Sistem Berkas


Pendahuluan
◦
◦
◦
◦
◦
◦
◦
Sasaran Kuliah
Struktur Data dan File System
Kenapa Perlu File System ?
Keterbatasan dalam Akses I/O
Usaha Peningkatan Kinerja Akses I/O
Isu Pokok Perancangan File
Kesimpulan




Memberi pemahaman mengenai pengelolaan data bervolume
besar
Memberi landasan pengembangan metode pengelolaan data
bervolume besar meliputi sistem file pada tingkat sistem
operasi dan metode akses yang diterapkan pada tingkat
sistem operasi dan program aplikasi beserta keamanannya.
Memberikan pemahaman mengenai algoritma dan teknik
pengelolaan penyimpanan sekunder
Memberikan kemampuan analisis kinerja struktur file untuk
beragam kondisi sehingga mampu memilih struktur file
berikut metoda aksesnya dan memberikan penilaian yang
tepat dan sesuai dengan karakteristik aplikasinya.



File system dan metoda akses merupakan
kelanjutan dari Struktur Data.
Struktur Data -> pada level memory utama
(Primary Storage Unit).
File System -> pengkajian khusus Struktur
Data pada level Secondary Storage Unit.




Semua sistem komputer mengelola data bervolume
besar
Data bervolume besar tidak dapat disimpan pada
Primary Storage Unit (Memory System)
Data volume besar pada Secondary Storage Unit
memerlukan waktu akses yang lama -> diperlukan
struktur data yang handal agar didapatkan cara
dan kecepatan yang efisien.
Struktur Data pada Secondary Storage Unit = File
System

Hampir pada semua program aplikasi
keluaran informasi yang dihasilkan perlu
disimpan untuk jangka waktu yang lama
untuk diakses oleh pemakai atau program
lain -> diperlukan non volatile storage
system = secondary storage unit (ex:
magnetic disk, optical disk, magnetic tape,
eeprom/flash disk)


Batasan utama yang sangat mempengaruhi kinerja
sistem komputer adalah pengaksesan terhadap I/O
devices (magnetic disk, optical disk, magnetic tape
dsb) -> perlu dipilih cara untuk meningkatkan
kinerja / troughput system.
Fakta ketakseimbangan waktu akses peranti I/O
dengan kecepatan processor: waktu rata-rata akses
I/O = 10 milidetik (1/100 detik). Prosesor dengan
clock 1 GHz = 1 triliun perintah yang dieksekusi
dalam 1 detik. Maka 10 milidetik = 1/100 triliun =
10 juta perintah.

Hardware
◦ Penempatan disk cache pada disk controller
◦ Penerapan DMA (Direct Memory Access) -> transfer
data antar I/O devices tanpa campur tangan
processor
◦ Pembuatan I/O Controller

Software
◦ Multiprogramming, multitasking dan
multithreading.
◦ Penemuan beragam metoda akses





Meet user need – memenuhi kebutuhan
pengguna
Minimalisasi operasi I/O
Solusi trade-off antara fungsionalitas, kinerja
dan resource yang diperlukan
Tidak ada data yang hilang
Implementasi aturan 80/20 (Hukum Pareto –
Ekonom Italia abad 19) untuk masalah Cost
and Benefit





File system merupakan lanjutan Struktur Data yang lebih
menitikberatkan pada bahasan penyimpanan fisik untuk
Secondary Storage Unit.
File system diperlukan pada penyimpanan data bervolume
besar yang memiliki waktu akses lebih lama
Ketakseimbangan waktu akses I/O dengan kecepatan proses
dari sistem processor merupakan keterbatasan yang sangat
mempengaruhi kinerja sistem komputer
Peningkatan kinerja akses I/O telah banyak dilakukan baik
secara hardware maupun software salah satunya dengan
ditemukannya metoda akses file
Terdapat beberapa isu pokok yang perlu dipertimbangkan
dalam perancangan file system

Sistem Basis Data dan Manajemen File
◦
◦
◦
◦
Basis Data
Skema Hubungan DBMS dan FMS
Sasaran Penyimpanan Data
Hirarki Sistem Manajemen File




Database adalah kumpulan record atau data yang saling
terintegrasi, memiliki fungsi yang fleksibel, dan dapat
ditentukan sendiri (self-describing)
DBMS adalah sistem perangkat lunak yang bertujuan untuk
mengelola penyimpanan dan pemanipulasian data agar
menjadi informasi yang bermanfaat
DBMS merupakan kesatuan antara software yang
menyediakan metoda (abstraksi terhadap cara akses) dan
data yang saling berhubungan
Sifat DBMS adalah independent: perubahan aplikasi yang
mengakses DBMS tidak akan mempengaruhi DBMS
Design Tools
Table Creation tools
Form Creation Tools
Query Creation Tools
Report Creation Tools
Database
Procedural Lang.
Compiler
Developer
Application
Program
Run Time
Database Contains
User’s Data
Metadata
Index
Application Metadata
Form Processor
Query Processor
Report Writer
Procedural Lang.
Run Time
DBMS Engine
Application
Program
Pengguna




Meminimalkan redudansi data (data
redudancy)
Meningkatkan integritas data (data integrity)
dan meminimalkan inkonsistensi data
Meningkatkan data sharing yang berarti high
user concurency
Meningkatkan keseragaman pengendalian
data untuk keamanan dan privasi data
pemakai

Dalam implementasinya DBMS memiliki
struktur data yang umum sbb:
◦
◦
◦
◦

Data File
Data Dictionary
Index File
Statistic Data
Setiap produk DBMS bisa memiliki istilah dan
fungsi yang berbeda-beda dalam
implementasi struktur datanya
DBMS
O/S
FMS
• Menyediakan abstraksi data
• DBMS terdiri dari:
1. Lapisan konsep/logik
tentang informasi data,
skema, kendali basis
data
2. Tool untuk pemrosesan /
manipulasi data, dan
record file
3. Algoritma dan struktur
data
Program
2
1
DBMS
Database Engine
Sistem Akses
O/S
FMS
• Mekanisme akses
• Mekanisme integritas
• Manajemen file
• Manajemen penyimpanan file
• Mekanisme integritas
Program
Aplikasi
DBMS
Informasi
Keputusan &
Tindakan
• Deskripsi status dunia
Nyata yang relevan
terhadap organisasi
• Bayangan organisasi
• Cepat berubah dan
bervolume besar ->
harus memiliki efisiensi
dan kemudahan
pengubahan

Operasi dasar terhadap record dalam file:
◦ Insert record
◦ Modifikasi record: update dan delete (non key
record dan key record)
◦ Record searching

Operasi dasar file secara keseluruhan:
◦ Pembacaan seluruh isi file
◦ Reorganisasi file: penataan kembali file menjadi
baru agar diperoleh kecepatan yang lebih baik
Application Program
Pile
Sequential
file
Indexed
Sequential file
Multiple
Indexed file
Hashed
file
Multi-ring
file
Sistem akses
Library/Call system untuk manipulasi file dan direktori
Abstraksi file dan direktori
Sistem file
Manajemen penyimpanan sekunder
Disk device driver
Tape device driver
Manajemen
I/O
0
1
2
3
Records
Physical Blocks
in Main Memory
Blocks
Physical Blocks
in Secondary
Storage
File
Structure
Blocking
Disk
Scheduling
I/O
File
Allocation
File Management Concerns
Operating Systems Concerns
Free
Storage
Management