Manajemen Sistem File - Febby Dian Anggraini

SISTEM MANAJEMEN FILE
DEFIANA ARNALDY, M.Si
0818 0296 4763
Manajemen Sistem File
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Konsep File
Metode Akses
Struktur Direktori
Struktur Sistem File
Metode Pengalokasian
Manajemen Ruang Kosong
Konsep File (1)
• File adalah kumpulan informasi yang berhubungan dan tersimpan
dalam secondary storage
• Tipe file :
– Data (character, numeric, binary)
– Program
• Penamaan File  terdiri dari nama dan ekstensi
Contoh :
Sifat File



persistence : informasi dapat bertahan meski
proses yang membangkitkannya berakhir atau
meskipun catu daya dihilangkan, sehingga
tetap dapat digunakan kembali di masa datang
size : umumnya berukuran besar, sehingga
memungkinkan menyimpan informasi yang
sangat besar disimpan
sharability : file dapat digunakan banyak proses
mengakses informasi secara kongkuren
Sasaran Manajemen File

Memenuhi kebutuhan manajemen data bagi pemakai,
termasuk penyimpanan data dan kemampuan melakukan
operasi berikut :








menampilkan seluruh record data (retrieve all)
menampilkan 1 record data tertentu (retrieve one)
menampilkan 1 record data berikutnya (retrieve next)
menampilkan 1 record data sebelumnya (retrieve
previous)
menyisipkan 1 record data (insert one)
menghapus 1 record data tertentu (delete one)
memperbaharui 1 record data tertentu (update one)
memperbaharui beberapa record data tertentu sesuai
kriteria (update few)
Sasaran Manajemen File


Menjamin data pada file adalah valid
Optimasi kinerja :



menurut sistem : meningkatkan jumlah
throughput keseluruhan
menurut pemakai : cepatnya waktu
tanggap
Menyediakan dukungan masukan/keluaran
beragam tipe perangkat penyimpan
Sasaran Manajemen File



Meminimalkan atau mengeliminasi potensi
kehilangan atau perusakan data
Menyediakan sekumpulan rutin interface I/O
Menyediakan dukungan I/O bagi banyak
pemakai dalam kasus sistem multiuser
Fungsi Manajemen File





Pemakai dapat menciptakan, memodifikasi dan
menghapus berkas
Pemakai dapat memakai bersama file secara
terkendali
Mekanisme pemakaian file secara bersama, yaitu
menyediakan beragam tipe pengaksesan terkendali
seperti read access, write access, execute access
ataupun kombinasi lain.
pemakai dapat menstrukturkan berkas-berkasnya
sehingga menyamankan aplikasi
Pemakai dapat melakukan transfer informasi antar
berkas
Fungsi Manajemen File




Kemampuan back-up dan recovery harus
disediakan untuk mencegah kehilangan
karena kecelakaan atau dari upaya
penghancuran informasi.
Pemakai mengacu file dengan nama simbolik
bukan menggunakan penamaan mengacu
peralatan fisik
Pada lingkungan sensitif dimana dikehendaki
informasi tersimpan aman dan rahasia
Menyediakan interface user-friendly
Arsitektur Sistem Manajemen File
Sistem File Dasar




Sistem file dasar atau tingkat masukan/keluaran
merupakan interface utama dengan lingkaran di luar
sistem komputer.
Lapisan ini berurusan dengan blok-blok data yang
dipertukarkan antara sistem dengan disk dan tape.
Lapisan ini berfungsi dalam penempatan blok-blok
data pada perangkat penyimpan sekunder dan
dengan buffering blok-blok data itu pada memori
utama.
Lapisan ini tidak berkaitan dengan isi data atau
struktur file yang terlibat.
Abstraksi File dan Direktori


Sistem file memberikan abstraksi ke pemakai
berupa file dan direktori.
Pemakai yaitu manusia ataupun proses tidak
lagi berkaitan dengan blok-blok data
melainkan beroperasi terhadap abstraksi file
dan direktori.
Konsep File (2)
• Atribut file :
–
–
–
–
Nama
Tipe
Lokasi
Ukuran
-
Waktu pembuatan
Identitas pembuatan
Proteksi
Informasi lain tentang file
• Operasi pada file :
– Membuat
– Menghapus
– Menutup
atribut
- Menulis
- Membaca
- Mencari
- Membuka
- Menghapus dengan menyisakan
Atribut File


adalah informasi tambahan mengenai file
untuk memperjelas dan membatasi operasioperasi yang dapat diterapkan.
Atribut digunakan untuk pengelolaan file.
Operasi File
Konsep File (3)
• Tipe File :
Jenis berkas
Akhiran
Fungsi
executable
exe, com, bat, bin
program yang siap dijalankan
objek
obj, o
bahasa mesin, kode terkompilasi
c, cc, pas, java, asm,
a
kode asal dari berbagai bahasa
batch
bat, sh
perintah pada shell
text
txt, doc
data text, document
pengolah kata
wpd, tex, doc
format jenis pengolah data
library
lib, a, DLL
library untuk rutin program
print, gambar
ps, dvi, gif
format aSCII atau biner untuk dicetak
archive
arc, zip, tar
beberapa berkas yang dikumpulkan
menjadi
satu
berkas.
Terkadang
dimampatkan untuk penyimpanan
kode asal
code)
(source
TIPE FILE


File regular : file berisi informasi terdiri dari
file ASCII dan biner
File direktori : merupakan file yang berisi
informasi mengenai file-file yang termasuk
dalam direktori itu.
TIPE FILE

File spesial : merupakan nama logik
perangkat I/O. Perangkat I/O dapat
dipandang sebagai file.


file spesial karakter : berhubungan dengan
perangkat I/O aliran karakter. File ini
memodelkan perangkat I/O seperti
terminal, printer, port jaringan, modem, dll,
alat yang bukan penyimpan sekunder.
file spesial blok : berhubungan dengan
perangkat I/O sebagai kumpulan blok-blok
data (berorientasi blok)
Metode Akses (1)
• File menyimpan informasi.Apabila digunakan,
informasi tersebut harus diakses dan dibaca
memori
• Terdapat beberapa cara mengakses informasi
pada file, yaitu :
– Sequential Access
– Direct Access
– Other Acces Methode
Sistem Akses


Lapisan ini menyediakan interface standar
antara aplikasi-aplikasi dan sistem file serta
perangkat yang menyimpan data.
Metode-metode pengaksesan yang berbeda
merefleksikan struktur file berbeda dan caracara pengaksesan dan pemrosesan yang
berbeda.
Penamaan File



Pemakai mengacu file dengan nama simbolik. Tiap
file di sistem harus mempunyai nama unik agar
tidak ambigu. penamaan file dengan nama direktori
tempat file memberi nama unik.
Tidak diperbolehkan nama file yang sama di satu
direktori. Penamaan file berbeda sesuai sistem.
Terdapat 2 pendekatan, yaitu :


sistem yang case sensitive : sistem membedakan
antara huruf kecil dan huruf kapital
sistem yang case insensitive : sistem tidak
membedakan antara huruf kecil dan huruf kapital
Metode Akses (2)
• Sequential Acces
– Membaca semua bytes/ record dari awal
– Tidak dapat melompat, hanya bisa melakukan rewind
atau backup
– Baik jika digunakan pada pita magnetik
Metode Akses (3)
• Direct Access
–
–
–
–
Bytes/ record dibaca tidak terurut
Penting untuk sistem basis data
File dilihat sebagai sederetan blok yang berindeks
Pembacaan dapat berupa
• Memindahkan penanda file (seek), kemudian baca
• Baca dan kemudian pindahkan penanda file
– Metode akses ini berdasarkan model disk dari suatu file,
memungkinkan acak ke sembarang blok file,
memungkinkan blok acak tersebut dibaca/ ditulis
Metode Akses (4)
• Other Access Methode
– Metode akses lainnya dibangunkan/dikembangkan
berdasarkan direct access methode
– Biasanya melibatkan proses pembuatan indeks dari file
– Indeks, seperti indeks pada bagian akhir buku, berisi
pointer-pointer ke blok-blok tertentu. Untuk
menentukan masukan dalam file, pertama dicari indek
dan kemudian menggunakan pointer untuk mengakses
file secara langsung dan menemukan masukan yang
tepat
Metode Akses (5)
• Metode Hashed
– Metode yang sering digunakan untuk permintaan
pengaksesan yang cepat dimana panjang dari record
yang tetap digunakan dan record selalu diakses sekali
dalam satu waktu
– Menggunakan key field untuk setiap record tetapi tidak
menggunakan konsep berurut
– Digunakan untuk mengurangi banyaknya ruang alamat
yang digunakan dan melakukan pemetaan dari kunci
record yang memiliki cakupan nilai luas ke sempit
(dipersempit)
f(key) -> address
Metode Akses (6)
• Macam-macam fungsi Hash
– Fungsi Modulo  mencari sisa hasil bagi nilai kunci
– Metode Pemotongan  memotong nilai kunci ke jumlah digit
tertentu yang lebih pendek
– Metode Pelipatan  dimisalkan kunci ditulis dikertas dan dilipat
sama panjang kemudian dijumlahkan
– Metode Pengkuadratan  mengkuadratkan setiap digit pembentuk
kunci kemudian dijumlahkan
– Penambahan Kode ASCII  digunakan jika kunci bukan kode
numerik
• Metode Coalesced Hashinh
– Terjadi bila terdapat usaha untuk menyisipkan sebuah record
dengan home address yang sudah diokupasi oleh record dari rantai
yang memiliki home address yang berbeda
Metode Akses (7)
• Algoritma Coalesced Hashing
– Lakukan hashing pada semua kunci record yang akan disisipkan untuk mendapatkan
home address
– Jika home address kosong, sisipkan record pada lokasi tersebut, jika record kembar
akhiri program dengan pesan record kembar, jika tidak
– Cari lokasi terakhir rantai sinonim dengan mengikuti penunjuk pada medan
penghubung
– Cari lokasi paling bawah dalam berkas, jika tidak ditemukan akhiri program dengan
pesan “berkas penuh”
– Sisipkan record ke dalam lokasi yang kosong sudah teridentifikasi dan atur medan
penghubung record terakhir dalam rantai sinonim agar menunjuk ke lokasi rekaman
yang baru saja disisipkan
• Contoh : Misal dilakukan penyisipan rekaman dengan kunci
: 38, 51, 40, 61, 83, 24, dan 60 ke dalam berkas dengan
kapasitas 11
Kunci
Kunci Mod 11
38
5
51
7
40
7
61
6
83
6
24
2
60
5
Alamat
Kunci
Kunci
Mod 11
0
1
2
24
3
4
5
38
6
61
7
51
8
60
9
83
10
40
8
10
9
Kunci
Kunci Mod 11
Medan Penghubung
38
5
1
51
7
1
40
7
2
61
6
1
83
6
2
24
2
1
60
5
2
Probe Total
10
Probe Rata-rata = 10/7
Struktur Direktori (1)
• Direktori adalah kumpulan nodes yang berisi
informasi mengenai semua file
• Baik struktur direktori maupun file berada pada
disk
Struktur Direktori (2)
• Operasi pada direktori :
–
–
–
–
Mencari file
Menghapus file
Ubah nama file
Membuka direktori
-
Membuat file
Melihat isi direktori
Traverse sistem file
Menutup direktori
• Struktur Direktori :
– Single Level Directory
– Two Level Directory
– Tree-Structured Directory
Struktur Direktori (3)
• Single Level Directory
– Semua file terdapat pada direktori yang sama
– Tiap file memiliki nama yang unik
Struktur Direktori (4)
• Two Level Directory
– Membuat direktori yang terpisah untuk tiap user
– Terdapat User File Directory (UFD) dan Master File
Directory
Struktur Direktori (5)
• Tree Structured Directory
– Tiap direktori dapat mengandung file dan subdirektori
– Current Directory adalah direktori yang baru-baru ini
digunakan
Struktur Direktori (6)
• Acyclic Graph Directory
– Tiap direktori dapat mengandung file dan subdirektori
– Current Directory adalah direktori yang baru-baru ini
digunakan
Struktur Sistem File
• Struktur file :
– Unit penyimpan logika
– Sekumpulan informasi yang berhubungan
• Sistem file berada pada media penyimpan
sekunder (disk)
• Karakteristik penting dari disk :
– Disk tersebut dapat ditulis ulang di disk tersebut, hal ini
memungkinkan untuk membaca dan memodifikasi, dan
menulis di disk tersebut
– Dapat diakses langsung langsung ke setiap block di
disk. Hal ini memudahkan untuk mengakses setiap file
secara berurut maupun tidak berurut.
Metode Pengalokasian (1)
• Metode alokasi berhubungan dengan bagaimana
blok-blok pada disk dialokasikan untuk file
• Jenis metode pengalokasian file :
– Contiguous Allocation
– Linked Allocation
– Indexed Allocation
Metode Pengalokasian (2)
• Contiguous Allocation
– Setiap file menempati
sekumpulan blok yang
berurutan pada disk
– Sederhana  hanya
membutuhkan lokasi awal (block
#) dan panjang (jumlah blok)
– Random Access
– Pemborosan ruang
– File tidak dapat berkembang
Metode Pengalokasian (3)
• Contiguous Allocation
– Masalah :
•
•
•
•
Mencari ruang yang sesuai untuk sebuah file yang baru
External Fragmentation
Alokasi ruang di awal pembuatan file
Ukuran file tidak dapat membesar
Metode Pengalokasian (4)
• Linked Allocation
– Dapat mengatasi masalah
yang terjadi pada metode
Contiguous Allocation
– Setiap file diidentifikasikan
dengan linked list dari blokblok, jadi blok-blok tidak harus
berkesinambungan dengan
blok yang lain
– Direktori hanya menyimpan
alamat blok pertama dan
alamat terakhir
– Hanya mendukung
pengaksesan secara berurutan
Metode Pengalokasian (5)
• Linked Allocation
– Masalah
• Lambat dalam mengakses blok secara random
• Ruang yang dibutuhkan untuk menyimpan pointer
Metode Pengalokasian (6)
• Indexed Allocation
– Setiap file memiliki index blok
– Directory terdiri dari pointer ke
index block
– Index blok merupakan suatu
array yang setiap elemennya
merupakan urutan blok dari
suatu file
– Mendukung akses blok secara
langsung
– Tidak ada external fragmentation
Manajemen Ruang Kosong (1)
• Untuk menyimpan track dari ruang disk yang kosong,
sistem membuat daftar ruang kosong.
• Daftar ruang kosong tersebut menyimpan semua
blok-blok disk yang kosong.
• Metode Manajemen Ruang kosong :
–
–
–
–
Bit Vector
Linked List
Grouping
Counting
Manajemen Ruang Kosong (2)
• Bit Vector
– Ruang-ruang kosong diimplementasikan sebagai bit map
atau bit vector
– Setiap blok direpresentasikan dengan 1 bit
– Blok Free = “1” dan Blok digunakan = “0”
– Efisein dan simpel dalam mencari n urutan blok kosong
yang pertama
– Contoh :
• Sebuah disk dimana blok-blok
2,3,4,5,8,9,10,11,12,13,17,18,25,26,dan 27 kosong.
Bitmap dari ruang kosong yaitu :
0011110011111100011000000111…………
Manajemen Ruang Kosong (3)
• Link List
– Membuat link antar blok-blok
yang kosong didalam disk
– Setiap blok kosong memiliki
pointer ke blok kosong
berikutnya
– Tidak efisien, karena
pengaksesannya dilakukan
secara sequential
Manajemen Ruang Kosong (4)
• Grouping
– Menyimpan n buah alamat blok kosong ke blok kosong
yang pertama
– N-1 blok berikutnya kosong
– Blok terakhir dapat digunakan untuk menyimpan alamat
blok pertama dari blok kosong lainnya
• Counting
– Free Space List menyimpan alamat pertama blok kosong
yang berurutan dan jumlah blok kosong yang
mengikutinya
Sekian
Terima Kasih
QUIZ
• misalnya dilakukan penyisipan rekaman dengan
kunci :
• 36, 67, 76, 61, 38, 30, dan 60
• kedalam berkas dengan kapasitas
• metode yang digunakan
11
– Metode Coalesced Hashing
– Metode Bucket (faktor blocking = 2)
• cari probe rata-rata untuk masing-masing metode