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.

Struktur Disk

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.

Penjadwalan Disk

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.

Manajemen Disk

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.

Memformat 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 brati mengubah chipROM juga.

Boot Block

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.

Bad Blocks

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.

Penanganan Swap Space

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.

Penggunaan Swap Space

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 meng-chace informasi lokasi blok pada physical memori, dan dengan menggunakan aplikasi khusus untuk mengalokasikan blok-blok yg contiguous untuk berkas swapnya, dengan waktu tambahan untuk menelusuri struktur data file-sistem masi tetap ada.

Lokasi Swap Space

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,blok-blok dari proses yg besar bisa ditemukan dengan cepat, dan peta swap tetap kecil.

Pengolahan Swap Space

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

Keandalan Disk

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.

IMPLEMENTASI STABLE-STORAGE

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)

Struktur Penyimpanan Tersier

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.

Macam-Macam Struktur Tertiary-Storage

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

Magneto-Optic 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

Optical 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

Mikrofilm Dan Mikrofiche

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.

Masalah-Masalah Yang Berkaitan Dengan Sistem Operasi

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

Interface Aplikasi

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.

Penamaan Berkas

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.

Manajemen Penyimpanan Hierarkis

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.

DISK

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.

RAM Disk

Terima kasih