5/9/2018 Parameter Penyimpanan Sekunder - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/parameter-penyimpanan-sekunder 1/11

 

4/1/2010

1

SPA Genap 2009-2010 1

Parameter Penyimpanan

Sekunder

SPA Genap 2009-2010 2

Tujuan

Mengerti mengenai parameter penyimpanansekunder (transfer rate, waktu akses block andbuffer)

Materi – Review

 – Metode Blocking

 – Penandaan Record

 – Pemborosan Ruang (Waste)

 – Random Access Time

 – Buffer

Outline

SPA Genap 2009-2010 3

Review

SPA Genap 2009-2010 4

 

N a m aF i e l d

N R P N a m a A la m a t

R ec or d 3 R e co rd 4 R ec or d 5R e co rd 1 R e c ord 2

B l oc k

R e c o r d

F i l e d a l a m d i sk

Penyimpanan Datadalam disk

SPA Genap 2009-2010 5

 

Organisasi sebuahpermukaan disk

Sektor 0, Track 1

Sektor 0, Track 0

Sektor 1, Track 0

SPA Genap 2009-2010 6

Istilah yang digunakan

• Blok : unit informasi aktual yg

ditransfer antara device

penyimpanan external (secondary

storage) ke memori utama.

• Area kerja berada di memoriutama, buffer di inti memori

komputer.

5/9/2018 Parameter Penyimpanan Sekunder - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/parameter-penyimpanan-sekunder 2/11

 

4/1/2010

2

SPA Genap 2009-2010 7

Istilah yang digunakan

• Ukuran sebuah track terlalu besar untukditransfer, maka ia dibagi-bagi lagi ke dalamblock-block

• Block adalah satuan data yang ditransfer darimedia penyimpanan sekunder ke memori,atau sebaliknya

• Ukuran block untuk satu media penyimpanansekunder adalah tetap.

• Setiap block dipisahkan oleh Interblock Gap(IBG).

• Record-record data disimpan di dalam block

SPA Genap 2009-2010 8

Metode Blocking

Record dan Block (1)

• Record-record data disimpan di dalamblock 

• Ada dua macam record – Record logik (logical record)

unit data yang terdiri atas sekumpulan field.

 – Record fisik (physical record)

banyaknya karakter yang secara aktual ditransferdari/ke media penyimpanan sekunder. Satu recordfisik bisa terdiri atas beberapa record logik.

9SPA Genap 2009-2010

Record dan Block (2)

Record2 yang tidak diblock

Record2 yang diblock

10SPA Genap 2009-2010

Record dan Block (3)

Berkaitan dengan ukuran record danukuran block, diperkenalkan tiga besaranbaru:

1.Ukuran record (R ).

2.Ukuran block (B).

3.Blocking factor (Bf r), yaitu angka yangmenunjukkan jumlah record yangdiharapkan ada di dalam sebuah block.

Besarnya Bfr tergantung R, B, danbagaimana record-record ditempatkandalam block.

11SPA Genap 2009-2010 SPA Genap 2009-2010 12

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

5/9/2018 Parameter Penyimpanan Sekunder - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/parameter-penyimpanan-sekunder 3/11

 

4/1/2010

3

SPA Genap 2009-2010 13

Karakteristik:

• Record berukuran tetap

• R  B

• Blocking factor:

• Bfr = bloking faktor (jumlah record yangdiharapkan dapat ditampung dalam satu blok)

B=ukuran blok 

R = ukuran record

 R B Bfr   / 

Fixed Blocking

SPA Genap 2009-2010 14

Fixed Blocking

• Menghitung jumlah block yang digunakanuntuk menyimpan data dengan rumus

• Dimana

b : jumlah block yang diperlukan

n : jumlah record yang disimpan

Bfr : Bloking Faktor

 Bfr nb  / 

SPA Genap 2009-2010 15

Fixed blocking

R2 R3

Inter-block Gap (IBG)

R4 R5 R6 R7

Ruang block yang terbuang

Sisa tempatyang tidakdiisi data

R1

b : jumlah block yang diperlukan

n : jumlah record yang disimpanBfr : Bloking Faktor

SPA Genap 2009-2010 16

Kelebihan:

• Implementasi sederhana

• Memungkinkan pengaksesan acak 

Kekurangan:

• Bila B bukan kelipatan R, maka akan adapemborosan tempat di setiap block.

Fixed Blocking

SPA Genap 2009-2010 17

Fixed blocking

SPA Genap 2009-2010 18

Karakteristik:

• Ukuran record bisa berbeda satu sama lain

• Record disimpan pada block yang berukurantetap, dan dipecah bila R > B

• Record pointer: menghubungkan dua buahpecahan record (bila terpecah) di dua blok yang berbeda

• Setiap block memiliki block pointer (pointer keblock berikutnya)

 Variable-length

spanned blocking

5/9/2018 Parameter Penyimpanan Sekunder - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/parameter-penyimpanan-sekunder 4/11

 

4/1/2010

4

SPA Genap 2009-2010 19

• Blocking factor:

P = panjang block pointer

R = rata-rata ukuran record

) /()( P RP B Bfr 

 Variable-length

spanned blocking

Panjang record 

mark diasumsikansama dengan

panjang P

SPA Genap 2009-2010 20

Ada record pointer pada

record yang terpotong meskipanjang record pointer tidak

dimasukkan dalam

perhitungan

 Variable-length

spanned blocking

SPA Genap 2009-2010 21

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-length

spanned blocking

SPA Genap 2009-2010 22

Karakteristik:

• Ukuran record bisa berbeda satu sama lain.

• Sebuah record tidak dapat dipecah-pecah kedalam beberapa block.

• R  B.

• Tidak diperlukan pointer ke block 

berikutnya.

 Variable-length unspanned

blocking

SPA Genap 2009-2010 23

• Bfr :

R = rata-rata ukuran record

0.5R = rata-rata ruang block yang terbuang

P = record mark 

) /()5.0( P R R B Bfr 

 Variable-length unspanned

blocking

SPA Genap 2009-2010 24

R1 R2

Inter-block Gap (IBG)

R3 R4 R6

Ruang block yang terbuang

R7

 Variable-length unspanned

blocking

5/9/2018 Parameter Penyimpanan Sekunder - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/parameter-penyimpanan-sekunder 5/11

 

4/1/2010

5

SPA Genap 2009-2010 25

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, makavariable length unspanned blocking menjadifixed blocking

 Variable-length unspanned

blocking

SPA Genap 2009-2010 26

Penandaan Record

SPA Genap 2009-2010 27

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

 

SPA Genap 2009-2010 28

Jenis penanda #1: separator

Penandaan Record

SPA Genap 2009-2010 29

Penandaan Record

Jenis penanda #2: record-length indicator

SPA Genap 2009-2010 30

Penandaan Record

Jenis penanda #3: position table

5/9/2018 Parameter Penyimpanan Sekunder - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/parameter-penyimpanan-sekunder 6/11

 

4/1/2010

6

SPA Genap 2009-2010 31

Isi dari position table adalah 5, 35, 50, 95Panjang position table adalah 5 byte.Blok = 130 byte (termasuk IBG = 2 byte)Wasting space 13 byte

 

1. Sebutkan penandaan record yang digunakan2. Hitung panjang R1, R2, R3, R43. Sebutkan metode yang digunakan untuk 

kasus di atas4. Hitung Bfr

Contoh Soal

SPA Genap 2009-2010 32

Pemborosan Ruang

(Waste)

SPA Genap 2009-2010 33

 Ada ruang-ruang di dalam media yang tidak benar-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 Ruang

pada Block 

SPA Genap 2009-2010 34

Pemborosan karena gap dihitung dengan rumus

dengan G = ukuran IBG

Pemborosan total dihitung dengan rumus

 Bfr GW G  / 

 RG W W W 

Pemborosan Ruang

pada Block 

SPA Genap 2009-2010 35

Untuk metode Fixed Blocking

sering dihampiri/didekati dengan

 RG W W W 

 Bfr GW W  G  / 

Pemborosan Ruang

pada Block 

SPA Genap 2009-2010 36

Untuk metode Variable-Length Spanned Blocking

Untuk metode Variable-Length UnspannedBlocking

 Bfr GPPW   / )(

 Bfr G RPW   / )5.0(

Per record. Record mark. Blok pointer

Per record. Record mark. Blok pointer

Pemborosan Ruang

pada Block 

5/9/2018 Parameter Penyimpanan Sekunder - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/parameter-penyimpanan-sekunder 7/11

 

4/1/2010

7

SPA Genap 2009-2010 37

Random Access Time

SPA Genap 2009-2010 38

Bagaimana data diakses dari media penyimpanansekunder?

• Cari lokasi / posisi tempat data disimpan dimedia.

Berhubungan dengan waktu pencarian (seek time) dan rotational latency.

• Transfer data dari media ke memori.Berhubungan dengan kecepatan transfer data(data transfer rate)

Random Access Time

Random access time

• Ukuran utama yang digunakan untuk mengukur kualitasdisk adalah : kapasitas, waktu akses (access time),kecepatan transfer data (data transfer rate), danreliabilitas (reliability).

• Seek time: waktu yang dibutuhkan oleh arm untuk berada pada posisi track yang dituju. Semakin jauh armharus bergerak, seek time semakin tinggi/lama.

• Rotational latency time : waktu yang dibutuhkanagar sector yang diakses berada di bawah head.

• Reliability, diukur dengan mean time to failure(waktu rata-rata kesalahan). MTF disk berkisar30.000 sampai 800.000 jam (sekitar 3,4 sampai 91tahun).

SPA Genap 2009-2010 39 SPA Genap 2009-2010 40

Random Access Time (RAT) dihitung dengan

RAT = s + r + t

dengan

s = seek time

r = rotational latency

t = transfer rate

Random Access Time

SPA Genap 2009-2010 41

RAT: seek time (s)

Seek time adalah waktu yang dibutuhkan untuk menggerakkan head ke track di mana databerada.

msiss c  

ditempuhyangantartrack ruang jumlah

satu track berpindahheaduntuk waktu

time)startup(initialawalpenyalaanwaktu

dengan

i

δ

Sc

SPA Genap 2009-2010 42

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

menitperdiskputaran jumlah

dengan

rpm

5/9/2018 Parameter Penyimpanan Sekunder - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/parameter-penyimpanan-sekunder 8/11

 

4/1/2010

8

SPA Genap 2009-2010 43

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)

SPA Genap 2009-2010 44

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 transfersatu block data berukuran B byte

mst  RT  R  / 

mst  Bbtt   / 

SPA Genap 2009-2010 45

Pengaksesan sekumpulan (besar) block tidak dapat menghindari diaksesnya (juga) daerah-daerah bukan data (IBG, IRG, W, P, dsb).Kemudian di akhir tiap track harus dilakukan seek untuk melanjutkan pengaksesan ke track berikutnya. Selama seek ini tidak ada data yang

ditransfer.

Untuk pengaksesan data dalam jumlah besar,waktu total pengaksesan diistilahkan sebagai bulk transfer time.

Bulk Transfer Time (t’)

SPA Genap 2009-2010 46

Bulk transfer time dihitung dengan

dengan

sehingga

Bulk Transfer Time (t’)

ms}' / )( /{' st W  R Rt 

mst W  Rs  / )( / 1'

ms)} /({)2 / (' W  R Rt t 

SPA Genap 2009-2010 47

Dari rumus-rumus tadi terlihat bahwa t’ tergantung pada:

• W, yaitu gabungan antara G, P, dan Bfr

• R itu sendiri

• t

Jadi metode blocking sangat menentukanefisiensi baik pengaksesan maupunpenyimpanan data.

Bulk Transfer Time (t’)

SPA Genap 2009-2010 48

Pengalamatan B lok 

5/9/2018 Parameter Penyimpanan Sekunder - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/parameter-penyimpanan-sekunder 9/11

 

4/1/2010

9

SPA Genap 2009-2010 49

• Untuk mengetahui posisi suatu block padamedia penyimpanan sekunder, digunakanBlock Pointer.

• Block pointer ini berisi alamat block untuk diacu ketika block ybs diakses.

• Ada tiga alternatif alamat yang disimpan diblock ini: – Alamat fisik 

 – Alamat relatif 

 – Alamat simbolik 

Pengalamatan Block 

SPA Genap 2009-2010 50

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 

SPA Genap 2009-2010 51

Metode pengalamatan ini sulit diimplementasikan,karena bervariasinya kemungkinan peletakanrecord dalam block.

Metode ini juga sangat begantung padaperangkat (device-dependent). Perangkat

yang berbeda mengharuskan perubahan padaparameter-parameter di atas.

Pengalamatan Fisik 

SPA Genap 2009-2010 52

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 menggunakanpengalamatan relatif.

Pengalamatan Relatif 

SPA Genap 2009-2010 53

• Setiap block mempunyai alamat simbolik (ID).

• Dalam pengalamatan ini ada tabel alamatberisi alamat simbolik dan alamatfisik/relatifnya.

• Bila ada sebuah block yang diminta, sistemakan mencari di dalam tabel menggunakan IDblock tsb sebagai kunci/key pencarian.

• Dalam sistem ini block mudah dipindahkankarena tinggal mengupdate tabel alamatnya.

Pengalamatan Simbolik 

SPA Genap 2009-2010 54

Buffer

5/9/2018 Parameter Penyimpanan Sekunder - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/parameter-penyimpanan-sekunder 10/11

 

4/1/2010

10

SPA Genap 2009-2010 55

• 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

SPA Genap 2009-2010 56

Contoh alokasi buffer:

Suatu komputer dipakai oleh 30 user

Setiap user dapat memanipulasi tiga file sekaligus

Setiap file membutuhkan 1 hingga 2 block 

B=1024

Hitung Total Memory diperlukan?

Buffer

SPA Genap 2009-2010 57

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

SPA Genap 2009-2010 58

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

SPA Genap 2009-2010 59

• 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 

SPA Genap 2009-2010 60

• Scheduling: Jika beberapa block dari sebuahsilinder akan ditransfer, waktu dapat dihematdengan cara mengakses block-block tsb dalamurutan saat block-block tersebut melewatihead. Algoritma penjadwalan yang biasadigunakan adalah algoritma elevator (elevatoralgorithm).

Optimasi P engaksesan Block 

5/9/2018 Parameter Penyimpanan Sekunder - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/parameter-penyimpanan-sekunder 11/11

 

4/1/2010

11

SPA Genap 2009-2010 61

• 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 

SPA Genap 2009-2010 62

• Nonvolati le write buffers: Menggunakannonvolatile RAM (seperti battery-back-upRAM) untuk mempercepat penulisan (pertamatulis ke nonvolatile RAM buffer danmemberitahu OS bahwa proses write sudahselesai).

Optimasi P engaksesan Block 

SPA Genap 2009-2010 63

• Log disk: Pendekatan lain untuk mengurangiwaktu penulisan. Suatu disk didedikasikanuntuk menulis sequential log. Seluruh akseske log disk adalah sequential; utamanyamengurangi seek time, dan beberapa block yang berurutan dapat ditulis sekaligus,

membuat penulisan ke log disk beberapa kalilebih cepat dari penulisan random.

Optimasi Pengaksesan Block