY Track 9: 1 1 0 0 0 1  EVEN PARITY Track 9: 0 0 1 1 1 0 MK-Sistem Berkas - 2 25

Parity dan Error Control pada Magnetic Tape Latihan  Lihat suatu bagian dari tape yang berisi :  Track 1 : 1 0 0 0 1 1 2 : 1 1 1 1 1 0 3 : 0 0 0 1 1 1 4 : 0 0 0 1 0 1 5 : 0 1 0 1 1 1 6 : 1 0 0 1 1 1 7 : 1 1 1 0 0 0 8 : 1 0 0 0 0 0   Bagaimana isi dari track ke 9, jika untuk merekam data digunakan 1. Even Parity 2. Odd Parity MK-Sistem Berkas - 2 26

Parameter pengukuran pada Magnetic Tape Parameter pada pita : Kepadatan : Jumlah byte per inch Kapasitas : Jumlah byte yang dapat disimpan dalam suatu tape dengan panjang tertentu Transfer Rate : Kecepatan transfer data per satuan waktu IBG Transfer Rate : Waktu yang dibutuhkan untuk melewati IBG Contoh : Diketahui kepadatan penyimpanan adalah 1600 byte/inch dan panjang tape adalah 3600 feet, maka kapasitas penyimpanan = 1600 byte/inch x 12 inch/foot x 3600 feet = 69.120.000 byte = 65.9 Mbyte

Menghitung Kapasitas Penyimpanan pada Magnetic Tape Misal : Kita akan membandingkan berapa banyak record yang disimpan dalam tape bila : 1 block berisi 1 record 1 record = 100 charakter Dengan 1 block berisi 20 record Panjang tape yang digunakan adalah 2400 feet, density 6250 bpi dan panjang gap 0.6 inch. MK-Sistem Berkas - 2 28

Menghitung Kapasitas Penyimpanan pada Magnetic Tape Solusi : 1 Block 1 Record : 2400 ft/tape x 12 in/ft = 28.800 inch/tape 1 block = 1 record = 100 karakter 1 block = 100 byte / 6250 byte per inch = 0,016 inch Maka : B = Jumlah block 0,016 x B + 0,6 x B = 28.800 0,616 x B = 28.800 B = 46.753 Block * 1 record B = 46.753 Record MK-Sistem Berkas - 2 29

Menghitung Kapasitas Penyimpanan pada Magnetic Tape Solusi : 1 Block 20 Record : 2400 ft/tape x 12 in/ft = 28.800 inch/tape 1 block = 20 record = 20 x 100 = 2000 karakter 1 block = 2000 byte / 6250 byte per inch = 0,32 inch Maka : B = Jumlah block 0,32 x B + 0,6 x B = 28.800 0,92 x B = 28.800 B = 31304 Block * 20 record B = 626.080 Record MK-Sistem Berkas - 2 30

Menghitung Waktu Akses Pada Magnetic Tape Diketahui : Kecepatan akses tape untuk membaca / menulis adalah 200 inch / sec Waktu yang dibutuhkan untuk berhenti dan mulai terdapat gap adalah 0,004 second Hitung : Waktu akses yang dibutuhkan tape tersebut dengan menggunakan data pada contoh sebelumnya MK-Sistem Berkas - 2 31

Solusi : 1 Block 1 Record 46753 block x 0,016 inch/block -------------------------------------------- = 3,74024 second 200 inch / second 3,74024 second + (46753 block x 0,004 second/gap) = 190,75 second Waktu akses yang dibutuhkan tape adalah 190,75 second 1 Block 20 Record 31304 block x 0,32 inch/block -------------------------------------------- = 50,0864 second 50,0864 second + (31304 block x 0,004 second/gap) = 175,3 second Waktu akses yang dibutuhkan tape adalah 175,3 second

Keuntungan Magnetic Tape Panjang record tidak terbatas Density data tinggi Volume penyimpanan datanya besar dan harganya murah Kecepatan transfer data tinggi Keterbatasan Magnetic Tape Akses langsung terhadap record lambat Masalah lingkungan Memerlukan penafsiran terhadap mesin Proses harus sequential (bersifat SASD) MK-Sistem Berkas - 2 33

Organisasi Berkas dan Metode Akses pada Magnetic Tape Untuk membaca atau menulis pada suatu magnetic tape adalah secara sequential. Artinya untuk mendapatkan tempat suatu data maka data yang didepannya harus dilalui terlebih dahulu. Maka dapat dikatakan organisasi data pada file didalam tape dibentuk secara sequential dan metode aksesnya juga secara sequential MK-Sistem Berkas - 2 34

Latihan Soal :  Density suatu tape adalah 1600 bpi dan panjang interblock gap adalah 0.75 inch. Record yang panjangnya 40 charackter akan disimpan pada tape yang panjangnya 2400 feet   Berapa banyak record yang dapat disimpan jika dalam 1 block berisi 1 record ??? Berapa banyak record yang dapat disimpan jika dalam 1 block berisi 10 record ???    Jika kecepatan pemindahan data adalah 100 inch/sec, waktu akses yang diperlukan untuk melewati interblock gap adalah 0.1 second Berapa waktu yang diperlukan untuk membaca tape tersebut untuk 1 block berisi 1 record dan 1 block berisi 10 record ???? MK-Sistem Berkas - 2 35

Magnetic Disk RAMAC (Random Access) adalah DASD pertama yang dibuat oleh industri komputer. Pada magnetic disk kecapatan rata-rata rotasi piringgannya sangat tinggi.   Access dengan read/write head yang posisinya diantara piringan-piringan, dimana pengambilan dan penyimpanan representasi datanya pada permukaan piringan. Data disimpan dalam track MK-Sistem Berkas - 2 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. MK-Sistem Berkas - 2 37

Magnetic Disk Data disimpan dalam jalur yang disebut track. Sector MK-Sistem Berkas - 2 38

Magnetic Disk MK-Sistem Berkas - 2 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. Banyak track pada piringan menunjukkan karakteristik penyimpanan pada lapisan permukaan, kapasitas disk drive dan mekanisme akses. MK-Sistem Berkas - 2 40

Karakteristik Fisik pada Magnetic Disk 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 mnyimpan 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 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. MK-Sistem Berkas - 2 41

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. MK-Sistem Berkas - 2 42

Karakteristik Fisik pada Magnetic Disk Susunan piringan pada disk pack berputar terus-menerus 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. 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. MK-Sistem Berkas - 2 43

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. MK-Sistem Berkas - 2 44

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 s/d 19. Pengalamatan dari nomor record menunjukkan dimana record terletak pada track yang ditunjukkan dengan nomor silinder dan nomor permukaan. MK-Sistem Berkas - 2 45

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. MK-Sistem Berkas - 2 46

Optical Disk MK-Sistem Berkas - 2 47

Organisasi Data pada Disk Sama halnya dengan organisasi data pada pita, data pada disk disimpan dalam record-record dan blok-blok dan dipisahkan dengan gap. Data disimpan pada posisi silinder, track, dan block tertentu. MK-Sistem Berkas - 2 48

Parameter Pengukuran Seek Time (s) Waktu yang dibutuhkan untuk menggerakkan head maju / mundur pada track yang dicari (milisecond) Ditentukan dengan hubungan : Sc + i Sc = Waktu start-up i = Jarak yang dilalui Latency Time (r) Waktu yang dibutuhkan head untuk menunggu putaran disk sehingga blok data yang dituju tepat di depan head (milisecond) r = (60 x 1000) / (2 x rpm) Kecepatan rotasi umumnya 2400 dan 3600 rpm, sehingga r = 12.5 dan 8.33 ms MK-Sistem Berkas - 2 49

Parameter Pengukuran Transfer Time (t) Kecepatan transfer data dari main memory ke secondary memory atau sebaliknya. Dipengaruhi oleh kecepatan menulis / baca pada main storage. Random Access Time Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai posisi dari item data yang diinginkan. s + r + t MK-Sistem Berkas - 2 50