data storage technology

SYSTEMS ARCHITECTURE
“DATA STORAGE TECHNOLOGY”
OLEH :
M.C. JEANNY MARDIANA
7205000962
PROGRAM MAGISTER TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS INDONESIA
2005
Note : Paper ini dibuat dalam rangka memenuhi tugas mata kuliah Pengantar
Sistem Komputer & Sistem Operasi, Semester Gasal, 2005 - 2006.
Materi diambil dari beberapa buku referensi dan sumber yang
relevan.
2
DAFTAR ISI
Halaman
I.
Pendahuluan
4
II.
Pembahasan
5
Memori Utama (Primary Storage)
• Read Only Memoryt (ROM)
• Random Access Memory (RAM)
• Memori Asosiatif
• Cache Memory
• Memori Ekstensi
• Direct Access Memory (DMA)
• Memori Tersier
• Virtual Memory
• Proteksi Memori
• Ruang Alamat Logika & Fisik
5
8
9
11
11
12
12
12
12
14
15
Memori Sekunder (Secondary Storage)
• Format Disk
• Boot Block
• Bad Block
• Jenis-jenis Memori Sekunder
• Magnetik Tape
• Floppy Disk
• Zip Drive
• Flash Disk
• Hard Disk
• Optical Disk
• Hirarki Storage Management
17
17
18
18
19
19
21
21
22
23
31
38
III.
Kesimpulan
39
IV.
Referensi
40
3
PENDAHULUAN
Salah satu alat yang penting dalam Central Processing Unit (CPU) adalah data
storage (media menyimpan data). Data storage adalah suatu alat dimana data data disimpan.
Pada kesempatan ini, penulis mencoba membahas bagian penting dari komputer
ini beroperasi. Memiliki memori besar baik untuk mendukung eksekusi program
dan menangani jumlah data yang sangat besar.
Idealnya memang memori adalah cepat, mempunyai kapasitas besar dan
harganya terjangkau. Sayangnya untuk saat ini belum mungkin memenuhi tiga
kriteria tersebut.
Untuk memecahkan masalah seperti itu, maka dilakukan banyak usaha
pengembangan struktur memori, sehingga dapat meningkatkan kecepatan tetapi
tetap mempertahankan biaya yang terjangkau.
Data storage dibagi menjadi dua kategori: memori utama (primary storage) dan
memori sekunder (secondary storage), yang terdiri dari berbagai jenis. Untuk itu
penulis mencoba membahas satu persatu jenis memori tersebut.
Penulis
4
PEMBAHASAN
Seperti yang telah diuraikan pada bab pendahuluan, bahwa data storage
(penyimpanan data) adalah salah satu alat terpenting dalam rangkaian alat yang
berada di suatu komputer. Storage atau biasa juga disebut memory adalah
suatu tempat penyimpanan atau penampung data dan program. Dapat juga
dikatakan sebagai Electronic Filing Cabinet pada sistem komputer.
Pada bab pembahasan ini, akan dijelaskan parameter-parameter terpenting
dalam sebuah sistem memori atau data storage, seperti :
• Kapasitas (capacity), yaitu jumlah maksimum unit data yang dapat
disimpannya.
• Waktu pengaksesan (access time), yaitu waktu yang diperlukan untuk
mengakses data.
• Kecepatan transfer data (data transfer rate), yaitu jumlah bit per detik data
yang dapat dibaca.
• Waktu siklus (cycle time), yaitu ukuran seberapa sering memori dapat
diakses
• Biaya (cost), yaitu biasa diekspresikan dalam bentuk rupiah per bit.
Selain itu juga akan dibahas tentang pembagian kategorinya, perbedaan dan
jenisnya. Serta sedikit membahas teknologi yang ada pada saat ini, apakah ada
kemajuan teknologinya dan sebagainya.
Secara umum data storage dibedakan menjadi dua bagian, yaitu:
1. Memori Utama (Primary storage), contohnya ROM (Read Only Memory)
dan RAM (Random Access Memory)
2. Memori Sekunder (Secondary storage), contohnya Magnetik Disk,
Magnetik Tape dan CD / DVD ROM
1. Memory Utama (Primary Storage)
Manajemen Memori Utama
Memori utama atau lebih dikenal sebagai memori adalah sebuah array yang
besar dari word atau byte, yang ukurannya mencapai ratusan, ribuan, atau
bahkan jutaan. Setiap word atau byte mempunyai alamat tersendiri.
Sistem operasi bertanggung jawab atas aktivitas - aktivitas yang berkaitan
dengan manajemen memori seperti:
• Menjaga track dari memori yang sedang digunakan dan siapa yang
menggunakannya.
• Memilih program yang akan di-load ke memori.
5
Memori Utama bisa juga disebut dengan internal storage, merupakan pusat
sumber daya sebuah sistem komputer yang secara dinamis harus dialokasikan
bagi para pemakai, program dan proses. Memori ini menyimpan data dan
program sebelum diproses melalui input devices yang akan dijalankan oleh
Central Processing Unit (CPU) dan karenanya mempunyai ciri dapat diakses
kumpulan instruksi CPU secara langsung (dapat diraih langsung oleh CPU).
Kemudian data dan program dianalisa dibagian control unit selanjutnya diproses
di arithmatic logical unit (ALU). Setelah selesai proses, hasilnya dikembalikan
lagi ke primary storage.
Instruksi program dan data harus ditransfer ke CPU untuk dijalankan, maka
waktu pelaksanaan setiap program tergantung pada kecepatan siklus transfer
memori. Teknologi utama yang digunakan oleh komputer modern untuk
menerapkan memori utama adalah sirkuit terpadu semi konduktor (IC atau
integrated circuit).
Umumnya memori semi konduktor bersifat volatile
(menguap), yaitu jika tenaga listriknya hilang, maka seluruh isi memori akan
hilang.
Idealnya memori adalah cepat, besar dan murah, karena semakin cepat memori
utama, maka semakin cepat komputer tersebut. Tapi sayangnya tidak mungkin
untuk memenuhi ketiga persyaratan tersebut secara simultan. Peningkatan
kecepatan dan ukuran dicapai bersama peningkatan biaya Untuk memenuhi
permintaan akses cepat, dilakukan banyak usaha mengembangkan struktur
cerdas yang meningkatkan kecepatan dan ukuran suatu memori dengan tetap
menjaga biaya yang masuk akal. Salah satu cara meningkatkan kecepatan
memori adalah dengan menggunakan cache.
Jika memori utama besar, pemrosesan informasi dapat lebih cepat, karena
kebanyakan informasi yang dibutuhkan telah ada, kebalikan danan sekunder
memori yang lebih lambat. Namun penting untuk diketahui bahwa memori besar
jauh lebih lambat daripada memori yang kecil, karena itu kecepatan memori
utama biasanya memberikan batasan kecepatan (bottleneck) pemrosesan pada
komputer.
Memori biasanya didesain untuk menyimpan data dan mengambil data dalam
kuantitas word length. Sebenarnya jumlah bit yang disimpan atau diambil dalam
satu akses memori adalah definisi word length komputer yang paling umum.
Sebagai contoh misalnya komputer byte-addressable yang instruksinya
menghasilkan alamat 32-bit. Pada saat alamat 32-bit dikirim dari prosesor ke
unit memori, high order 30-bit menentukan word mana yang akan diakses. Jika
kuantitas byte ditentukan, maka low order 2-bit alamat tersebut menentukan
lokasi byte mana yang terlibat. Dalam operasi Read, byte lain dapat diambil dari
memori, tetapi diabaikan prosesor. Akan tetapi jika operasi byte tersebut adalah
Write, maka sirkuit kontrol memori harus memastikan bahwa isi byte lain pada
word yang sama tidak berubah.
6
Transfer data antara memori dan prosesor berlangsung dengan menggunakan
dua register prosesor, biasanya disebut MAR (memory address register) dan
MDR (memory data register). Jika panjang MAR adalah k bit dan MDR adalah n
bit, maka unit memori dapat berisi hingga 2k lokasi addressable. Selama siklus
memori, n bit data ditransfer antara memori dan prosesor. Transfer ini
berlangsung melalui bus prosesor, yang memiliki k jalur alamat dan n jalur data.
Bus juga menyertakan jalur kontrol Read / Write (R / W) dan Memory Function
Completed (MFC) untuk mengkoordinasi transfer data. Jalur kontrol lain dapat
ditambahkan untuk menunjukkan jumlah byte yang ditransfer.
Prosesor membaca data dari memori dengan me-load alamat lokasi memori
yang diperlukan ke register MAR dan men-set jalur Read / Write ke 1. Memori
merespon dengan menempatkan data dari lokasi yang dituju ke jalur data, dan
mengkonfirmasikan aksi ini dengan menyatakan sinyal MFC. Setelah menerima
sinyal MFC, prosedor me-load data pada jalur data ke dalam register MDR.
Prosesor menulis data ke dalam lokasi memori dengan me-load alamat lokasi ini
ke dalam MAR dan me-load data ke dalam MDR. Hal ini mengindikasikan
bahwa operasi tulis terlibat dengan men-set jalur Read / Write ke 0.
Jika operasi read atau write melibatkan lokasi alamat yang berurutan dalam
memori utama, maka operasi transfer blok dapat dilakukan dimana satu-satunya
alamat yang dikirim ke memori adalah yang mengidentifikasikan lokasi pertama.
Akses memori dapat disinkronisasi menggunakan clock, atau dikontrol
menggunakan sinyal khusus yang mengontrol transfer pada bus, menggunakan
skema signaling. Operasi read atau write memori masing - masing dikontrol
sebagai transfer bus input dan output.
Ukuran kecepatan unit memori yang penting adalah lama waktu antara inisiasi
operasi dan penyelesaian operasi, misalnya waktu antara read dan sinyal MFC.
Waktu ini disebut memory access time (waktu akses memori). Ukuran lain yang
penting adalah memory cycle time (waktu siklus memori), yang merupakan jeda
waktu minimum yang diperlukan antara inisiasi dua operasi memori yang
berurutan, misalnya waktu antara dua operasi read yang berurutan. Waktu
siklus biasanya agak lebih lama dari waktu akses, tergantung pada detil
implementasi unit memori.
Memori Utama (Primary storage) dibagi menjadi dua tipe, yaitu:
• Read Only Memory (ROM), Memory yang hanya dapat dibaca saja tanpa
ditulisi
• Random Access Memory (RAM) atau Content Addressable Memory
(CAM), Memory yang dapat dibaca dan ditulisi
Agar lebih jelasnya primary storage ini, akan dibahas satu persatu mengenai
ROM dan RAM.
7
Read Only Memory (ROM)
ROM adalah memory yang dapat menyimpan data dan program secara
permanen atau semi permanen, artinya bila daya listrik dimatikan pada saat
operasi komputer, data dan program tidak hilang (non volatile). Memory ini
sudah disetting oleh pabrik yang membuat IC yang disesuaikan dengan
komputernya dan bersifat permanen, sehingga datanya tidak dapat dihapus,
ditambah atau dikurangi.
Fungsi dari ROM adalah untuk menempatkan program Basic Input Output
System (BIOS), yaitu program yang digunakan komputer untuk mengendalikan
komputer pertama kali, misalnya untuk pengecekan dan pengendalian
konfigurasi hardware. Setelah semua perangkat bekerja dengan baik maka
selanjutnya ditangani oleh operating system.
Untuk mengubah konfigurasi
BIOS dapat dilakukan dengan yang dipakai oleh Complementary Metal Oxide
Semiconductor (CMOS).
Jenis - Jenis ROM:
• Programmable ROM (PROM), memungkinkan data di-load oleh user.
PROM menyediakan fleksibilitas dan kemudahan yang tidak terdapat
pada ROM. PROM juga menyediakan pendekatan yang lebih cepat dan
lebih murah karena dapat diprogram langsung oleh user.
• Erasable Programmable ROM (EPROM), dapat dan program dapat
dihapus dan diprogram ulang dengan menggunakan peralatan sinar ultra
violet. Dengan alasan ini chip EPROM dipasang pada paket yang
memiliki jendela transparan.
Tipe ini menyediakan fleksibilitas selama fase pengembangan sistem
digital. Karena EPROM mampu mempertahankan informasi tersimpan
untuk waktu yang lama, maka dapat digunakan untuk menggantikan ROM
pada saat software dikembangkan. Dengan cara ini, perubahan dan
update memori dapat dilakukan dengan mudah.
• Electrically Erasable Programmable ROM (EEPROM), dapat diprogram
dan dihapus dengan pulsa tegangan listrik. Satu – satunya kerugian
EEPROM adalah diperlukan tegangan yang berbeda untuk penghapusan,
penulisan dan pembacaan data yang tersimpan.
• Flash Memory, pendekatan serupa dengan teknologi EEPROM, sel flash
berbasis pada transistor tunggal yang dikontrol oleh muatan yang
terjebak.
Memori flash memiliki densitas yang lebih besar yang
menghasilkan kapasitas yang lebih tinggi dan biaya lebih rendah per bit.
Perangkat tersebut memerlukan tegangan suplai daya tunggal, dan
mengkonsumsi daya lebih rendah dalam operasinya.
Konsumsi daya rendah pada memori flash membuatnya menarik untuk
digunakan dalam perangkat portable yang dikendalikan dengan baterai.
Aplikasi yang umum antara lain komputer hand held, telepon selular,
kamera digital, dan MP3 player.
8
Pada komputer hand held dan telepon selular, memori flash menyimpan
software yang diperlukan untuk mengoperasikan peralatan tersebut,
sehingga meniadakan perlunya disk drive. Pada kamera digital, memori
flash digunakan untuk menyimpan data image, pada MP3 player memori
flash menyimpan data yang merupakan representasi suara. Telepon
selular, kamera digital dan MP3 player adalah contoh yang baik sistem
embedded.
Random Access Memory (RAM)
RAM adalah memory yang dapat digunakan sebagai tempat penyimpanan data
dan program sementara sewaktu digunakan oleh prosesor. Jika komputer atau
aliran listrik dimatikan, maka data dan program di RAM akan hilang (volatile).
Kecepatan membaca data RAM ini lebih cepat jika dibandingkan dengan
Harddisk.
Dalam RAM data dapat dibaca dan ditulisi (read / write) secara acak (random)
oleh pemakai, karena komputer menulis data kedalam memory secara acak.
Pada saat ini kebanyakan RAM berbentuk Chip yang berisi transistor-transistor
dalam untai Flip Flop yang disebut Metal Oxide Semiconductor RAM
(MOSRAM), teknologi sebelumnya berbentuk Card. Ada dua jenis MOSRAM
yaitu RAM statis dan RAM dinamis. Pada RAM dinamis sifatnya seperti
kapasitor makin lama makin hilang memory-nya, untuk mencegah hal ini disetiap
lokasi memory harus disegarkan kembali (refresh) setiap dua milidetik dengan
membaca dan menuliskan kembali. Lain halnya dengan RAM statis tidak perlu
dilakukan refresh.
Jenis-jenis RAM dibedakan dalam yang berbasis Chip dan Card;
Berbasis Chip:
• Static RAM (SRAM), statis dan bersifat semi volatile, digunakan untuk
membantu komputer dalam kecepatan proses dan tidak perlu refresh.
• Dynamic RAM (DRAM), dinamis dan bersifat volatile, digunakan untuk
membantu komputer dalam kecepatan proses dan memerlukan refresh.
Selain itu DRAM juga digunakan secara luas dalam unit memori komputer
karena densitas tinggi dan biaya yang cukup rendah.
• Non Volatile RAM (NVRAM), memiliki daya listrik sendiri melalui sebuah
baterai mini, sehingga mampu menyimpan daya meskipun komputer atau
aliran listrik dimatikan, berfungsi untuk menyimpan jam, tanggal, program
setup dan konfigurasi komputer.
• Ferro Electric RAM (FRAM), tidak memerlukan daya listrik atau baterai
mini karena sudah menggunakan daya medan listrik.
9
Berbasis Card:
• Extended Data Output RAM (EDO RAM), jenis RAM untuk prosesor
Pentium yang pertama kali dibuat, mempunyai kapasitas memori 8 MB
sampai maksimum 16 MB dengan standar PC 66/100
• Synchronous Dynamic RAM (SD RAM), dinamis untuk generasi Pentium I,
II dan III. Kecepatan bus dari memori berkisar pada frekwensi 66 Mhz
sampai dengan 133 Mhz atau disebut dengan memori PC 66/100/133.
SDRAM adalah pengembangan yang lebih baru dalam teknologi memori
DRAM yang opersinya disinkronisasikan langsung dengan sinyal clock.
SDRAM dapat digunakan dengan kecepatan clock diatas 100 MHz. Chip
tersebut didisain untuk memenuhi syarat prosesor yang tersedia secara
komersial yang digunakan dalam volume besar.
• Double Data Rate RAM (DDR RAM), dinamis untuk generasi Pentium IV
(DDR 400).
Memiliki banyak tipe dan umumnya dikelompokkan
berdasarkan bandwidth dan dipengaruhi besarkan clock yang diberikan
memori itu nantinya. Tipe yang ditawarkan PC 1600 / 2100 / 2700 / 3200
dengan clock 400 Mhz.
• DDR Dual Channel RAM, tidak sama pemasangannya dengan SDRAM
atau DDR biasa, tetapi tipe ini berteknologi sama dengan memori Rambus
Dynamic RAM (RD RAM) yang memerlukan sistem dual channel, yaitu
keharusan untuk memasang dua keping modul memori dengan kecepatan
dan kapasitas yang sama untuk mendukung kerja motherboard.
Disamping itu ada penambahan dua pasang memori terminator, untuk
mendukung memori standar PC 2700 / 3200 / 4000 dengan clock 500 /
800 Mhz.
• Twister DDR Dual Channel RAM, memori tipe TwinX / Twinmatch /
Twister atau kode CMX yang menandakan memori ini bisa digunakan
pada dual channel motherboard.
• SODIMM RAM, memori yang biasa digunakan untuk kelas server maupun
notebook.
Kinerja Memori RAM
Sebelumnya komputer menggunakan modul memori circuit board tipe Single InLine Memory Module (SIMM) untuk jenis memori EDO RAM dengan kapasitas
antara 8 MB sampai 16 MB, kemudian telah beredar modul memori dalam jenis
slot Dual In-Line Memory Module (DIMM) berada di mainboard yang diletakkan
dengan soket processor. Dengan memori DIMM, maka digunakan jenis memori
SDRAM yang mempunyai jumlah 168 pins, sedang untuk memori DDR RAM
mempunyai jumlah sebanyak 184 pins, dimana terdapat satu tonjolan pada
bagian tengah RAM sebagai batas pemisah, antara 100 pins untuk bagian
sebelah kiri dan 84 pins untuk bagian sebelah kanan.
10
Untuk pemilihan jenis memori sangat dipengaruhi kinerja processor, karena
perbedaan antar internal bus pada processor dengan internal bus pada memori
akan berakibat fatal bagi kecepatan proses pengolahan aplikasi data, untuk itu
perbandingan keduanya haruslah sebanding.
Memori Asosiatif
Random Access Memory (Ram) dan Read Only Memory (ROM) adalah jenis
memori yang mempunyai suatu kesamaan, yaitu keduanya diakses melalui suatu
alamat. Pemberian suatu alamat menyebabkan memori mengembalikannya
dengan isi alamat tersebut. Sebaliknya, organisasi memori yang sangat
berbeda, disebut sebagai suatu content addressable memori (CAM) atau memori
asosiatif, disasarkan pada pengaksesan isi, bukan alamat. Pemberian suatu
data (nilai) menyebabkan pencarian suatu lokasi pada memori yang berisi nilai
tersebut.
Pada sebuah memori asosiatif, semua pencarian lokasi memori dilakukan secara
simultan dan paralel dengan basis isi data untuk melihat apakah ada yang berisi
nilai yang diinginkan. Suatu lokasi yang berisi angka tersebut akan mengirim
sinyal untuk mengindikasikan bahwa nilai tersebut telah ditemukan. Karena
memori asosiatif melakukan pencarian data secara paralel, maka memori
asosiatif lebih cepat daripada RAM dalam pencarian memori. Pada aplikasi
tertentu, seperti operasi yang melihat ke suatu tabel, mereka merupakan suatu
alternatif organisasi memori yang sangat berguna. Namun, seperti yang akan
kita lihat nanti, memori asosiatif akan lebih mahal harganya daripada RAM,
karena adanya sirkuit logika tambahan yang diperlukan untuk pencocokan dan
pemilihan.
Cache Memory
Tempat penyimpanan sementara (volatile) sejumlah kecil data untuk
meningkatkan kecepatan pengambilan atau penyimpanan data di memori oleh
prosesor yang berkecepatan tinggi. Dahulu cache disimpan di luar prosesor dan
dapat ditambahkan. Misalnya pipeline burst cache yang biasa ada di komputer
awal tahun 90-an. Akan tetapi seiring menurunnya biaya produksi die atau wafer
dan untuk meningkatkan kinerja, cache ditanamkan di prosesor. Memori ini
biasanya dibuat berdasarkan desain memori statik.
Keefektifan mekanisme cache didasarkan pada properti program komputer yang
disebut locality of reference. Analisa program menunjukkan bahwa sebagian
besar waktu eksekusinya digunakan untuk routine dimana banyak instruksi
dieksekusi secara berulangkali.
11
Memori Ekstensi
Tambahan memori yang digunakan untuk membantu proses - proses dalam
komputer, biasanya berupa buffer. Peranan tambahan memori ini sering
dilupakan akan tetapi sangat penting artinya untuk efisiensi. Biasanya tambahan
memori ini memberi gambaran kasar kemampuan dari perangkat tersebut,
sebagai contoh misalnya jumlah memori VGA, memori soundcard.
Direct Memory Access (DMA)
Yaitu Digunakan untuk I/O device yang dapat memindahkan data dengan
kecepatan tinggi (mendekati frekuensi bus memori). Device controller
memindahkan data dalam blok - blok dari buffer langsung ke memory utama atau
sebaliknya tanpa campur tangan prosesor. Interrupt hanya terjadi tiap blok bukan
tiap word atau byte data. Seluruh proses DMA dikendalikan oleh sebuah
controller bernama DMA Controller (DMAC). DMA Controller mengirimkan atau
menerima signal dari memori dan I/O device. Prosesor hanya mengirimkan
alamat awal data, tujuan data, panjang data ke DMA Controller. Interrupt pada
prosesor hanya terjadi saat proses transfer selesai. Hak terhadap penggunaan
bus memory yang diperlukan DMA controller didapatkan dengan bantuan bus
arbiter yang dalam PC sekarang berupa chipset Northbridge.
Memori Tersier
Pada standar arsitektur sequential computer ada tiga level utama tingkatan
penyimpaana: primer, sekunder, and tersier. Memori tersier menyimpan data
dalam jumlah yang besar (terabytes, atau 1012 bytes), tapi waktu yang
dibutuhkan untuk mengakses data biasanya dalam hitungan menit sampai jam.
Saat ini, memori tersiser membutuhkan instalasi yang besar berdasarkan /
bergantung pada disk atau tapes. Memori tersier tidak butuh banyak operasi
menulis tapi memori tersier tipikal-nya write ones atau read many. Meskipun per
megabites-nya pada harga terendah, memory tersier umumnya yang paling
mahal, elemen tunggal pada modern super computer installations. Ciri – ciri lain
memori tersier adalah non volatile, offline storage, umumnya dibangun pada
removable media contoh optical disk, flash memory.
Virtual Memory
Manajemen memori pada intinya adalah menempatkan semua bagian proses
yang akan dijalankan kedalam memori sebelum proses itu dijalankan. Untuk itu,
semua bagian proses itu harus memiliki tempat sendiri di dalam memori fisik.
12
Tetapi tidak semua bagian dari proses itu akan dijalankan, misalnya:
• Pernyataan atau pilihan yang hanya akan dieksekusi pada kondisi
tertentu. Contohnya adalah: pesan-pesan error yang hanya muncul bila
terjadi kesalahan saat program dijalankan.
• Fungsi - fungsi yang jarang digunakan.
• Pengalokasian memori yang lebih besar dari yang dibutuhkan. Contoh:
array, list dan tabel.
Pada memori berkapasitas besar, hal-hal ini tidak akan menjadi masalah. Akan
tetapi, pada memori yang sangat terbatas, hal ini akan menurunkan optimalisasi
utilitas dari ruang memori fisik. Sebagai solusi dari masalah-masalah ini
digunakanlah konsep memori virtual.
Memori virtual adalah suatu teknik yang memisahkan antara memori logis dan
memori fisiknya. Teknik ini menyembunyikan aspek-aspek fisik memori dari
pengguna dengan menjadikan memori sebagai lokasi alamat virtual berupa byte
yang tidak terbatas dan menaruh beberapa bagian dari memori virtual yang
berada di memori logis.
Berbeda dengan keterbatasan yang dimiliki oleh memori fisik, memori virtual
dapat menampung program dalam skala besar, melebihi daya tampung dari
memori fisik yang tersedia. Prinsip dari memori virtual yang patut diingat adalah
bahwa: "Kecepatan maksimum eksekusi proses di memori virtual dapat sama,
tetapi tidak pernah melampaui kecepatan eksekusi proses yang sama di sistem
tanpa menggunakan memori virtual." Konsep memori virtual pertama kali
dikemukakan Fotheringham pada tahun 1961 pada sistem komputer Atlas di
Universitas Manchester, Inggris (Hariyanto, Bambang: 2001).
Sebagaimana dikatakan di atas bahwa hanya sebagian dari program yang
diletakkan di memori fisik. Hal ini memberikan keuntungan:
• Berkurangnya proses M / K yang dibutuhkan (lalu lintas M / K menjadi
rendah). Misalnya untuk program butuh membaca dari disk dan
memasukkan dalam memory setiap kali diakses.
• Ruang menjadi lebih leluasa karena berkurangnya memori fisik yang
digunakan. Contoh, untuk program 10 MB tidak seluruh bagian
dimasukkan dalam memori fisik. Pesan - pesan error hanya dimasukkan
jika terjadi error.
• Meningkatnya respon, karena menurunnya beban M / K dan memori.
• Bertambahnya jumlah pengguna yang dapat dilayani. Ruang memori
yang masih tersedia luas memungkinkan komputer untuk menerima lebih
banyak permintaan dari pengguna.
Gagasan utama dari memori virtual adalah ukuran gabungan program, data dan
stack melampaui jumlah memori fisik yang tersedia. Sistem operasi menyimpan
bagian-bagian proses yang sedang digunakan di memori fisik (memori utama)
dan sisanya diletakkan di disk.
13
Begitu bagian yang berada di disk diperlukan, maka bagian di memori yang tidak
diperlukan akan dikeluarkan dari memori fisik (swap - out) dan diganti (swap - in)
oleh bagian disk yang diperlukan itu.
Memori virtual diimplementasikan dalam sistem multiprogramming. Misalnya: 10
program dengan ukuran 2 Mb dapat berjalan di memori berkapasitas 4 Mb. Tiap
program dialokasikan 256 KByte dan bagian-bagian proses swap in) masuk ke
dalam memori fisik begitu diperlukan dan akan keluar (swap out) jika sedang
tidak diperlukan. Dengan demikian, sistem multiprogramming menjadi lebih
efisien.
Memori virtual dapat dilakukan melalui dua cara:
• Permintaan pemberian halaman (demand paging).
• Permintaan segmentasi (demand segmentation). Contoh: IBM OS/2.
Algoritma dari permintaan segmentasi lebih kompleks, karena itu jarang
diimplementasikan.
Gambar virtual memori
Proteksi Memori
Proteksi adalah sebuah sistem yang mencegah sebuah proses dari pengambilan
memori proses lain yang sedang berjalan pada komputer yang sama dan pada
saat yang sama pula. Proteksi memori selalu mempekerjakan hardware (Memory
Manajemen Unit) dan sistem software untuk mengalokasikan memori yang
berbeda untuk proses yang berbeda dan untuk mengatasi exception yang
muncul ketika sebuah proses mencoba untuk mengakses memori di luar batas.
14
Efektivitas dari proteksi memori berbeda antara sistem operasi yang satu dengan
yang lainnya. Ada beberapa cara yang berbeda untuk mencapai proteksi
memori. Segmentasi dan pemberian halaman adalah dua metode yang paling
umum digunakan.
Segmentasi adalah skema manajemen memori dengan cara membagi memori
menjadi segmen - segmen. Dengan demikian, sebuah program dibagi menjadi
segmen-segmen. Segmen adalah sebuah unit logis, yaitu unit yang terdiri dari
beberapa bagian yang berjenis yang sama. Segmen dapat terbagi jika terdapat
elemen di tabel segmen yang berasal dari dua proses yang berbeda yang
menunjuk pada alamat fisik yang sama. Saling berbagi ini muncul di level
segmen dan pada saat ini terjadi semua informasi dapat turut terbagi. Proteksi
dapat terjadi karena ada bit proteksi yang berhubungan dengan setiap elemen
dari segmen tabel. Bit - proteksi ini berguna untuk mencegah akses ilegal ke
memori. Caranya: menempatkan sebuah array di dalam segmen itu sehingga
perangkat keras manajemen memori secara otomatis akan mengecek indeks
array-nya legal atau tidak.
Pemberian halaman merupakan metode yang paling sering digunakan untuk
proteksi memori. Pemberian halaman adalah suatu metoda yang memungkinkan
suatu alamat fisik memori yang tersedia dapat tidak berurutan. Proteksi memori
di lingkungan halaman bisa dilakukan dengan cara memproteksi bit - bit yang
berhubungan dengan setiap frame. Biasanya bit - bit ini disimpan didalam
sebuah tabel halaman. Satu bit bisa didefinisikan sebagai baca - tulis atau hanya
baca saja. Setiap referensi ke memori menggunakan tabel halaman untuk
menemukan nomor frame yang benar. Pada saat alamat fisik sedang dihitung,
bit proteksi bisa mengecek bahwa kita tidak bisa menulis ke mode tulis saja.
Ketika sebuah program berjalan di luar batas memori, DOS, Windows 3.x,
Windows 95 / 98 dan sistem operasi lain sebelumnya, tidak dapat mengatasi hal
tersebut. Sistem operasi seperti Unix, OS/2, Windows NT, 2000 dan XP lebih
tahan dan mengizinkan program tersebut untuk diberhentikan tanpa
mempengaruhi program lain yang sedang aktif.
Ruang Alamat Logika dan Fisik
Alamat Logika adalah alamat yang dibentuk di CPU, disebut juga alamat virtual.
Alamat fisik adalah alamat yang telihat oleh memori. Waktu kompilasi dan waktu
pemanggilan menghasilkan daerah dimana alamat logika dan alamat fisik sama.
Sedangkan pada waktu eksekusi menghasilkan alamat fisik dan logika yang
berbeda. Kumpulan alamat logika yang dibuat oleh program adalah ruang alamat
logika. Kumpulan alamat fisik yang berkorespondensi dengan alamat logika
disebut ruang alamat fisik. Untuk mengubah dari alamat logika ke alamat fisik
diperlukan suatu perangkat keras yang bernama Memory Management Unit
(MMU).
15
Gambar MMU
Register utamanya disebut register relokasi. Nilai pada register relokasi
bertambah setiap alamat dibuat oleh proses pengguna, pada waktu yang sama
alamat ini dikirim ke memori. Program pengguna tidak dapat langsung
mengakses memori. Ketika ada program yang menunjuk ke alamat memori,
kemudian mengoperasikannya, dan menaruh lagi di memori, akan di lokasikan
awal oleh MMU, karena program pengguna hanya berinterkasi dengan alamat
logika. Pengubahan dari alamat logika ke alamat fisik adalah pusat dari
manajemen memori.
Seluruh proses dan data berada di memori fisik ketika dieksekusi. Ukuran dari
memori fisik terbatas. Untuk mendapatkan utilisasi ruang memori yang baik, kita
melakukan pemanggilan dinamis. Dengan pemanggilan dinamis, sebuah rutin
tidak akan dipanggil sampai diperlukan. Semua rutin diletakkan di disk, dalam
format yang dapat dialokasikan ulang. Program utama di tempatkan di memori
dan dieksekusi. Jika sebuah rutin memanggil rutin lainnya, maka akan dicek dulu
apakah rutin yang dipanggil ada di dalam memori atau tidak, jika tidak ada maka
linkage loader dipanggil untuk menempatkan rutin yang diinginkan ke memori
dan memperbaharui tabel alamat program untuk menyesuaikan perubahan.
Kemudian kontrol diletakan pada rutin yang baru dipanggil.
Keuntungan dari pemanggilan dinamis adalah rutin yang tidak digunakan tidak
pernah dipanggil. Metode ini berguna untuk kode dalam jumlah banyak, ketika
muncul kasus-kasus yang tidak lazim, seperti rutin yang salah. Dalam kode yang
besar, walaupun ukuran kode besar, tapi yang dipanggil dapat jauh lebih kecil.
Pemanggilan Dinamis tidak memerlukan bantuan sistem operasi. Ini adalah
tanggung-jawab para pengguna untuk merancang program yang mengambil
keuntungan dari metode ini. Sistem operasi dapat membantu pembuat program
dengan menyediakan kumpulan data rutin untuk mengimplementasi
pemanggilan dinamis.
16
2. Memori Sekunder (Secondary Storage)
Memori Sekunder (Secondary storage) atau yang biasa juga disebut external
storage, adalah storage yang terpisah atau tidak berhubungan langsung dengan
Central Processing Unit (CPU). Memori sekunder digunakan untuk menyimpan
atau menampung data yang lebih besar dan pemanen, bisa juga dikatakan
sebagai back-up dari memori utama. Data dalam memori sekunder tidak
dikontrol langsung oleh komputer, meskipun datanya berasal dari memori utama.
Kelemahan dari memori utama adalah tidak dapat menyimpan data yang
permanen dan kapasitas penyimpanannya terbatas, sehingga diciptakanlah
memori sekunder. Data pada memori sekunder adalah data yang sebelum dan
sesudah diproses oleh komputer.
Sistem operasi bertanggungjawab atas aktivitas - aktivitas yang berkaitan
dengan manajemen disk seperti:
o Free - space management.
o alokasi penyimpanan.
o penjadwalan disk.
Sebelum membahas jenis – jenis memori sekunder, ada baiknya mengenal
beberapa istilah dalam manajemen disk terlebih dahulu.
Beberapa aspek yang termasuk aspek penting dalam Managemen Disk:
Format Disk
Disk adalah salah satu tempat penyimpanan data. Sebelum sebuah disk dapat
digunakan, disk harus dibagi - bagi dalam beberapa sektor. Sektor - sektor ini
yang kemudian akan dibaca oleh pengendali. Pembentukan sektor - sektor ini
disebut low level formatting atau physical formatting. Low level formatting juga
akan mengisi disk dengan beberapa struktur data penting seperti header dan
trailer. Header dan trailer mempunyai informasi seperti nomor sektor, dan Error
Correcting Code (ECC). ECC ini berfungsi sebagai correcting code karena
mempunyai kemampuan untuk mendeteksi bit yang salah, menghitung nilai yang
benar dan kemudian mengubahnya. Ketika proses penulisan, ECC di-update
dengan menghitung bit di area data. Pada proses pembacaan, ECC dihitung
ulang dan dicocokan dengan nilai ECC yang tersimpan saat penulisan. Jika
nilainya berbeda maka dipastikan ada sektor yang terkorup.
Agar dapat menyimpan data, OS harus menyimpan struktur datanya dalam disk
tersebut. Proses itu dilakukan dalam dua tahap, yaitu partisi dan logical
formatting. Partisi akan membagi disk menjadi beberapa silinder yang dapat
diperlakukan secara independen. Logical formatting akan membentuk sistem
berkas disertai pemetaan disk. Terkadang sistem berkas ini dirasakan
menggangu proses alokasi suatu data, sehingga diadakan sistem partisi lain
yang tidak mengikutkan pembentukan sistem berkas, disebut raw disk.
17
Boot Block
Saat sebuah komputer dijalankan, sistem akan mencari sebuah initial program
yang akan memulai segala sesuatunya. Initial program-nya (initial bootstrap)
bersifat sederhana dan akan menginisialisasi seluruh aspek yang diperlukan bagi
komputer untuk beroperasi dengan baik seperti CPU registers, controller, dan
yang terakhir adalah Sistem Operasinya. Pada kebanyakan komputer, bootstrap
disimpan di ROM (read only memory) karena letaknya yang tetap dan dapat
langsung dieksekusi ketika pertama kali listrik dijalankan. Letak bootstrap di
ROM juga menguntungkan karena sifatnya yang read only memungkinkan dia
untuk tidak terinfeksi virus. Untuk melakukan tugasnya, bootstrap mencari kernel
di disk dan me-load kernel ke memori dan kemudian loncat ke initial address
untuk memulai eksekusi OS.
Untuk alasan praktis, bootstrap sering dibuat berbentuk kecil (tiny loader) dan
diletakkan di ROM, yang kemudian akan me-load full bootstrap dari disk bagian
disk yang disebut boot block. Perubahan menjadi bentuk simple ini bertujuan jika
diadakan perubahan pada bootstrap, maka struktur ROM tidak perlu dirubah
semuanya.
Bad Block
Bad block adalah satu atau lebih sektor yang cacat atau rusak. Kerusakan ini
dapat diakibatkan karena kerentanan disk jika sering dipindah - pindah atau
kemasukan benda asing. Dalam disk sederhana seperti IDE controller, bad block
akan ditangani secara manual seperti dengan perintah format pada MS-DOS
yang akan mencari bad block dan menulis nilai spesial ke FAT entry agar tidak
mengalokasikan branch routine ke blok tersebut.
SCSI mengatasi bad block dengan cara yang lebih baik. Daftar bad block-nya
dipertahankan oleh controller pada saat low level formatting, dan terus diperbarui
selama disk itu digunakan. Low level formatting akan memindahkan bad sector
itu ke tempat lain yang kosong dengan algoritma sector sparing atau forwarding.
Sector sparing dijalankan dengan ECC mendeteksi bad sector dan
melaporkannya ke OS, sehingga saat sistem dijalankan sekali lagi, controller
akan menggantikan bad sector tersebut dengan sektor kosong. algoritma lain
yang sering digunakan adalah sector slipping. Ketika sebuah bad sector
terdeteksi, sistem akan meng-copy semua isi sektor ke sektor selanjutnya secara
bertahap satu - satu sampai ditemukan sektor kosong. Misal bad sector di sektor
7, maka isinya akan dipindahkan ke sektor 8, isi sektor 8 dipindahakan ke 9 dan
seterusnya.
18
Jenis - Jenis Memori Sekunder:
• Pita Magnetik (Magnetic tape), untuk membaca dan menulis data dari dan
ke pita magnit melalui read / write head, dimana proses menulis pada pita
magnit sifatnya destructive, yaitu bila data baru ditulis dan data yang lama
akan langsung terhapus. Sedangkan proses membaca dari pita magnit
adalah bersifat non-destructive, yaitu sesudah dibaca pita magnetic masih
berisi data yang sama sebelum dibaca. Pita magnetik merupakan salah
satu jenis memori sekunder yang digunakan untuk penyimpanan offline
yang besar. Pita magnetik juga berfungsi sebagai media transfer data
yang paling sederhana antara mesin-mesin yang tidak mempunyai
sambungan komunikasi secara langsung.
Karakteristik pita magnetik:
o Ukuran pita tape:
ƒ lebar ½ inch atau 35 mm, dilapisi dengan medium
perekaman magnetik
ƒ Panjang pita ada yang 600, 800, 1200 dan 2400 feets
o Pita ini biasanya terbagi menjadi 7 atau 9 track searah dengan
panjang pita tersebut.
o Pita tape terbuat dari bahan campuran plastik dan ferric oxide
o Jumlah data yang disimpan terkecil adalah 20 MB dan untuk jenis
tape optis dapat menyimpan 1000 GB atau 1 Terabyte dan panjang
pitanya 800 m.
o Organisasi file pada tape adalah sequential organization, yaitu
penyusunan yang berurut sehingga untuk mencari data dimulai dari
data pertama sampai data tersebut ditemukan.
o Pengambilan data tertentu (retrieval) sangat lambat, karena
sebelum sampai data yang dimaksud harus melalui dan membaca
data demi data sebelumnya, ini disebut sequential access.
o Data yang disimpang dalam magnetic tape umumnya data yang
tidak memerlukan perubahan (data baku) atau untuk backup data
o Kecepatan baca atau mencatat data pada pita tape tergantung
model dan instruksinya, namun dapat diperkirakan antara 15000
sampai 60000 bytes per detiknya.
Bit-bit direkam sebagai spot magnetik pada tiap track dan membentuk
suatu karakter; ada satu bit yang umumnya digunakan sebagai sebuah bit
paritas untuk pendeteksian kesalahan. Kerapatan rekaman (recording
density) umumnya diekspresikan dalam byte per inchi (bpi), umumnya
800, 1600 dan 6250 bpi.
Pita tersebut diproses oleh sebuah tape drive yang memiliki satu head
read / write untuk setiap track dan mampu membaca atau menulis satu
karakter penuh pada suatu satuan waktu. Karena keadaan fisik tape drive
tersebut, maka pita harus dipindahkan dalam kecepatan tertentu untuk
melakukan pembacaan dan penulisan.
19
Kecepatan piranti pita magnetik tersebut adalah antara 18,75 hingga 200
inchi per detik. Jika pita berhenti, maka dibutuhkan waktu lagi untuk
mendapatkan perpindahan yang cukup cepat untuk melakukan
pembacaan dan penulisan. Jika pita berhenti diantara dua karakter, maka
kita tidak akan mungkin memindahkannya dengan cukup cepat untuk
pembacaan dan penulisan pada saat karakter berikutnya lewat di bawah
head read / write. Untuk mengatasi hal tersebut, karakter disimpan dalam
kelompok-kelompok yang disebut sebagai record. Panjang record bisa
tetap (fixed) atau variable. Record-record dipisahkan oleh gap antar
record (interrecord gap) dan karakter akhir record (end of record
character). Besar gap antar record antara 0,3 sampai 0,75 inchi. Jika
record pendek, maka hampir semua kapasitas penyimpanan pita akan
terbuang percuma menjadi gap antar record.
Karena itu untuk
meningkatkan utilitas pita, record dibentuk sedemikian rupa sehingga
mereka jauh lebih panjang daripada gap yang dibutuhkan. Sekelompok
record membentuk sebuah file. File dipisahkan oleh sebuah gap (kira-kira
3 inchi) dan karakter akhir file (end of file character). Semua record
dibaca dan ditulis sekaligus dan pita hanya berhenti pada gap antar
record. Pita dapat dipercepat selama gap tersebut sampai ke record
berikutnya.
Pita magnetik merupakan sistem memori akses sekuensial (sequential
access memory). Pada jenis media penyimpanan ini, data ditulis sesuai
urutan pemunculan mereka. Pada pembacaan data, setiap record diuji
secara sekuensial sampai data yang diinginkan dapat kita peroleh. Oleh
karena itu, waktu akses sangat tergantung pada posisi record tersebut
pada pita pada saat ia diperlukan dan pada posisi head read / write
sepanjang pita. Kecepatan data pada piranti pita magnetik berkisar
antara 15 – 250 kilo byte per detik.
Jenis Magnetic Tape Drive:
ƒ Media input berbentuk cassette tipe drive internal dengan interface
IDE mempunyai kapasitas 30 GB
ƒ Media input berbentuk cassette perangkap back up portable tipe
drive eksternal dengan interface USB mempunyai kapasitas
memori 20 GB.
ƒ Eksternal drive tape dengan tipe single drive, yaitu single catridge
dan 7 catridges, dengan interface USB mempunyai cartridge
kapasitas 200 GB dan native 400 GB compressed, untuk transfer
data rate 35 Mpbs, native 70 Mbps compressed.
20
•
Magnetic disk, mempunyai tipe:
o Floppy disk (diskette),
mulai diperkenalkan sekitar tahun 1970. Berbentuk cakram lentur dan
berbentuk mini, dipakai di Personal Computer (PC).
Terbuat dari
bahan plastik mylar, yaitu plastik tipis yang dilapisi bahan magnectic
dan pada bagian atasnya diberi lapisan Iron Oxide (Oxid Besi),
sehingga dapat berfungsi untuk merekam data dan mempunyai daya
penggerak berkisar 300 rpm. Floppy disk lebih murah harganya
daripada hard disk, karena putarannya lebih lambat pada saat
membaca atau menulis data. Floppy disk lebih rentah terhadap
gesekan di permukaan magnetiknya. Memiliki kapasitas kecil > 1 – 2
MB.
Pada floppy disk ada sebuah lubang segi empat yang letaknya
dipinggiran floppy disk. Lubang ini berguna untuk melindungi data
yang ada pada floppy disk agar data tersebut tidak hilang, yaitu
dengan cara menutup lubang tersebut. Pada floppy disk ini jumlah
tracks yang digunakan tergantung pada jenis komputer yang
digunakan.
Jenis dan ukuran floppy disk:
• Floppy disk 8 inci, lebih banyak digunakan pada komputer mini dan
mainframe, dengan kapasitas 5,5 MB
• Floppy disk 5 ¼ inci, mempunyai dua tipe yaitu Double Density
(DD) dengan kapasitas 360 KB dan High Density (HD) dengan
kapasitas 1,2 MB
• Floppy disk 3 ½ inci, mempunyai dua tipe yaitu Double Density
(DD) dengan kapasitas 720 KB dan High Density (HD) dengan
kapasitas 1, 44 MB dan 2, 88 MB
o Zip Drive
adalah floppy drive yang dapat dipindah - pindahkan, dimana
menggunakan floppy disk yang berkapasitas tinggi dengan volume
penyimpanan data 100 MB dan 250 MB. Zip drive sendiri tidak
termasuk yang tercepat, namun bila pertimbangan portabilitasnya,
maka tidak salah untuk memilih model Zip drive dengan koneksi USB
(universal Serial Bus) akan lebih mudah untuk gonta ganti antar PC
dalam mentransfer file besar dan kompatible dengan disk drive 1, 44
Mb.
21
o Flash Disk
Adalah piranti penyimpan dari floppy drive jenis lain yang mempunyai
kapasitas memori 128 MB, dengan menggunakan kabel interface jenis
USB (Universal Serial Bus), sangat praktis dan ringan dengan ukuran
berkisar 96 x 32 mm dan pada bagian belakang bentuknya agak
menjurus keluar, digunakan untuk tempat penyimpanan baterai jenis
AAA dan terdapat port USB yang disediakan penutupnya yang
berbentuk sama dengan body utamanya dan juga mempunyai layar
LCD yang berukuran 29,5 x 11 mm.
Flash disk dapat digunakan untuk berbagai keperluan seperti :
o Sebagai storage (penyimpan data)
o Sebagai MP3 player
o Sebagai voice recording
o Sebagai FM Tuner (radio)
Keempat fungsi ini dikendalikan dengan tombol – tombol yang tersedia
di kedua sisi samping body nya, yaitu :
o Untuk storage salah satu tombol difungsikan melakukan lock
agar data didalamnya dapat diproteksi
o Untuk fitur MP3 player tersedia sebuah tombol on / off, tombol
menu serta tombol – tombol bantuan untuk mengatur setting
yang disediakan.
o Untuk sumber tenaga disediakan sebuah port khusus untuk
menampung daya baterai jenis AAA dibagian belakang dalam
penggunaan MP3 player, voice recording ataupun FM tuner.
o Untuk penyimpan data biasa, sumber tenaga diambil langsung
melalui USB yang dikoneksi ke PC, secara otomatis di layar
monitor akan menyala dan dan menampilkan pesan pada layar
yang memberitahukan bahwa koneksi sedang berlangsung
antara flash drive dengan PC.
Flash disk mempunyai kemampuan transfer data untuk penulisan
mencapai 350 Kbps, sedangkan untuk pembacaan mencapai 665
Kbps.
Pada perlengkapan pendukungnya tersedia peralatan
earphone, baterai jenis AAA, kabel ektensi USB dan CD driver flash
disk untuk install. Untuk versi windows ME, windows 2000 dan
windows XP sudah dapat mendeteksi untuk konfigurasi flash disk,
kecuali sistem operasi windows 98 belum dapat mendeteksi secara
otomatis, jadi harus diinstall driver-nya terlebih dahulu.
22
Pada teknologi masa kini, flash memory mengalami perkembangan
penyimpan data dengan kapasitas menjadi 512 MB (megabyte) hingga
1 GB (gigabyte) dan dengan ukuran sekitar 18 x 16,5 x 7,5 mm yang
mempunyai kemampuan transfer data sekitar 480 Mbps, sehingga
untuk pengunaan file dengan memori 120 Mb, dapat melakukan
pembacaan data sekitar 88 Mbps dan untuk penulisan data sekitar 5
Mbps. Bentuknya aneka ragam ada yang seukuran lebih kecil atau
lebih besar dari keluaran pertamanya. Bahkan saat ini ada yang
berkapasitas sekitar 2, 2 GB dengan ukuran seperti kotak kecil.
o Hard Disk,
biasa disebut juga dengan cakram keras berbentuk piringan hitam
terbuat dari alumunium dan dilapisi bahan magnetic. Hard disk sudah
menjadi komponen utama dari PC untuk sistem operasi. Komponenkomponen bagian hard disk terdiri dari sebuah jarum untuk membaca
data di cakram. Mempunyai kapasitas lebih besar dari floppy disk.
Kecepatan putarannya bervariasi, ada yang 5400 putaran per menit
bahkan ada yang sampai 7200 putaran per menit. Kemampuan
sebuah hardisk biasanya ditentukan oleh banyaknya data yang bisa
disimpan. Besarnya bervariasi, ada yang 1,2 GB hingga 80 GB. 1 GB
sama dengan 1000 MB, sedangkan 1 MB sama dengan 1000 KB.
Spesifikasi Kinerja Hard Disk:
Kecepatan Putar dari Platter (piringan), mempunyai penggerak 5400,
7200, 10000 sampai 15000 Rpm, sehingga semakin besar kapasitas
penggeraknya semakin cepat platter dari suatu hard disk berputar
akan semakin baik dan cepat dalam proses baca dan tulis (simpan)
data.
Kecepatan Waktu (seek time), adalah waktu yang dibutuhkan dalam
satuan millisecond oleh hard disk untuk memindahkan head-nya dari
sebuah track ke track berikutnya dan memindahkan head-nya dari
sebuah track terluar ke track terdalam untuk membandingkan
perpindahan head dalam hard disk.
Untuk spesifikasi seek time dikenal dengan istilah:
o Average Seek Time, yaitu nilai rata-rata dari seek time paling tinggi
dan seek time paling rendah.
o Track to Track Seek Time, yaitu waktu yang dibutuhkan oleh hard
disk untuk memindahkan head-nya dari sebuah track ke track
berikutnya yang bersebelahan.
23
o Full Stroke Seek Time, yaitu waktu yang dibutuhkan untuk
memindahkan head antara track terdalam dengan track terluar.
Areal Density, adalah banyaknya data yang disimpan untuk suatu
daerah dengan ukuran tertentu.
Latency, adalah waktu yang dibutuhkan hard disk dalam memindahkan
head-nya untuk membuat sektor yang diinginkan berada tepat dibawah
head. Setelah membutuhkan seek time pada saat head tiba di track,
lokasi sektor yang diinginkan itu letaknya berdekatan dengan lokasi
head dan sebentar lagi sektor tersebut akan melewati head tersebut.
Head Switch Time, adalah waktu yang diperlukan hard disk untuk
men-switch head ketika menulis file yang besar pada sebuah cylinder
tanpa perpindahan head ke cylinder lain.
Access Time, adalah waktu yang dibutuhkan hard disk dalam
menunjukkan Total Delay antara dimulainya operasi baca / tulis
dengan waktu sebelum hard disk membaca / menulis, bisa juga
dikatakan Access Time adalah Average Seek Time ditambah dengan
Average Latency.
Direct Access, proses pengambilan data tertentu (retrieval) yang
sangat cepat karena dapat langsung menuju ke data yang dimaksud.
Gambar struktur hard disk
24
Array Disk Raid (Hard disk dengan RAID System)
Kecepatan prosesor telah meningkat sangat pesat sampai saat ini.
Performa prosesor telah digandakan setiap 18 bulan. Kecepatan
memori semikonduktor telah meningkat pada tingkat menengah.
Peningkatan yang relatif paling kecil dalam hal kecepatan adalah pada
perangkat penyimpanan disk, yang waktu aksesnya masih berada
pada orde milidetik.
Perangkat performa tinggi cenderung mahal, terkadang dimungkinkan
untuk mencapai performa sangat tinggi pada harga yang terjangkau
dengan menggunakan sejumlah perangkat biaya rendah yang
beroperasi secara paralel.
Banyak disk drive magnetik dapat
digunakan untuk menyediakan unit penyimpanan performa tinggi.
Pada tahun 1988, para peneliti di Universitas California Berkeley
mengusulkan sistem penyimpanan yang berbasis banyak disk
sebanyak 5 (lima) disk. Mereka menyebutnya RAID (Redundant Array
of Inexpensive Disk).
Bila menggunakan banyak disk juga memungkinkan untuk
meningkatkan keandalan sisten secara keseluruhan. Para peneliti
tersebut mengusulkan 6 (enam) konfigurasi yang berbeda. Konfigurasi
tersebut dikenal sebagai tingkat RAID sekalipun tidak terdapat hirarki.
Tiga karakteristik umum dari RAID, yaitu:
1. Menurut Stallings [Stallings2001], RAID adalah sebuah sebuah set
dari beberapa physical drive yang dipandang oleh sistem operasi
sebagai sebuah logical drive.
2. Data didistribusikan ke dalam array dari beberapa physical drive.
3. Kapasitas disk yang berlebih digunakan untuk menyimpan
informasi paritas, yang menjamin data dapat diperbaiki jika terjadi
kegagalan pada salah satu disk.
Selain data stripping dan mirroring, ada satu tindakan lagi yaitu
kombinasi stripping dan mirroring. Tindakan ini membutuhkan banyak
biaya karena harus mengadakan lebih dari dua buah disk sebagai
pembagi dan back-up data.
RAID juga sebagai alternatif sekuriti kerusakan data, karena disk
memiliki resiko yang tinggi mengalami kerusakan. Kerusakan disk
dapat berakibat turunnya kinerja atau hilangnya sejumlah data.
Walaupun sudah dibuatkan sistem backup data, tetap saja
kemungkinan itu ada, karenanya reliabilitas dari suatu disk harus dapat
terus ditingkatkan.
25
Peningkatan Kehandalan dan Kinerja
Peningkatan Kehandalan dan Kinerja dari disk dapat dicapai melalui
dua cara:
1. Redudansi
Peningkatan kehandalan disk dapat dilakukan dengan redundansi,
yaitu menyimpan informasi tambahan yang dapat dipakai untuk
membentuk kembali informasi yang hilang jika suatu disk
mengalami kegagalan. Salah satu teknik untuk redundansi ini
adalah dengan cara mirroring atau shadowing, yaitu dengan
membuat duplikasi dari tiap - tiap disk. Jadi, sebuah disk logical
terdiri dari 2 disk physical, dan setiap penulisan dilakukan pada
kedua disk, sehingga jika salah satu disk gagal, data masih dapat
diambil dari disk yang lainnya, kecuali jika disk kedua gagal
sebelum kegagalan pada disk pertama diperbaiki.
Pada cara ini, berarti diperlukan media penyimpanan yang dua kali
lebih besar daripada ukuran data sebenarnya. Akan tetapi, dengan
cara ini pengaksesan disk yang dilakukan untuk membaca dapat
ditingkatkan dua kali lipat. Hal ini dikarenakan setengah dari
permintaan membaca dapat dikirim ke masing-masing disk. Cara
lain yang digunakan adalah paritas blok interleaved, yaitu
menyimpan blok-blok data pada beberapa disk dan blok paritas
pada sebuah (atau sebagian kecil) disk.
2. Paralelisme
Peningkatan kinerja dapat dilakukan dengan mengakses banyak
disk secara paralel. Pada disk mirroring, di mana pengaksesan
disk untuk membaca data menjadi dua kali lipat karena permintaan
dapat dilakukan pada kedua disk, tetapi kecepatan transfer data
pada setiap disk tetap sama. Kita dapat meningkatkan kecepatan
transfer ini dengan cara melakukan data striping ke dalam
beberapa disk. Data striping, yaitu menggunakan sekelompok disk
sebagai satu kesatuan unit penyimpanan, menyimpan bit data dari
setiap byte secara terpisah pada beberapa disk (paralel).
Level RAID dibagi menjadi 6 (enam):
o RAID Level 0, adalah konfigurasi dasar yang dimaksudkan untuk
meningkatkan performa. Suatu file besar tunggal disimpan dalam
beberapa unit disk terpisah dengan memecah file menjadi sejumlah
bagian yang lebih kecil dan menyimpan pecahan tersebut pada
disk yang berbeda.
26
Tindakan ini disebut sebagai data striping. Pada saat file diakses
untuk pembacaan, semua disk dapat mengirimkan datanya secara
paralel. Waktu transfer total file setara dengan waktu transfer yang
diperlukan dalam sistem disk tunggal dibagi jumlah disk yang
digunakan dalam array. Akan tetapi waktu akses, yaitu jeda
pencarian dan rotasi yang diperlukan untuk mencari awal dta pada
tiap disk, tidak direduksi. Sebenarnya karena tiap disk beroperasi
secara mandiri satu sama lain, waktu akses bervariasi dan
diperlukan buffering pecahan data yang diakses, maka file lengkap
dapat dirakit ulang dan dikirim ke prosesor yang me-request
sebagai entitas tunggal. Ini adalah operasi array disk paling
sederhana yang hanya meningkatkan performa data flow time.
Kelemahan data stipping adalah apabila salah satu disk ada
kerusakan, maka data sebagian akan hilang dan tidak dapat
melengkapi data pada disk lainnya.
o RAID Level 1, ditujukan untuk menyediakan keandalan yang lebih
baik dengan menyimpan copy data identik pada dua disk bukan
hanya satu. Dua disk tersebut disebut mirror satu sama lain.
Kemudian jika satu disk gagal, semua operasi read dan write
ditujukan ke mirror drive-nya. Cara tersebut baik dari segi
keamanan (security), tetapi ini merupakan cara yang mahal untuk
meningkatkan keandalan karena semua disk diduplikasi.
o Raid level 2, ini merupakan pengorganisasian dengan error
correcting code (ECC). Seperti pada memori di mana pendeteksian
terjadinya error menggunakan paritas bit. Setiap byte data
mempunyai sebuah paritas bit yang bersesuaian yang
merepresentasikan jumlah bit di dalam byte data tersebut di mana
paritas bit = 0, jika jumlah bit genap atau paritas = 1 jika ganjil. Jadi,
jika salah satu bit pada data berubah, paritas berubah dan tidak
sesuai dengan paritas bit yang tersimpan. Dengan demikian,
apabila terjadi kegagalan pada salah satu disk, data dapat dibentuk
kembali dengan membaca error correction bit pada disk lain.
o Raid level 3, merupakan pengorganisasian dengan paritas bit
interleaved. Pengorganisasian ini hampir sama dengan RAID level
2, perbedaannya adalah RAID level 3 ini hanya memerlukan
sebuah disk redundan, berapa pun jumlah kumpulan disknya. Jadi
tidak menggunakan ECC, melainkan hanya menggunakan sebuah
bit paritas untuk sekumpulan bit yang mempunyai posisi yang sama
pada setiap disk yang berisi data. Selain itu juga menggunakan
data striping dan mengakses disk - disk secara paralel.
27
o RAID level 4, merupakan pengorganisasian dengan paritas blok
interleaved, yaitu menggunakan striping data pada level blok,
menyimpan sebuah paritas blok pada sebuah disk yang terpisah
untuk setiap blok data pada disk - disk lain yang bersesuaian. Jika
sebuah disk gagal, blok paritas tersebut dapat digunakan untuk
membentuk kembali blok - blok data pada disk yang gagal tadi.
Kecepatan transfer untuk membaca data tinggi, karena setiap disk disk data dapat diakses secara paralel. Demikian juga dengan
penulisan, karena disk data dan paritas dapat ditulis secara paralel.
o Raid level 5, merupakan pengorganisasian dengan paritas blok
interleaved tersebar. Data dan paritas disebar pada semua disk
termasuk sebuah disk tambahan. Pada setiap blok, salah satu dari
disk menyimpan paritas dan disk yang lainnya menyimpan data.
Sebagai contoh, jika terdapat kumpulan dari 5 disk, paritas blok ke
n akan disimpan pada disk (n mod 5) + 1; blok ke n dari empat disk
yang lain menyimpan data yang sebenarnya dari blok tersebut.
Sebuah paritas blok tidak menyimpan paritas untuk blok data pada
disk yang sama, karena kegagalan sebuah disk akan
menyebabkan data hilang bersama dengan paritasnya dan data
tersebut tidak dapat diperbaiki. Penyebaran paritas pada setiap
disk ini menghindari penggunaan berlebihan dari sebuah paritas
disk seperti pada RAID level 4.
o RAID level 6, disebut juga redudansi P + Q, seperti RAID level 5,
tetapi menyimpan informasi redundan tambahan untuk
mengantisipasi kegagalan dari beberapa disk sekaligus. RAID level
6 melakukan dua perhitungan paritas yang berbeda, kemudian
disimpan di dalam blok-blok yang terpisah pada disk - disk yang
berbeda. Jadi jika disk data yang digunakan sebanyak n buah disk,
maka jumlah disk yang dibutuhkan untuk RAID level 6 ini adalah n
+ 2 disk. Keuntungan dari RAID level 6 ini adalah kehandalan data
yang sangat tinggi, karena untuk menyebabkan data hilang,
kegagalan harus terjadi pada tiga buah disk dalam interval rata-rata
untuk perbaikan data Mean Time To Repair (MTTR). Kerugiannya
yaitu penalti waktu pada saat penulisan data, karena setiap
penulisan yang dilakukan akan mempengaruhi dua buah paritas
blok.
28
Gambar Level RAID
(Gambar ini diadaptasi dari (Silberschatz2002, hal. 507)
RAID level 0 + 1 dan 1 + 0, ini merupakan kombinasi dari RAID level 0
dan 1. RAID level 0 memiliki kinerja yang baik, sedangkan RAID level
1 memiliki kehandalan. Namun, dalam kenyataannya kedua hal ini
sama pentingnya. Dalam RAID 0 + 1, sekumpulan disk di-strip,
kemudian strip tersebut di-mirror ke disk - disk yang lain, menghasilkan
strip - strip data yang sama. Kombinasi lainnya yaitu RAID 1 + 0, di
mana disk - disk di-mirror secara berpasangan, dan kemudian hasil
pasangan mirrornya di-strip. RAID 1 + 0 ini mempunyai keuntungan
lebih dibandingkan dengan RAID 0 + 1. Sebagai contoh, jika sebuah
disk gagal pada RAID 0 + 1, seluruh strip-nya tidak dapat diakses,
hanya sebagian strip saja yang dapat diakses, sedangkan pada RAID
1 + 0, disk yang gagal tersebut tidak dapat diakses, tetapi pasangan
mirror-nya masih dapat diakses, yaitu disk - disk selain dari disk yang
gagal.
Beberapa pengaturan hibrida telah dikembangkan setelahnya,
misalnya RAID 10 adalah array yang menggabungkan fitur RAID 0 dan
RAID 1. Perlakuan skema lain yang lebih detil bisa didapatkan pada
referensi 6 hingga 10.
Konsep RAID telah mendapatkan penerimaan komersial. Misalnya
salah satu produk merek komputer dari amerika menawarkan produk
berbasis RAID 0, RAID 1 dan RAID 10. Akhirnya kita sebaiknya
memperhatikan bahwa dengan sangat menurunkan harga disk drive
magnetik selama beberapa tahun terakhir, maka mungkin tidak begitu
tepat menyebut ‘inexpensive’ disk dalam RAID. Istilah RAID telah
didefinisikan ulang oleh industri menjadi ‘independent’ disk.
29
Gambar RAID 0 + 1 dan 1 + 0
Gambar ini diadaptasi dari (Silberschatz2002, hal 511).
Jenis - Jenis Hard Disk:
o Disk ATA / EIDE, hard disk dengan tipe EIDE (Enhanced Integrated
Drive Electronic) atau tipe ATA (Advanced Technology Attachment)
adalah standar versi terbaru suatu antar muka disk yang sesuai
untuk koneksi ke bus, Banyak produsen disk memiliki rentang disk
dengan antar muka EIDE / ATA, disk semacam itu dapat
dihubungkan langsung ke bus PCI, yang digunakan pada banyak
PC (personal computer). Keuntungan drive EIDE / ATA yang
signifikan adalah harganya yang cukup murah, karena
penggunaannya di pasaran PC. Salah satu kekurangan utamanya
adalah diperlukan kontroler terpisah untuk tiap drive jika dua drive
digunakan bersamaan untuk meningkatkan performa. Salah satu
produsen chip yang terkenal sudah menyertakan kontroler yang
memungkinkan disk EIDE / ATA dihubungkan langsung ke
motherboard.
o Disk SCSI, banyak disk memiliki antar muka yang didesain untuk
koneksi ke bus SCSI standar. Disk tersebut cenderung lebih
mahal, tetapi mempunyai performa yang lebih baik, yang
dimungkinkan karena kelebihan bus SCSI daripada bus PCI.
Akses yang bersamaan dapat dilakukan ke banyak disk drive
karena antar muka drive secara aktif dihubungkan ke bus SCSI
hanya pada saat drive tersebut siap untuk transfer data. Hal ini
terutama berguna dalam aplikasi dimana terdapat sejumlah besar
request untuk file kecil, yang sering terjadi dalam komputer yang
digunakan sebagai file server.
30
o Disk RAID, menjanjikan performa yang luar biasa dan
menyediakan penyimpanan yang besar dan handal. Disk tersebut
digunakan baik dalam komputer performa tinggi atau dalam sistem
yang memerlukan keandalan yang lebih tingi dari tingkat normal.
Akan tetapi, dengan semakin menurunnya harga ke tingkat yang
lebih terjangkau, disk tersebut menjadi lebih menarik bahkan untuk
sistem komputer dengan ukuran rata – rata.
o Disk SATA, hard disk dengan tipe SATA (Serial Advanced
Technology Attachment), yaitu interface disk ATA (Advanced
Technology Attachment) dengan versi Serialnya menggunakan
kabel tipis yang memiliki total kabel kecil sekitar dua pertiga dari
total kabel harddisk dengan tipe EIDE atau ATA disk yang
berjumlah 39 pins dan SATA mempunyai kecepatan pengiriman
data sangat tinggi serta mengurani latensi. Sehingga bus serial ini
mampu melebihi kecepatan bus paralel.
o SATA dalam mentransfer data secara berurutan atau serial lewat
kabelnya dan juga secara teknik SATA menyusun sendiri disk yang
tersambung ke dalam motherboard tanpa adanya sistem master
ataupun slave, sehingga kabel SATA hanya dapat digunakan pada
satu hard disk.
Tipe hard disk yang telah dibahas ini, semuanya masuk dalam kategori
internal hard disk, maksudnya yang diinstall di dalam CPU. Selain
internal hard disk ada juga eksternal harddisk (hard disk yang berada
diluar CPU), jadi bisa dipindah – pindahkan.
Eksternal hard disk mempunyai kecepatan rotasi 7200 rpm,
pemasangannya sangat mudah, tidak perlu membongkar PC dan
hanya dengan menghubungkan port USB ke PC, dan dapat
mentransfer data 480 Mbps.
o Disk Optik (Optical Disk)
Media optik yang ada saat ini adalah berbentuk CD (Compact
Disk). CD terbuat dari plat alumunium yang dapat dilapisi dengan
bahan – bahan chrome yang mengkilat dan tidak menggunakan
bahan magnetic melainkan bahan yang dapat memantulkan
cahaya. Compact disk pertama lazim digunakan dalam sistem
audio, merupakan aplikasi pertama dari teknologi ini. Setelahnya,
teknologi optik diadaptasi ke lingkungan komputer untuk
menyediakan penyimpanan read only kapasitas tinggi yang disebut
CD ROM.
31
Generasi CD pertama kali dikembangkan pada pertengahan tahun
1980-an oleh perusahaan Sony dan Philips, yang juga
mempublikasikan spesifikasi lengkap perangkat tersebut.
Teknologi tersebut mengeksploitasi kemungkinan penggunaan
representasi analog untuk sinyal suara analog. CD diperlukan
untuk menyimpan setidaknya satu jam suara atau musik, untuk itu
diadakan uji coba dengan mengambil sampel 16 bit sinyal analog
pada kecepatan 44.100 sampel per detik. Sampling rate ini dua
kali frekuensi tertinggi dalam sinyal suara asli, sehingga
memungkinkan rekonstruksi yang cukup akurat.
Versi keluaran pertama di desain untuk menyimpan hingga 75
menit, yang memerlukan total sekitar 3 x 109 bit (3 gigabit)
penyimpanan. Sejak saat itu, perangkat dengan kapasitas yang
lebih tinggi telah dikembangkan. Video CD mampu menyimpan full
length movie. Video CD memerlukan kapasitas penyimpanan bit
yang setingkat lebih besar daripada Audio CD. Multimedia CD juga
cocok untuk menyimpan sejumlah besar data komputer.
Gambar struktur optical disk
Teknologi Compact Disk
Teknologi optik yang dipakai untuk sistem CD didasarkan pada
sumber sinar laser. Berkas laser diarahkan ke permukaan disk
yang berputar. Lekukan fisik pada permukaan CD diatur sepanjang
track disk. Lekukan tersebut merefleksikan berkas terfokus ke foto
detektor yang mendeteksi pola biner yang tersimpan.
32
Laser tersebut memancarkan berkas sinar koheren yang
difokuskan dengan tajam pada permukaan disk. Sinar koheren
terdiri dari gelombang tersinkronisasi yang memiliki panjang
gelombang yang sama. Jika berkas sinar koheren digabungkan
dengan berkas lain dari jenis yang sama dan dua berkas tersebut
berada dalam satu fase, maka hasilnya akan berupa berkas yang
lebih terang. Akan tetapi jika gelombang dua berkas tersebut
berbeda fase 180 derajat, maka keduanya akan saling
meniadakan.
Sehingga jika fotodetektor digunakan untuk
mendeteksi berkas tersebut, maka akan mendeteksi titik terang
pada kasus pertama dan titik gelap pada kasus kedua.
Lapisan dasar CD adalah dari bahan plastik polikarbonat, yang
berfungsi sebagai basis gelas transparan. Permukaan plastik ini
diprogram untuk menyimpan data dengan melekukkan lapisan
tersebut dengan pit (pola hole). Bagian yang tidak dilekukkan
disebut land.
Lapisan tipis bahan alumunium perefleksi
ditempatkan pada bagian atas disk yang terprogram. Alumunium
tersebut kemudian dilapisi dengan acrylic pelindung. Terakhir
lapisan paling atas disimpan dan diberi cap dengan label.
Ketebalan total CD adalah 1,2 mm. hampir seluruhnya memakai
plastik polikarbonat, lapisan yang lain sangat tipis.
Sumber laser dan fotodetektor ditempatkan di bawah plastik
polikarbonat.
Berkas yang dipancarkan melintasi plastik ini,
direfleksikan oleh lapisan alumunium dan melintas balik menuju
fotodetektor.
CD menggunakan skema encoding kompleks untuk menyatakan
data, tiap byte data dinyatakan dengan kode 14 bit, menyediakan
kemampuan deteksi error. CD memiliki diameter 120 mm, terdapat
lubang 15 mm di tengah. Data disimpan pad track yang menutupi
area tersebut dari radius 25 mm hingga radius 58 mm. Jarak
antara track adalah 1,6 mikron. Pit memiliki lebar 0,5 mikron dan
panjang 0,8 hingga 3 mikron. CD mempunyai lebih dari 15.000
track, jika seluruh track spiral dipisah – pisahkan maka akan
mencapai panjam 5 km.
Jumlah ini mengindikasikan kerapatan track sekitar 6000 track /
cm, yang lebih tinggi daripada kerapatan yang dapat dicapai dalam
disk magnetik. Dalam hard disk kerapatan berada dalam rentang
dari 800 hingga 2000 track / cm dan dalam floppy disk kurang dari
40 track / cm.
33
Jenis – Jenis Compact Disk (CD):
™ CD ROM, adalah salah satu versi CD yang bersifat read only
dan mempunyai kapasitas rekamnya antara 650 Mb sampai 700
Mb. CD ROM merupakan media penyimpanan yang removable
dengan harga murah, mudah didapat dan bersifat multiguna
(untuk data, audio atau video). Informasi disimpan dalam bentuk
biner, maka cocok untuk digunakan sebagai medium dalam
sistem komputer.
Umur pakai atau daya tahan CD ROM tergantung dari dari
bahan atau material yang digunakan. Faktor temperatur atau
kelembaban lingkungan juga turut mempengaruhi. Semakin
lembab udaranya semakin pendek pula umurnya, karena
material CD ROM tersebut akan bereaksi dengan molekul
oksigen dan hidrogen di udara, lama kelamaan kemampuan
refleksinya di dalam drive tidak akan dipantulkan secara
sempurna, sehingga data – data yang ada di dalam CD ROM
tidak semuanya dapat dilihat.
Faktor lain yang dapat
menyebabkan kerusakan adalah goresan yang terjadi karena
CD ROM sering diputar, handling yang tidak tepat dan
penyimpanan yang buruk.
Faktor persoalan lain yang ada di CD adalah untuk memastikan
integritas data yang tersimpan. Karena pit sangat kecil, maka
sulit untuk menerapkan semua pit secara sempurna. Dalam
perekaman audio dan video, beberapa error dalam data dapat
ditoleransi karena tampaknya tidak mempengaruhi suara atau
image yang direproduksi dalam cara yang dapat dimengerti.
Akan tetapi dalam perekaman aplikasi komputer error tersebut
tidak dapat diterima.
Karena ketidak sempurnaan fisik tidak dapat dihindarkan, maka
perlu menggunakan bit tambahan untuk menyediakan
kemampuan pemeriksaan error dan koreksi. CD ROM yang
digunakan dalam aplikasi komputer memiliki kemampuan
tersebut.
™ CD – R, adalah standar untuk format CD yang recordable atau
CD yang nantinya hanya dapat digunakan sekali pakai saja
untuk merekam data, audio atau video. Bersifat permanen, jadi
data tidak dapat dihapus. Tipe CD ini baru dikembangkan pada
akhir tahun 1990-an. Suatu track spiral diimplementasikan
pada disk untuk membakar pit menjadi dye organik pada track.
Pada saat titik yang dibakar dipanaskan diatas temperatur kritis,
maka titik tersebut menjadi buram.
Titik bakar tersebut
merefleksikan lebih sedikit sinar pada saat dibaca sesudahnya.
34
Seperti yang telah diterangkan sebelumnya, data disimpan
secara permanen, bagian yang tidak digunakan atau yang
masih kosong pada disk dapat digunakan untuk menyimpan
data tambahan pada saat berikutnya.
™ CD – RW, adalah standar untuk format CD yang ReWritable.
Artinya dapat digunakan secara berulang – ulang. CD – RW
cocok bila digunakan sebagai backup data, misalnya
menghapus file atau data yang lama dan menggantinya dengan
file atau data yang baru. Karena dapat dipakai berulang kali
maka CD ini dikenal paling fleksibel. Walaupun dapat dipakai
berulang kali, tetapi untuk idealnya sebaiknya dibatasi. Batasan
tersebut mencapai 1000 kali.
CD – RW bila sedang melakukan perekaman atau penyimpana
data ke dalam disk biasanya agak memakan waktu lama dan
tergantung dari koneksi drive ke PC. Untuk CD – RW drive
internal memiliki dua tipe interface, yaitu tipe interface IDE /
ATA dan tipe interface SCSI. Tipe interface SCSI kecepatan
koneksinya lebih cepat daripada IDE / ATA. Kecepatan CD –
RW dituliskan dalam format misalnya 52 x 32 x 52, itu artinya:
pembakaran media CD – R dengan kecepatan 52 x,
pembakaran media CD – ReWritetable dengan kecepatan 32 x,
pembakaran media CD – R, CD – ROM dan CD – RW dengan
kecepatan 52 x.
Struktur dasar CD – RW mirip dengan struktur CD – R. sebagai
pengganti dye organik dalam lapisan perekam, digunakan
campuran (alloy) perak, indium, antimony dan tellurium.
Drive CD – RW biasanya dapat menangani media compact disk
yang lain, seperti dapat membaca CD – ROM dan membaca
dan menulisi CD – R. Drive tersebut didesain untuk memenuhi
persyaratan standar antar muka interkoneksi, seperti EIDE,
SCSI dan USB.
Drive CD – RW menggunakan tiga daya
Daya tertinggi digunakan untuk merekam
digunakan untuk membawa campuran
crystalline disebut ‘erase power’. Daya
untuk membaca informasi yang tersimpan.
laser yang berbeda.
pit, daya menengah
ke dalam keadaan
terendah digunakan
Teknologi CD – RW telah menjadikan CD – R kurang relevan
karena CD – RW menawarkan kemampuan lebih unggul
dengan harga yang sedikit lebih mahal.
35
™ DVD (Digital Versatile Disk), adalah disk media optik yang
mampu menyimpan data digital dalam jumlah yang besar
termasuk jenis multimedia, seperti musik dan film yang
berdurasi panjang dengan kualitas gambar dan suara sangat
bagus. Standard DVD pertama didefinisikan pada tahun 1996
oleh suatu konsorsium perusahaan. Tujuannya adalah agar
dapat menyimpan suatu full length movie pada satu sisi disk
DVD.
Ukuran fisiknya sama dengan ukuran CD, memiliki ketebalan 1,
2 mm dan berdiameter 120 mm. Kapasitas penyimpanannya
dibuat lebih besar daripada CD dengan beberapa perubahan
disain:
• Laser sinar merah yang panjang gelombang 635 mm
digunakan sebagai pengganti laser sinar infra red dalam
CD, yang memiliki panjang gelombang 780 mm.
Panjang
gelombang
yang
lebih
pendek
memungkinkannya untuk memfokuskan sinar ke titik
yang lebih kecil.
• Pit lebih kecil, dengan panjang minimum 0,4 mikron
• Track diletakkan lebih berdekatan, jarak antar track 0,74
mikron.
Dengan menggunakan peningkatan ini menghasilkan kapasitas
DVD 4,7 gigabyte.
DVD ada yang berformat ditulisi sekali (DVD – R), ada juga
yang berformat ditulisi berulang – ulang (DVD – RW) atau
disebut juga dengan DVD – RAM. Tipe DVD – RAM
menyediakan kapasitas penyimpanan yang lebih besar.
Kerugiannya hanyalah harga yang relatif lebih mahal tapi tidak
sebanding dengan kecepatan penulisannya yang relatif lambat.
Untuk memastikan data telah direkam atau disimpan dengan
tepat pada disk, maka dilakukan suatu proses yang disebut
write verification. Proses ini dilakukan oleh DVD – RAM yang
membaca isi tersimpan dan membandingkannya dengan data
yang asli.
Side digunakan untuk mengacu dalam menyimpan data di
dalam DVD. Bila kepingan DVD dengan double side, maka
penyimpanan data bisa bolak balik. Layer digunakan untuk
lapisan penyimpan data dalam satu sisi, jadi apabila DVD
dengan double layer, maka dalam satu sisi memiliki dua lapisan
penyimpan data.
36
Waktu akses untuk drive DVD sama dengan drive CD, akan
tetapi pada saat DVD berotasi pada kecepatan yang sama,
kecepatan transfer data lebih tinggi, karena kerapatan pit yang
lebih tinggi.
Pemeliharaan CD / DVD:
Metode pemeliharaan untuk CD / DVD supaya data – data yang
tersimpan sampai jangka waktu yang cukup lama, yaitu :
o Bila meletakkan CD / DVD harus tegak lurus dengan
keadaan terbungkus dalam lemari, misalnya seperti
menempatkan buku.
o Gunakan cairan pembersih yang bebas dari tinta atau spidol,
sebaiknya gunakan cairan alkohol untuk menghilangkan
kotoran atau noda yang berat. Gunakan kain lap katun yang
bersih, upayakan membersihkannya dari bagian dalam
sampai keluar.
o Jangan menyentuh piringan selain bagian tepi luar atau
lubang tengahnya dan jangan menyentuh tengahnya
ataupun dilekukan.
o Bila memungkinkan simpan dalam ruangan gelap, kering
dan sejuk dengan udara bersih dan hindari sinar matahari
langsung.
o Hindari piringan tergores, untuk itu jangan diletakkan dekat
benda – benda tajam atau yang dapat menggores piringan.
37
Hierarchical Storage Management (HSM)
HSM memperluas storage hierarchy di atas primary memory dan secondary
storage untuk membentuk tertiary storage, yang biasa diimplementasikan dalam
bentuk juke box dari kumpulan tapes atau removable disk.
Berkas - berkas yang ukurannya kecil dan sering digunakan dibiarkan berada di
dalam disk. Berkas - berkas yang ukurannya besar dan jarang digunakan
disimpan dalam jukebox.
HSM biasanya digunakan pada super komputer dan large installations yang
menggunakan data - data dalam volume sangat besar.
Kecepatan dari tertiary storage dipengaruhi oleh 2 (dua) aspek: bandwidth dan
latency. Sustained bandwidth adalah waktu rata - rata ketika melakukan transfer
dalam ukuran yang besar, yaitu jumlah byte dibagi waktu transfer. Istilah
bandwidth dari suatu drive dapat dimengerti sebagai sustained bandwidth.
Effective bandwidth menghitung rata - rata waktu IO, termasuk waktu untuk seek
atau locate dan waktu penggantian cartridge di dalam jukebox.
Access latency adalah waktu yang dibutuhkan untuk menemukan lokasi dari
suatu data.
38
KESIMPULAN
Memori atau data storage adalah media penyimpan program dan data dalam
sistem komputer.
Memori atau data storage adalah komponen utama dalam komputer.
Karakteristik, kapasitas dan kecepatannya sangat penting dalam menentukan
performa komputer.
Pengembangan dalam teknologi semikonduktor, menghasilkan peningkatan
yang baik sekali dalam hal kecepatan dan kapasitas memori, disamping itu biaya
dapat ditekan, walaupun ada peningkatan harga tetapi masih terjangkau.
Bentuk dan jenis medianyapun juga sudah bermacam - macam bentuknya,
dibuat sesuai kebutuhan user.
Memori sekunder, dalam bentuk magnetik disk dan optik, menyediakan
kapasitas terbesar dalam hirarki memori. Mekanisme memorivirtual membuat
interaksi antara disk dan memori utama transparan bagi user.
39
REFERENSI
¾ Systems Architecture, Stephen D. Burd, University of New Mexico, Fourth
Edition
¾ Organisasi Komputer, Edisi International, McGraw Hill
¾ Pengantar Teknik Komputer, Sugiyono, S.Kom.
¾ Pengantar Sistem Komputer, Soepono Soeparlan, Gunadarma
¾ http://bebas.vlsm.org/v06/Kuliah/SistemOperasi/BUKU
40