Date post: | 22-Feb-2018 |
Category: |
Documents |
Upload: | leo-pamungkas-nasution |
View: | 265 times |
Download: | 0 times |
of 68
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
1/68
Sistem Pengarsipan dan Akses
Semester Ganjil 2015 / 2016
Parameter Penyimpanan
Sekunder
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
2/68
Tujuan
Mengerti mengenai parameter penyimpanansekunder (transfer rate, waktu akses block and
buffer)Materi
Metode Blocking
Penandaan Record
Pemborosan Ruang (Waste) Random Access Time
Buffer
Outline
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
3/68
Metode Blocking
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
4/68
Blocking
Blocking berkaitan dengan bagaimana record-record ditempatkan di dalam sebuah block.
Berdasarkan R(ukuran record), terdapat tigametode blocking:
Fixed blocking
Variable-length spanned blocking
Variable-length unspanned blocking
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
5/68
Karakteristik:
Record berukuran tetap
R B
Blocking factor:
Bfr= bloking faktor (jumlahrecord yangdiharapkan dapat ditampung dalam satu blok)
B = ukuran blok
R= ukuran record
RBBfr /
Fixed Blocking
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
6/68
Fixed blocking
R2 R3
Inter-block Gap (IBG)
R4 R5 R6 R7
Ruang block yang terbuang
Sisa tempat
yang tidak
diisi data
R1
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
7/68
Kelebihan:
Implementasi sederhana
Memungkinkan pengaksesan acak
Kekurangan:
Bila B bukan kelipatan R, maka akan adapemborosan tempat di setiap block.
Fixed Blocking
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
8/68
Bila B=100 byte dan R=30 byte, jumlah record (n)10 buah
1. Berapa Bfr?
maksimal ada 3 record didalam satu block
(pembulatan ke bawah)
Berapa jumlah blok yang diperlukan?
(pembulatan ke atas)
Contoh
30/100Bfr
blokBfrnb 43/10/
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
9/68
3. Berapa ruang hard disk yang diperlukan?
ruang HD yang diperlukan = b X B = 4 X 100 = 400byte
(bukan dihitung dari banyak record X panjangrecord = 30 X 10 = 300 byte!)
4. Berapa pemborosan karena sistem blocking?(pengetahuan opsional)
Pemborosan per blok = B-(Bfr X R) = 100(3X30)= 10 byte
Contoh
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
10/68
5. Berapa sisa yang tidak terpakai sebenarnya,baik karena sistem blocking maupun karenasisa tempat yang tidak diisi data?
(pengetahuan opsional)Sisa yang tidak terpakai sebenarnya = total ruanghd yang dipakaitotal ruang hd yang tidak dipakai
= (bXB)(jumlah record X ukuran record)
= (bXB)(n X R)
= 400 byte( 10 X 30)
= 400 byte300 byte
= 100 byte
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
11/68
Fixed blocking
R2 R3
Inter-block Gap (IBG)
R4 R5 R6 R7
Ruang block yang terbuang
Sisa tempat
yang tidak
diisi data
R1
R = 100
B=30
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
12/68
Karakteristik:
Ukuran record bisa berbeda satu sama lain
Record disimpan pada block yang berukuran
tetap, dan dipecah bila R > B Record pointer: menghubungkan dua buah
pecahan record (bila terpecah) di dua blok yangberbeda
Setiap block memiliki block pointer (pointer keblock berikutnya)
Variable-lengthspanned blocking
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
13/68
Blocking factor:
P = panjang block pointer
R = rata-rata ukuran record
panjang record mark (P yang di R + P)diasumsikan sama dengan panjang P
)/()( PRPBBfr
Variable-lengthspanned blocking
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
14/68
R1 R2 R3
R3 R4 R5
Inter-block Gap (IBG)
Next-block pointer
R6 R7 R7 R8 R9
Record pointer
satu block
Ada record po inter pada
record yang terpotong
meski panjang record
pointer t idak dimasukkan
dalam perhi tungan
Variable-lengthspanned blocking
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
15/68
Kelebihan:
Fleksibel
R tidak tergantung B, dapat terjadi R > B
Ruang kosong yang terbuang lebih kecil
Kekurangan:
Sulit diimplementasi dalam program
Record yang terpecah sulit untuk ditransfer File sulit diupdate
Variable-lengthspanned blocking
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
16/68
Contoh
Terdapat record sebagai berikut dengan R1 = 10,R2 = 20, R3 = 40, R4 = 10, R5 = 30. UkuranP = 2, B=56, IBG =2
1. Gambarkan penempatan record denganmetode variable-length spanned blocking
2. Hitung Bfr
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
17/68
R1 R2
R
3 R3 R4 R5
Inter-block Gap (IBG)satu block
R
5
10 20 22
2
18 10
2
24
Record Pointer
Blok Pointer
IBG
6
Space
Kosong
Jawaban no 1
Jawaban no 2
Bfr = [(BP) / (R + P)]
Bfr = [(56-2) / (22+2)] = 2,25
48
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
18/68
Karakteristik:
Ukuran record bisa berbeda satu sama lain.
Sebuah record tidak dapat dipecah-pecah ke
dalam beberapa block. R B.
Tidak diperlukan pointer ke blockberikutnya.
Variable-length unspannedblocking
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
19/68
Bfr :
R = rata-rata ukuran record
0.5R = rata-rata ruang block yang terbuang
P = record mark
)/()5.0( PRRBBfr
Variable-length unspannedblocking
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
20/68
R1 R2
Inter-block Gap (IBG)
R3 R4 R6
Ruang block yang terbuang
R7
Variable-length unspannedblocking
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
21/68
Kelebihan:
Implementasi lebih mudah dibandingkanspanned blocking
Jumlah record per blocknya bisa bervariasi
Kekurangan:
Ada kemungkinan banyak ruang terbuang
Harus R B
Jika semua record berukuran sama, maka variablelength unspanned blocking menjadi fixedblocking
Variable-length unspannedblocking
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
22/68
Contoh
Terdapat record sebagai berikut dengan R1 = 10,R2 = 20, R3 = 40, R4 = 10, R5 = 30. UkuranP = 2, B=56.
1. Gambarkan penempatan record denganmetode variable-length unspanned blocking
2. Hitung Bfr
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
23/68
R1 R2 R4R3
Inter-block Gap (IBG)satu block
R5
Jawaban no 2.
Bfr = [(B- R)/(R+P)]Bfr = [(56 22) / (22 + 2)] = [45 / 24] =
1,875
Jawaban no 1
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
24/68
Penandaan Record
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
25/68
Kita harus dapat membedakan satu record denganrecord lainnya di dalam suatu block tertentu.
Untuk Fixed Blocking, record-record dapatdibedakan hanya dengan mengetahui panjangrecordnya.
Untuk Variable-Length Blocking harusditambahkan data untuk menandai batasrecord dalam suatu block.
Penandaan Record
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
26/68
Jenis penanda #1: separator
R1 R2 R3# # #
separator
Karakter '#' bisa diganti
dengan karakter lain
R4 #
Penandaan Record
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
27/68
R1 R25 2 9
length indicator
R3 2 R4
Penandaan Record
Jenis penanda #2: record-length indicator
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
28/68
R1 R2 R3 R4
position table
Penandaan Record
Jenis penanda #3: position table
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
29/68
R1 R2 R3 R4
Isi dari position table adalah 5, 35, 50, 95Panjang position table adalah 5 byte.Blok = 130 byte (termasuk IBG = 2 byte)
Wasting space13 byte
1. Sebutkan penandaan record yang digunakan2. Hitung panjang R1, R2, R3, R43. Sebutkan metode yang digunakan untuk
kasus di atas
4. Hitung Bfr
Contoh Soal
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
30/68
Jawaban
1. Penandaan record dengan position table
2. Panjang R1 = 35-5 = 30 byte
Panjang R2 = 5035 = 15 byte
Panjang R3 = 95-50 = 45 bytePanjang R4 = B(R1+R2+R3+wasting space+ IBG + panjang position table)
= 130(30 + 15 + 45 + 13 + 2 + 5) = 20
byte3. Metode variable length unspanned blocking
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
31/68
Jawaban
4. Bfr = (B-0.5R) / (R+P)
= (128 27,5) / (27,5 + 5/4)
= 3,97
B adalah ukuran blok tanpa IBG
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
32/68
Latihan #1
R1 = 30 byte, R2 = 20 byte, R3 = 14 byte, R4 = 30 byte
Panjang Blok Pointer = 2 byte. Ukuran Blok = 64 byte
1. Tentukan metode penandaan record yang digunakan
2. Tentukan ukuran R3 pada block 1 dan ukuran R3 padablock 2
3. Tentukan Wasting Space
4. Tentukan metode blocking yang digunakan
5. Hitung Bfr
R1 R2 R3# # R3 # R4 #
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
33/68
Jawaban Latihan #1
1. Penandaan record mark dengan separator
2. Ukuran record mark = ukuran Bp = 2 byte.Jadi ukuran R3 pada block 1
= BR1Pr1R2Pr2RpBp
= 64 - 30220222
= 6 byte.
Ukuran R3 pada block 2
= 14 byte6 byte
= 8 byte
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
34/68
Jawaban Latihan #2
3. Wasting space
= BR3 pada block 2Pr3R4Pr4Bp
= 64823022
= 20 byte3. Variable length spanned blocking
4. Bfr
= (BP) / (R+P)
= (642) / (23.5+2)= 2.43
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
35/68
Pemborosan Ruang
(Waste)
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
36/68
Ada ruang-ruang di dalam media yang tidakbenar-benar digunakan untuk menyimpandata. Selain mengurangi kapasitas media,ruang-ruang ini juga mempengaruhi waktupencarian / pengaksesan data.
Ada dua macam pemborosan ruang:
Pemborosan karena IBG (WG) Pemborosan karena metode blocking (WR)
Pemborosan Ruangpada Block
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
37/68
Pemborosan karena gap dihitung dengan rumus
dengan G = ukuran IBG
Pemborosan total dihitung dengan rumus
BfrGWG /
RG WWW
Pemborosan Ruangpada Block
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
38/68
Untuk metode Fixed Blocking
sering dihampiri/didekati dengan
RG WWW
BfrGWW G /
Pemborosan Ruangpada Block
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
39/68
Untuk metode Variable-Length Spanned Blocking
Untuk metode Variable-Length UnspannedBlocking
BfrGPPW /)(
BfrGRPW /)5.0(
Per record. Record mark. Blok pointer
Per record. Record mark. Blok pointer
Pemborosan Ruangpada Block
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
40/68
Contoh
SOAL 1. FIXED BLOCKING
Ukuran blok = 2 KB, ukuran record = 500 byte
Jumlah record = 1250 buah, IBG = 8 byte
1. Gambarkan skema blocking sampai 10 record
2. Berapa Bfr?3. Berapa jumlah blok yang diperlukan?
4. Berapa ruang hard disk yang diperlukan? (denganperhitungan IBG)
5. Berapa WG?
6. Berapa WR?7. a. Berapa pemborosan total per record?
b. Berapa pemborosan total 1250 record tersebut ?
8. Berapa pemborosan total 10000 record?
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
41/68
SOAL 2. VARIABLE-LENGTH SPANNED BLOCKING
Diketahui record2 (dalam byte) sebagai berikut
R1 = 1000, R2 = 900, R3 = 800, R4 = 700, R5 = 600,
R6 = 500, R7 = 400, R8 = 300, R9 = 200, R10 = 100.
P = 8 byte, IBG = 8 byte, B = 2KB (2048 byte), ukuranrataan record = 128 byte
1. Gambarkan seluruh penempatan record
2. Hitung Bfr3. Hitung W
4. Hitung W untuk kesepuluh record di atas
Contoh
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
42/68
Random Access Time
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
43/68
Bagaimana data diakses dari media penyimpanansekunder?
Cari lokasi / posisi tempat data disimpan dimedia.
Berhubungan dengan waktu pencarian (seektime) dan rotational latency.
Transfer data dari media ke memori.Berhubungan dengan kecepatan transfer data(data transfer rate)
Random Access Time
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
44/68
Random Access Time (RAT) dihitung dengan
RAT = s + r + t
dengan
s = seek time
r = rotational latency
t = transfer rate
Random Access Time
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
45/68
RAT: seek time (s)
Seek time adalah waktu yang dibutuhkan untukmenggerakkan head ke track di mana databerada.
msiss c
ditempuhyangantartrackruangjumlah
satu trackberpindahheaduntukwaktutime)startup(initialawalpenyalaanwaktu
dengan
i
Sc
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
46/68
RAT: rotational latency (r)
Rotational latency adalah waktu yang dibutuhkanhead untuk menunggu perputaran disk sehinggadata yang akan dibaca tepat berada di bawahhead.
ms
rpmr
1000605,0
menitperdiskputaranjumlah
dengan
rpm
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
47/68
Transfer rate (t) adalah kecepatan transfer dataaktual dari penyimpanan sekunder ke memori,dan sebaliknya. Dihitung dalam jumlah bytedata (bps, Kbps, Mbps)
Transfer rate banyak dipengaruhi oleh
Ukuran blok data
Kecepatan menulis/membaca data padapenyimpanan sekunder.
RAT: transfer rate (t)
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
48/68
RAT: transfer rate (t)
Terdapat dua besaran yang bergantung pada t,yaitu
record transfer time(TR): waktu untuk
transfer satu record logik berukuran R byte
block transfer time(btt): waktu untuk transfer
satu block data berukuran B byte
mstRTR /
mstBbtt /
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
49/68
Pengaksesan sekumpulan (besar) block tidakdapat menghindari diaksesnya (juga) daerah-daerah bukan data (IBG, IRG, W, P, dsb).
Kemudian di akhir tiap track harus dilakukan seekuntuk melanjutkan pengaksesan ke trackberikutnya. Selama seek ini tidak ada data yangditransfer.
Untuk pengaksesan data dalam jumlah besar,waktu total pengaksesan diistilahkan sebagai bulktransfer time.
Bulk Transfer Time (t)
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
50/68
Bulk transfer time dihitung dengan
dengan
sehingga
Bulk Transfer Time (t)
ms}'/)(/{' stWRRt
mstWRs /)(/1'
ms)}/({)2/(' WRRtt
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
51/68
Dari rumus-rumus tadi terlihat bahwa ttergantung pada:
W, yaitu gabungan antara G, P, dan Bfr
R itu sendiri t
Jadi metode blocking sangat menentukan
efisiensi baik pengaksesan maupunpenyimpanan data.
Bulk Transfer Time (t)
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
52/68
Sebuah hard disk memiliki karakteristik sebagaiberikut:
seek time = 10 ms,
kecepatan putar 3000 rpm, transfer rate = 1024 byte/ s.
Penyimpanan record menggunakan metode fixedblocking:
B = 2 KB,
R = 128 byte,
IBG = 64 byte.
Hitung Bfr, r, TR, Btt, W, t', RAT untuk transferrecord.
Contoh
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
53/68
Pengalamatan Blok
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
54/68
Untuk mengetahui posisi suatu block padamedia penyimpanan sekunder, digunakanBlock Pointer.
Block pointer ini berisi alamat block untukdiacu ketika block ybs diakses.
Ada tiga alternatif alamat yang disimpan diblock ini:
Alamat fisik Alamat relatif
Alamat simbolik
Pengalamatan Block
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
55/68
Untuk mengacu satu unit data pada media, palingtidak terdapat enam besaran yang harusdisimpan:
nomor perangkat fisik nomor silinder
nomor permukaan
nomor sektor/block
nomor record dalam block
nomor field dalam record
Pengalamatan Fisik
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
56/68
Metode pengalamatan ini sulit diimplementasikan,karena bervariasinya kemungkinan peletakanrecord dalam block.
Metode ini juga sangat begantung padaperangkat (device-dependent).Perangkatyang berbeda mengharuskan perubahan pada
parameter-parameter di atas.
Pengalamatan Fisik
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
57/68
Setiap block dinomori dari 0 hingga jumlahmaksimum block di dalam media. Sistemoperasi menggunakan nomor-nomor ini untuk
menghitung alamat fisik dari block yangdituju.
Contoh: MSDOS dan UNIX menggunakan
pengalamatan relatif.
Pengalamatan Relatif
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
58/68
Setiap block mempunyai alamat simbolik (ID).
Dalam pengalamatan ini ada tabel alamat
berisi alamat simbolik dan alamatfisik/relatifnya.
Bila ada sebuah block yang diminta, sistem
akan mencari di dalam tabel menggunakan IDblock tsb sebagai kunci/key pencarian.
Dalam sistem ini block mudah dipindahkan
karena tinggal mengupdate tabel alamatnya.
Pengalamatan Simbolik
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
59/68
Buffer
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
60/68
Setelah sebuah block diakses, ia akanditransfer ke bagian khusus di memori yangdisebut buffer.
Buffer adalah tempat data disimpansementara sebelum ditransfer ke bagian lainmemori (dalam kasus pembacaan/read) atauke media (dalam kasus penulisan/write)
Buffer memori ini berukuran sama denganblock.
Setiap media dalam sistem memiliki buffernyamasing-masing.
Buffer
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
61/68
Contoh alokasi buffer:
Suatu komputer dipakai oleh 30 user
Setiap user dapat memanipulasi tiga file sekaligusSetiap file membutuhkan 1 hingga 2 block
B=1024
Hitung Total Memory diperlukan?
Buffer
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
62/68
Contoh alokasi buffer:
Total byte memori yang dibutuhkan
= B * total block yang dibutuhkan= B * (jml user * jml file per user *
jml buffer per file)
= 1024 * (30 * 3 * 1) atau 1024 * (30 * 3 *2)
= 92160 (minimal) hingga 184320(maksimal) byte
= 90 hingga 180 KB
Buffer
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
63/68
Dari contoh dapat dilihat bahwa besar bufferditentukan oleh :
jumlah user
jumlah file per user ukuran file yang dimanipulasi
besar B (Ukuran block)
Semakin besar nilai keempat parameter ini,semakin besar pula ukuran buffer yang harusdialokasikan di memori.
Buffer
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
64/68
File system manager di tingkat yang lebihrendah menerjemahkan alamat block ke levelhardware yaitu nomor silinder,
surface/permukaan, dan sector.
Teknik optimisasi selain buffering block dimemory :
Scheduling File organization
Nonvolatile write buffers
Log disk
Optimasi Pengaksesan Block
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
65/68
Scheduling:Jika beberapa block dari sebuahsilinder akan ditransfer, waktu dapat dihematdengan cara mengakses block-block tsb dalam
urutan saat block-block tersebut melewatihead. Algoritma penjadwalan yang biasadigunakan adalah algoritma elevator (elevatoralgorithm).
Optimasi Pengaksesan Block
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
66/68
File organization:Mengorganisasikan block-block sesuai dengan tingkah lakupengaksesan data. Contohnya, menyimpaninformasi yang berhubungan pada track yangsama atau track yang dekat secara fisik atausilinder yang bersebelahan untuk memperkecilseek time.
Optimasi Pengaksesan Block
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
67/68
Nonvolatile write buffers:Menggunakannonvolatile RAM(seperti battery-back-upRAM) untuk mempercepat penulisan (pertamatulis ke nonvolatile RAM buffer danmemberitahu OS bahwa proses write sudahselesai).
Optimasi Pengaksesan Block
7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder
68/68
Log disk:Pendekatan lain untuk mengurangiwaktu penulisan. Suatu disk didedikasikanuntuk menulis sequential log. Seluruh akseske log disk adalah sequential; utamanyamengurangi seek time, dan beberapa blockyang berurutan dapat ditulis sekaligus,membuat penulisan ke log disk beberapa kalilebih cepat dari penulisan random.
Optimasi Pengaksesan Block