KONSEP DASAR SISTEM BERKAS

KONSEP DASAR
SISTEM BERKAS
Nila Feby Puspitasari
Pendahuluan
•
Komputer dapat menyimpan informasi ke
beberapa media penyimpanan yang
berbeda, seperti magnetic disks, magnetic
tapes, dan optical disks.
•
Bentuk penyimpanan abstraksi dari unit
penyimpan informasi dalam bentuk fisik
adalah file. File – file dipetakan oleh
sistem operasi ke dalam peralatan fisik.
•
File adalah sekumpulan informasi yang
saling berkaitan dan didefenisikan oleh
pembuatnya.
•
Umumnya berkas adalah sekumpulan bit,
byte, record di mana artinya didefenisikan
oleh pembuat dan pemakainya.
•
File data dapat berbentuk numeric,
alfabeth ataupun alfanumeric. File dapat
berbentuk bebas seperti file teks atau
terstruktur.
•
•
•
Suatu file mempunyai nama dan diacu
berdasarkan nama tersebut.
Juga mempunyai komponen lain seperti
tipe, waktu pembuatan, nama dan nomor
account dari pembuatnya, besar ukuran
file.
Kita dapat menulis informasi, mengubah
informasi, menambah dan menghapus
informasi dalam file.
Sistem Berkas
•
Sistem
Sekelompok Elemen dan Prosedur yang saling
berhubungan dan bekerjasama dalam pencapaian
suatu tujuan tertentu
•
Berkas
Sekumpulan data (informasi) yang diberinama dan
tersimpan dalam media penyimpanan sekunder
•
Sistem Berkas
Suatu metode pengolahan berkas didalam
secondary storage
Sistem Berkas(2)
•
Sistem berkas menyediakan pendukung yang
memungkinkan programmer mengakses file
tanpa menyangkut perincian karakteristik
penyimpanan dan peralatan pewaktu
•
Sistem berkas mengubah pernyataan akses file
menjadi instruksi input/output level rendah.
Pengarsipan (Akses)
•
•
•
Cara untuk membentuk suatu arsip/file dan
cara pencarian record-recordnya kembali.
Sistem berkas dan akses adalah sistem
pengorganisasian, pengelolaan dan
penyimpanan data pada alat eksternal dengan
organisasi file tertentu. Pada sistem berkas
dan akses penyimpanan data dilakukan secara
fisik.
Teknik yang digunakan untuk menggambarkan
dan menyimpan record pada file disebut
organisasi file.
Komponen Sistem Berkas
•
•
•
•
Disk management.
Menjelaskan bagaimana seharusnya menyusun blokblok disk ke dalam file.
Naming.
Berguna bagi pemakai yan memungkinkan untuk
menunjuk file dengan penamaan yaitu dengan
mengenali blok-blok disk.
Protection.
Suatu cara untuk memproteksi pemakai-pemakai file
dari pemakai lain.
Reliability.
File–file yang diperlukan ada tersedia jika terjadi
kerusakan sistem.
Struktur File
•
Byte sequence.
Ragkaian byte yang tidak terstruktur (UNIX dan
MS-DOS).
•
Record sequence.
File dirangkai dalam record yang tertentu
panjangnya dengan beberapa struktur.
•
Tree.
Masing-masing file tidak sama panjangnya serta
memiliki key filed pada record.
Contoh Berkas(Unix, MsDOS)
•
•
•
•
•
•
•
Regular file. Berisi informasi bagi pemakai
(byte,record dan tree).
ASCII file. Berisi baris teks, diakhiri dengan
karakter “carriage return”.
Binary file. Urutan bilangan biner yang terdiri dari
bit 1 dan 0.
Directories. Sistem file yang berisi informasi
tentang file yagn berada dalam direktori tersebut.
Character spesial file. Berhubungan degan I/O
model serial (printer, terminal, network).
Blok spesial file. Untuk pemodelan disk.
Executable file. File yang siap untuk menjalankan
suatu proses, mis file *.EXE, *.BAT.
Sasaran sistem
Manajemen Berkas
•
•
•
•
•
•
•
Untuk memenuhi kebutuhan manajemen data bagi
pemakai, termasuk penyimpanan data dan
kemampuan melakukan operasi berkas.
Untuk menjamin data pada file adalah valid.
Untuk optimasi kerja.
Untuk menyediakan dukungan I/O beragam tipe
peralatan penyimpanan.
Untuk meminimalkan potensi kehilangan atau
kerusakan data.
Untuk menyediakan sekumpulan rutin interface I/O.
Untuk menyediakan dukungan I/O untuk sistem
multiuser.
Fungsi manajemen berkas
•
Pemakai dapat menciptakan, memodifikasi dan menghapus file.
•
Pemakai dapat memakai bersama berkas secara terkendali.
•
Mekanisme pemakaian file secara bersama yaitu dengan menyediakan beragam
access control file seperti read-only, write dan execute.
•
Pemakai dapat menstrukturkan file.
•
Pemakai dapat melakukan transfer informasi antar file.
•
Kemampuan backup dan recovery harus dised iakan untuk mencegah kehilangan
data.
•
Pemakai mengacu file dengan nama simbolik, bukn mengacu pada peralatan fisik.
•
Untuk penyimpanan data yang rahasia secara aman.
Fungsi manajemen berkas (2)
• Menyediakan interface user-friendly.
• Mengenali dan mengalokasikan satu file yang di
pilih.
• Menggunakan satu directory untuk menggambar
lokasi semua file ditambah atributnya.
• Blocking untuk mengakses file.
• Pengalokasian file-file untuk blok-blok bebas.
• Mengelola penyimpanan bebas untuk
menyediakan blok-blok.
Gambaran file sistem
•
•
Gambaran pemakai.
Pemakai menggunakan nama-nama file
dan melihat bagaimana ukuran filenya
dalam byte.
Gambaran sistem.
Sistem operasi melihat sistem berkas
sebagai sekumpulan blok (virtual) dan
ukuran file dalam sector (fisik). Blok dan
sector tidak pelu berada dalam ukuran
yang sama.
Arsitektur Sistem Manajemen File
Program Pemakai
File
• File sekuensial
• File sekuensial berindeks
• File berindeks majemuk
• File hash
• File
• Multi ring
• Peralatan I/O secara logik
• Supervisor I/O dasar
• Sistem file dasar
• Disc device driver
• Tape device driver
• Optical device driver
• Device Driver.
Merupakan bagian sistem operasi yang mengizinkan
pemakai dan aplikasi mengakses record-record.
Sistem file dasar berkaitan dengan blok-blok data.
Sedangkan modul perangakat I/O logik berkaitan
dengan record-record file. Device driver berada pada
level paling rendah, berkomunikasi secara langsung
dengan device peripheral, menyelesaikan permintaan
I/O (restart kembali permintaan data akibat adanya
kesalahan, kegagalan permintaan dalam kasus
banyaknya gangguan)
• Sistem berkas dasar.
Sistem berkas dasar atau tingkat I/O merupakan interface
utama dengan lingkungan luar sistem komputer. Lapisan
ini berurusan dengan blik-blok data yang diperlukan
antara sistem denga disk dan tape. Lapisan ini berfungsi
dalam penempatan blok-blok data pada perangkat
penyimpanan sekunder dengan buffering blok-blok data
tersebut pada memori utama. Lapisan ini tidak berkaitan
dengan isi data atau struktur berkas yang terlibat. Sistem
berkas dasar merupakan I/O fisik, bergiliran dengan
mempertukarkan blok-blok data, berkenaan dengan
penempatan blok-blok, berkenaan dengan buffering blok.
• Supervisor dasar I/O.
Bertanggung jawab atas semua inisialisasi dan
pengakhiran I/O. Pada lapisan ini struktur kendali
dikelola yang berkaitan dengan perangkat I/O,
penjadwalan dan status file. Supervisor dasar I/O
bertanggung jawab untuk mengawali dan
mengakhiri file I/O, berkenaan dengan akses
penjadwalan untuk optimasi kinerja.
• Peralatan I/O logik.
Meruapakan bagian sistem operasi yang
mengizinkan pemakai dan aplikasi mengakses
record. Sistem file dasar berkaitan dengan blok–
blok data, sedang modul perangkat I/O logik
berkaitan dengan record-record terbatas.
• Metode akses.
Metode Akses
• Merupakan bagian lapisan akhir. Lapisan ini menyediakan interface standar
antara aplikasi-aplikasi dan sistem berkas serta peralatan yang menyimpan
data. Metode-metode pengaksesan yang berbeda merefleksikan struktur
file berbeda cara pengaksesan dan pemrosesan yang berbeda.
• Organisasi dari sistem file sedikit ditentukan oleh pemakaian pola file-file itu
sendiri. Terdapat beberapa cara pengaksesan file:
– Sequential access.
File diakses dari awal dan dibaca secara berurutan sampai keakhir file.
➔
Random access.
Beberapa data dalam satu file bisa diakses disetiap waktu.
➔
Content-base access.
• Data dalam file diakses berdasarkan isi dari file.
Alokasi File.
• Masalah pokok dalam implementasi penyimpanan berkas adalah
pencatatan blok-blok file. Beragam metode yang digunakan antara
lain:
a) Alokasi berurutan.
• Skema alokasi paling sederhana adalah penyimpanan berkas
sebagai blok-blok data berurutan pada disk.
b) Alokasi blok-blok berkas sebagai senarai berantai.
Untuk file lebih besar, salah satu dari alamat I-node adalah alamat
blok disk yang disebut indirect block yang digunakan. Double
indirect block berisi alamat blok-blok disk yang berisi daftar single
indirect blok. Single indirect blok menunjuk beberapa status blok
data berikutnya dari file tersebut. Jika masih tidak cukup, dapat
digunakan triple indirect blok yang menunjuk double indirect blok.
Elemen Manajemen Berkas
•
•
File-file besar memakan banyak tempat ruang disk pada
suatu sistem dan juga perhitungan bagi mayoritas waktu
transfer data antar disk dan CPU. Pemakaian blok
sebaiknya digunakan untuk kinerja dan efisiensi sistem file
untuk mentransfer data dari disk ke memori, proses transfer
untuk file kecil menjadi tidak efisien.
Pemakai perintah, user access control --> struktrur file -->
metode akses, fungsi manipulasi file --> bagian dari file -->
blocking --> blok disk fisik dimemori utama --> penjadwalan
disk, alokasi file --> blok dimemori utama->manajemen
penyimpanan file<--
Operasi File
•
•
Cara memilih organisasi berkas tidak terlepas
dari 2 aspek utama yaitu :
Model penggunaanya.
Batch. Suatu proses yang dilakukan secara
kelompok.
Suatu proses yang dilakukan secara record per
record.
Model Operasi File
• Pembuatan file.
Langkah yang diperlukan untuk menyimpan file, sebagai bentuk:
Ruang penyimpanan harus dicari dalam sistem tersebut.
Entri untuk file tersebut harus dibuat dalam direktori disk.
• Penulisan ke file.
Untuk menulis ke dalam file, suatu sistem call harus dilakukan untuk
menetapkan nama file yang ditulis. Dengan memberikan nama file, sistem
call akan mencari didalam direktori untuk mencari posisi awal dari file
dalam disk. Direktori perlu menyimpan alamat terakhir dari disk yang
ditulisi. Dengan petunjuk ini ,alamat dari blok berikutnya dapat disimpan.
• Pembacaan file.
Untuk membaca file, sistem call menunjukkan nama dari berkas dan dimana blok
selanjutnay dari berkas harus ditempatkan. Direktori akan diakses untuk entry
yang menyimpan atribut file tersebut serta pointer dari awal file tersebut.
• Mengulang kembali file.
Pengulangan kembali file tidak memerlukanoperasi I/O, tapi hanya dilakukan
degnan mereset pointer file dengan pointer yang ada dalam entri direktori dan
menyederhanakan kompleksitas sistem.
• Menghapus file.
Untuk menghapus file, entri dari berkas dicari dalam direktori untuk nama berkas
yang bersangkutan. Setelah mendapatkan entri direktori tersebut , bebaskan
semua lokasi penyimpanan untuk entri tersebut. Untuk mencegah pencarian
berulang, entri direktori akan dibuka pada waktu file pertama kali dibuka.
• Direktori dapat didefenisikan sebagai suatu file yang berisi daftar nama file
dan direktory pada suatu direktori. Direktori menyimpan informasi : nama file,
pada blok-blok, sektor dan track mana file tersebut disimpan pada disk serta
attribut kepemilikan direktori. Direktori merupakan suatu bentuk file yang
berstruktur yang terdiri dari field dan record.
• Dari pandangan pemakai, direktori menyediakan pemetaan antara nama
berkas yang diketahui pemakai dan aplikasi berkas itu sendiri.
Ada dua jenis hierarki direktori yang umum digunakan, yaitu :
1. Tipe direktori memuat nama, atribut berkas dan alamat disk.
2. Direktori dimana berkas ditunjuk oleh pointer.
Strategi Direktori :
• Direktori tunggal.
Sistem operasi hanya mengola satu kumpulan file. Sistem hanya
menyediakan satu direktori untuk keseluruhan file yang ada.
• Direktori per pemakai.
Strategi ini merupakan skema dua tingkat, yaitu satu direktori untuk
setiap pemakai dan satu direktori master. Direktori master mempunyai
satu isian untuk setiap direktori, memberikan alamat dan informasi
kendali pengaksesan. Tiap direktori pemakai adalah satu daftar
sederhana berisi file-file pemakai tersebut.
• Hierarki (struktur pohon).
Terdapat satu direktori master yang didalamnya terdapat beberapa
sub-direktori yang dapat memuat direktory berikutnya.
Studi Kasus Pada Sistem Operasi
Linux.
•
•
•
•
Sistem operasi linux mempunyai beberapa file
sistem yang dapat dipilih oleh pemakai, antara
lain :
Ext 2.
Ext 3. Dapat menyimpan file-file backup jika
terjadi kegagalan sistem. Mulai diperkenalkan
pada kernel 2.3.0
Reiser. Merupakan file sistem yang baru
diperkenalkan pada kernel 2.4.7.
Journalism. Diperkenalkan pada kernel 2.4.7.10.