Kamis, 23 Januari 2020

BAB II : Media Penyimpanan Data Eksternal

BAB II 
Media Penyimpanan Data Eksternal


A. Magnetic Disk

Hasil gambar untuk magnetic disk
    Magnetic Disk merupakan piranti penyimpanan sekunder yang paling banyak
dijumpai pada sistem komputer modern. Disk adalah sebuah piringan bundar yang dibuat
dari logam atau plastic yang dilapisi dengan bahan yang dapat dimagnetisasi. Data yang
dikirim akan direkam di atasnya dan kemudian dapat dibaca dari disk dengan
menggunakan kumparan penginduksi (conducting coil) yang dikenal dengan sebutan head.
Selama operasi pembacaan dan penulisan, headakan bekerja dengan sifat stasioner,
sedangkan piringan berputar dibawah head tersebut.

    Pada saat disk digunakan, motor drive berputar dengan kecepatan yang sangat
tinggi (biasanya 60 - 100 putaran per detik). Mekanisme penulisan berdasarkan pada
medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik yang mengalir melalui sebuah kumparan,
tegangan dikirim ke head, dan pola magnetik direkam pada permukaan di bawahnya,
dengan pola yang berbeda di dalam kumparan yang dihasilkan oleh medan listrik yang
bergerak relatif terhadap kumparan. Pada saat disk melintasi bagian bawah head, maka
permukaan disk mengeluarkan arus yang mempunyai polaritas yang sama dengan polaritas
waktu merekam pada disk tersebut.

    Lebar piringan disk berkisar antara 1,8 sampai 14 inci. Disk yang berukuran besar
terdapat pada sistem-sistem yang besar karena daya simpannya juga sengat besar dan
proses transfer datanya yang tinggi. Disk yang kecil biasanya dipakai pada PC (personal
computer).


    Gambar di atas menjelaskan layout pada hard disk, track yang ada dipisahkan oleh gap (pada gambar yang terdapat garis putus-putus). Gap mencegah error akibat melesetnya head atau interferensi medan magnet. Track dan sector merupakan salah satu komponen dan magnetic disk.

    Sebuah disk magnetik terdiri dari satu atau lebih piringan aluminium dengan sebuah
lapisan yang dapat melekat. Awalnya piringan-piringan ini berdiameter 50 cm, namun kini
diameternya hanya 3 – 12 cm, dengan piringan untuk komputer-komputer notebook telah
berdiameter kurang dari 3 cm dan masih dapat lebih kecil lagi. Sebuah head disk yang
berisi sebuah koil induksi menggantung di atas permukaan, yang tertahan pada sebuah
buntalan udara (kecuali untuk floppy disk, dimana head disk ini menyentuh permukaan).
Ketika sebuah arus positif atau negatif melewati head tersebut, arus tersebut menarik
permukaan di bawah head itu, dengan menyatukan partikel-partikel magnetik yang
menghadap ke kiri atau menghadap ke kanan, tergantung pada polaritas arus drive
tersebut. Ketika head tersebut melewati daerah yang bermagnet, sebuah arus positif dan
negatif dimunculkan pada head tersebut, yang memungkinkannya untuk membaca kembali
bit-bit yang telah disimpan sebelumya. Jadi ketika piringan itu berputar di bawah head disk,
serangkaian bit-bit dapat ditulis dan kemudian dibaca kembali. 

    Urutan melingkar bit-bit yang ditulis ketika disk melakukan sesuatu putaran penuh
disebut track. Setiap track dibagi ke dalam sektor-sektor yang memiliki panjang tetap, yang
berisi 512 byte data, yang didahului oleh sebuah permulaan yang memungkinkan head disk
disinkronisasikan sebelum menulis atau membaca. Setelah data adalah Error-Correcting
Code (ECC), entah itu sebuah kode Hamming, atau lebih umum lagi, sebuah kode yang
dapat mengoreksi berbagai macam kesalahan yang disebut kode Reed-Solomon. Antara
sektor-sektor yang berurutan terdapat sebuah gap antarsektor kecil. Beberapa perusahaan
pembuat komputer membuat kapasitas-kapasitas disk mereka dalam keadaan tidak diformat (seolah-olah setiap track hanya berisi data), anmun suatu ukuran yang sebenarnya adalah kapasitas yang telah diformat, yang tidak memasukkan permulaan, ECC dan gapgap sebagai data. Kapasitas yang telah diformat biasanya sekitar 15 persen lebih rendah daripada kapasitas yang tidak diformat.

    Semua disk memiliki lengan-lengan yang mampu bergerak keluar-masuk pada kumparan dan piringan yang berputar sehingga terbentuk jarak-jarak radial yang berbeda. Pada setiap jarak radial, sebuah track berbeda dapat ditulis. 

    Densitas bit linier pada lingkaran track tersebut berbeda dari densitas bit radial. Densitas ini ditentukan sebagian besar oleh kebersihan permukaan dan kualitas udara yang mendukung. Sebagian besar disk terdiri dari banyak piringan yang disusun secara vertikal. Setiap permukaan memiliki lengan dan headnya sendiri. Seluruh lengan disatukan sehingga dapat bergerak ke posisi-posisi radial berbeda sekaligus. Kumpulan track-track pada suatu posisi radial tertentu disebut silinder.

    Kinerja disk tergantung pada berbagai macam faktor. Untuk membaca atau menulis sebuah sektor, pertama-tama lengan harus digerakkan ke posisi radial sebelah kanan. Gerakan ini disebut sebagai sebuah pencarian. Waktu pencarian rata-rata (antara tracktrack acak) berkisar dalam jangka 5 sampai 15 msec, meskipun pencarian antara tracktrack yang berurutan kini kurang dari 1 msec. Setelah head berada pada posisi radial, terjadi suatu penundaan, yang disebut latensi rotasi, sampai sektor yang diinginkan berotasi di bawah head itu. Sebagian besar disk berotasi pada 3600, 5400, atau 7200 RPM, sehingga penundaan rata-rata (separuh rotasi) adalah 4 sampai 8 msec.

    Penting untuk dikemukakan bahwa disebabkan karena permulaan, ECC, jarak antarsektor, waktu pencarian, dan latensi rotasi, terdapat perbedaan besar antara kecepatan picu maksimun sebuah drive dengan kecepatan tetap maksumun. Kecepatan picu maksimun adalah tingkat kecepatan data setelah head melewati bit data pertama. Komputer harus mampu menangani data yang muncul dengan kecepatan ini. Tetapi, drive hanya dapat mempertahankan kecepatan tersebut untuk satu sektor.

    Ketika disket berotasi pada kecepatan 60 hingga 120 revolusi/detik, disket tersebut menjadi panas dan memuai, sehingga mengubah geometri fisiknya. Beberapa drive perlu menyesuaikan kembali mekanisme-mekanisme posisinya secara berkala untuk mengimbangi pemuaian ini. 

B. Teknologi RAID ( Redundant Array of Independent Disks )

Hasil gambar untuk Teknologi RAID ( Redundant Array of Independent Disks )

Pengertian RAID (Redundant Array of Independent Disks) 

    RAID (Redundant Array of Independent Disks) atau dalam bahasa indonesia
penyimpan data redundan yaitu sebuah teknologi dalam penyimpanan data yang
digunakan untuk meminimalkan kesalahan pada saat penyimpanan dan pembacaan data
dengan menggunakan redundansi (penumpukan data) dengan menggunakan perangkat
lunak atau menggunakan hard disk itu sendiri. Pola RAID terdiri atas enam level dan level
nol sampailima. Level ini tidak mengartikan hubungan hierakis (urutan tingkat) namun
penandaan arsitektur rancangan yang berbeda yang mempunyai tiga karakteristik umum :
a. RAID merupakan sekumpulan disk drive yang dianggap oleh sistem operasi sebagai
sebuah drive logical tunggal.
b. Data didistribusikan (disalurkan) ke drive fisik.
c. Kapasitas redundant disk digunakan untuk menyimpan informasi paritas (penggunaan
sandi),yang menjamin pemulihan data ketika terjadi kegagalan disk.

 Level RAID

a. RAID level 0

    RAID 0 merupakan non-redundant disk array, tidak memiliki redundansi sama sekali.
skema ini memberikan peningkatan performa dan penambahan media penyimpanan
namun tanpa toleransi fault. Semakin banyak disk yang digunakan semakin besar pula
kemungkinan disk failurnya. peningkatan bandwidth namun memiliki resiko kehilangan
data yang lebih besar. Biasanya digunakan untuk komputer yang membutuhkan performa

dan kapasistas yang besar, bukan reliabilitas, seperti pada lingkungan super-computing.


    RAID 0 yang dikenal juga dengan metode striping digunakan untuk mempercepat kinerja hard disk. Kapasitas total hard disk pada metode ini adalah jumlah kapasitas hard disk pertama ditambah hard disk kedua. Metodenya dilakukan dengan cara membagi data secara terpisah ke dua hard disk.

b. RAID level 1

    Skema yang digunakan pada RAID 1 adalah mirrorring. data yang dituliskan pada
satu drive akan diduplikasi atau dituliskan juga pada drive lainnya. pada umumnya skema
ini diterapkan dengan 2 harddisk/diskdrive tapi aplikasi mengunakan 3 atau lebih disk drive
juga memungkinkan. dengan skema ini didapatkan data yang reliable, kerusakan pada
satu disk tidak akan mempengaruhi disk yang lain, sistem akan tetap bekerja selama salah
satu disk berada dalam kondisi yang baik. kekurangannya adalah penurunan performa
pada penulisan data. 

    Metodenya dilakukan RAID 1yaitu dengan cara menyalin isi hard disk pertama ke hard disk kedua. Jadi, apa yang ditulis pada hard disk pertama juga akan ditulis di hard disk kedua. Apabila salah satu hard disk rusak, maka data pada hard disk yang satunya masih ada.

c. RAID level 2

    RAID level 2 pada level ini, menggunakan teknik akses paralel, seluruh anggota disk
berpartisipasi dalam mengeksekusi setiap request I/O. Umumnya, pemutaran setiap drive
disinkronisasikan sehingga seluruh head disk selalu berada pada posisi yang sama pada
setiap disk yang terdapat pada array.


     Pada RAID 1.evel 2 digunakan striping data, dengan RAID level 2 code errorcorrecting dihitung melalui semua bit-bit yang bersangkutan pada setiap disk data. RAID Level 2 hanya akan menjadi pilihan yang tepat untuk lingkungan yang sering mengalami disk error.

    Pada RAID2 data di stripe untuk beberapa disk dengan putaran disk yang sama, masing-masing bit data dimasukkan kedalam masing-masing disk, disertai dengan parity yang digunakan untuk melakukan identifikasi disk yang error/salah dan melakukan error recovery.

d. RAID level 3

    Pada level ini pengorganisasian sama dengan pada level 2. Perbedaan yang
mendasar adalah level 3 hanya mebutuhkan disk redundant tunggal, tidak bergantung
pada besarnya array disk. 


e. RAID level 4

    RAID level 4 menggunakan konsep yang sama dengan RAID level 3 hanya saja
pada RAID 4 striping dilakukan pada blok-blok yang ukurannya didefinisikan dalam stripesize. ukuran masing-masing blok pada umumnya dalam satuan KiB. Stripe size yang ada
biasanya dalam rentang 2KiB hingga 512 Kib, dengan ukuran yang diijinkan adalah dalam
2 pangkat x, (2, 4, 8, ... ) KiB.


f. RAID level 5

    RAID 5 mirip dengan RAID 4 dalam skema blok stripingnya, namun RAID 5
menggunakan parity yang didistribusikan ke dalam tiap disk, tentu saja untuk
menghilangkan bottleneck yang mungkin timbul pada skema RAID 4. Skema ini memiliki
performa yang paling baik untuk request pembacaan file kecil dan penulisan file yang
berukuran besar. peningkatan performa pembacaan karena semua disk dapat
berkontribusi dalam pengaksesan. Kekurangan dari skema ini adalah pada penulisan file
berukuran kecil karena proses read, modify, write yang terjadi untuk penulisan file kecil.


g. RAID level 6

    RAID level 6 disebut juga redundansi P + Q. Mirip seperti RAID level 5, tetapi
menyimpan informasi redundan tambahan untuk mengantisipasi kegagalan dan beberapa
disk sekaligus.RAID level 6 melakukan dua perhitungan paritas yang herbeda, 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
atau MTTR).

h. RAiD level 0 + I dan I + 0

   RAID level 0 + 1 dan 1 + 0 ini merupakan kombinasi dan 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 Iainnya yaitu RAID 1 + 0, di mana
disk-disk di-mirror secara berpasangan,dan kemudian hasil pasangan mirromya 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 yãng 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 dan disk yang gagal.

C.Optical Disk

    Optical disc (piringan optik) adalah sebuah perangkat keras yang menggunakan sinar laser ataugelombang elektromagnetik bertenaga rendah untuk melakukan proses pembacaan (reading) dan optical disc dan juga pada penulisan (writing) data. Optical disc dapat menampung data hingga ratusan bahkan ribuan kali daya tampung disket. Piringan optik dapat berupa CD atau DVD. Beberapa drive hanya bisa membaca data pada disk, namun teknologi saat ini memperbolehkan sebuah drive untuk melakukan pembacaan maupun penulisan pada drive.

 Ciri-Ciri Optical Disc

a. Menggunakan laser untuk membaca data
b. Dapat digunakan untuk menyimpan data yang volumenya sangat besar
c. Dapat membaca dengan cepat

Jenis-Jenis Optical Disc

Teknologi dan jenis-jenis dari optical disc bermacam-macam tergantung dari bahan
pembuatannya maupun perkembangan teknologi terbarunya. Ada beberapa Jenis optical disc
saat ini, dimulai dari CD, DVD, Blu-ray, hingga saat ini ada yang terharu dan optical disc yaitu
FM Disc. Berikut penjelasan jenis-jenis optical disc :

a.Compact Disc (CD)

    CD (compact disc) atau laser optical disc merupakan jenis piringan optik generasi
pertama kali yang muncul sebelum adanya DVD). Pembacaan dan penulisan data pada
piringan ditangani melalui sinar laser. 

    Di pasaran terdapat sedikitnya tiga macam CD berbeda yang ditawarkan sesuai dengan kebutuhan, yaitu CD-ROM,CD-WORM, dan CD-Rewriteable.



b. DVD (Digital Video Disc)

DVD adalah generasi selanjutnya dan teknologi penyimpanan dengan menggunakan
media optical disc. DVD memiliki kapastias yang jauh lebih besar daripada CD-ROM
biasa. Perkembangan teknologi DVD-ROM pun lebih cepat dibandingkan CD-ROM.

1) Macam-macam DVD-ROM dilihat dan transfer data

a) DVD-R for General, hanya sekali penulisan
b) DVD-R for Authoring, hanya sekali penulisan
c) DVD-RAM, dapat ditulis berulang kali
d) DVD-RW, dapat ditulis berulang kali
e) DVD+RW, dapat ditulis berulang kali
f) DVD+R, hanya sekali penulisan

2) Kompatibilitas jenis recorder dengan jenis disc

a) DVD unit
b) DVD-R(G) unit 
c) DVD-R(A) unit
d) DVD-RW unit
e) DVD-RAM unit
f) DVD+RW unit
g) DVD-ROM

3) Kemampuan DVD dilihat dari jenisnya

a) Single-side, single layer kapasitas 4,7 GB
b) Double-side, single layer kapasitas 8,5 GB
c) Single-sided, double layer kapasitas 9,4 GB
d) Double-sided, double layer kapasitas 17 GB

c. Blu-ray Disc

    Blu-ray merupakan sebuah format optik yang berfungsi untuk menyimpan media
digital, temiasuk video berkapasitas tinggi. Teknologi Blu-ray adalah format disc optik
yang merupakan perkembangan dan CD dan DVD.

    Selain itu, spesifikasi Blu-ray dalam kecepatan membaca tiga kali lipat lebih cepat dibandingkan DVD. 

d. Fluorescent Multilayer Disc (FM Disc)

    Fluorescent Multilayer Disc (FM Disc) merupakan jenis optical disc yang dapat
menampung data berkapasitas 140 GB sekaligus, derigan kecepatan baca data sampai
1 GB per detik. FM Disc berbeda dengan optical disc lainnya yang beredar saat ini. 

 Keistimewaan Fluorescent Multilayer Disc

1.) Multilayer
Masing-masing kepingan memiliki lebih dari satu layer atau lapisan. Bahkan lebih
dari 10 lapisan sekaligus. Tepatnya adalah 12 lapisan pada FM Disc yang
dikembangkan pada tahap awal.
2.) Aplikasi
Banyak sekali aplikasi yang dapat menggunakan teknologi ini, seperti game, musik,
film, dandata pekerjaan. Satu keping FM Disc bisa menampung Iebih dan 10 film
DVD.

Jenis-Jenis FMD 

1) FM Disc ROM
FM Disc ROM banyak digunakan untuk kepentingan produksi, baik film maupun
piranti lunak. Kapasitas penyimpanan yang besar membuat kualitas film menjadi
lebih baik. Kehadirannya sangat berpengaruh khususnya untuk piranti lunak
seperti game console dan piranti lunak lainnya.
2) FM Disc WORM (Write Once Read Many)
FM Disc WORM merupakan kepingan yang dapat diisi dengan sendiri. optical
disc inilah yang nantinya dipergunakan sebagai media back-up.
3) FM Card atau Clear Card

D. Pita Magnetic

    Pita magnetik (mangnetic tape) adalah media penyimpanan yang terbuat dan campuran plastik dan ferric oxide yang berfungsi untuk merekam serta menyimpan informasi. Pita magnetik mempunyai kecepatan putar sebesar 18,75-200 inci per detik. Data yang disimpan dalam magnetic tape umumnya adalah data yang tidak memerlukan perubahan serta backup data.

Lapisan Dasar
    Media penyimpanan pita magnetik (magnetic tape) terbuat dari bahan magnetik
yang dilapiskanpada plastik tipis, seperti pita pada kaset. 

Fungsi Magnetic Tape
    Fungsi-fungsi magnetic tape adalah media penyimpanan, alat input / output, merekam
audio, video, atau sinyal

Cara Kerja Magnetic Tape

    Data digital pada pita magnetik direkam dengan media tape recorder secara
berurutan menggunakan drive khusus untuk masing-masing jenis pita magnetik sebagai
titik-titik magnetisasi pada lapisan peroksida. 

Proses Penyimpanan

    Pada proses penyimpanan dan pembacaan data, kepala pita (tape head) harus
menyentuh media, sehingga dapat mempercepat kinerja pita. Data pada pita magnetik
direkam secara berurutan dengan menggunakan drive khusus untuk masing-masing
jenis pita magnetik. Karena perekaman dilakukan secara bersamaan maka untuk
mengakses data yang kebetulan terletak di tengah, drive terpaksa harus memutar
gulungan pita, hingga head mencapai tempat data tersebut.

Sistem Block pada Magnetic Tape

a. Data yang dibaca dari atau ditulis ke tape dalam suatu grup karakter disebut block.
Suatu block adalah jumlah terkecil dari data yang dapat ditransfer antara secondary
memory dan primary memory pada saat akses. Sebuah block dapat terdiri dan satu
atau lebih record. Sebuah block dapat merupakan physical record.
b. Di antara 2 block terdapat ruang yang kita sebut sebagai gap (inter block gap)

Keuntungan Penggunaan Magnetic Tape

a. Panjang pita yang ukurannya 600, 800 m bahkan lebih, memungkinkan panjang
rekaman (durasi) tidak terbatas.
b. Kepadatan data tinggi.
c. Volume penyimpanan datanya besar dn harganya murah.
d. Kecepatan transfer data tinggi.
e. Sangat efisien bila semua atau kebanyakan record dan sebuah tape file memerlukan
pemrosesan seluruhnya.

Keterbatasan Magnetic Tape

Keterbatasan magnetic tape adalah antara lain sebagai berikut.
a. Akses langsung terhadap record data lambat.
b. Kurang ramah lingkungan.
c. Memerlukan penafsiran terhadap mesin.
d. Proses harus sequential (artinya penyimpanan maupun pembacaan dilakukan secara
berurutan).

 Jenis-Jenis Magnetic Tape

a.Reel to Reel Tape
b.Catrige Tape
c.Cassette Tape

E. Hierarki dan Karakteristik Sistem Memori


Inboard Memori

Inboard memori dibagi menjadi 3:
a. Register Memori
b. Cache Memory
c. Memori Utama

Inboard Memori


a. Register Memori


Merupakan jenis memori dengan kecepatan akses yang paling cepat, memori ini terdapat pada CPU, prosesor. Contoh: Register Data, Register Alamat, Stack Painter Register, Memori AddresRegister, dan Instruction Register.


b. Cache Memory

Merupakan memori berkapasitas kecil yang lebih mahal dan memori utama. Cache memory terletak antara memori utama dan register pemroses, berfungsi agar pemroses tidak Iangsung mengacu pada memori utama agar kinerja dapat ditinggikan.


c. Memori Utama

Memori utama adalah memori yang berfungsi untuk menyimpan data dan program. Jenis memori utama adalah sebagai berikut :

1) ROM (Read Only Memory)

yaitu memori yang hanya bisa dibaca data atau programnya. Pada PC, ROM terdapat pada BiOS (Basic input Output System) yang terletak pada motherboard yang berfungsi untuk men-setting periferal yang ada pada sistem. Contoh: AMIBIOS, AWARD BIOS, dan Phoenix Bios. ROM untuk BIOS beragam jenis di antaranya jenis Flash EEPROM BIOS yang memiliki kemampuan dapat diganti programnya dengan software yang disediakan oleh perusahaan pembuat motherboard. Pada umumnya penggantian tersebut untuk peningkatan unjuk kerja dari periperal yang ada di motherboard.

2) RAM (Random Acces Memory)

yang memiliki kemampuan untuk diubah data atau program yang tersimpan di dalamnya. Ada beberapa jenis RAM yang ada di pasaran saat ini:

a) SRAM          

b) EDORAM

c) SDRAM  

d) DDRAM

e) RDRAM

f) VGRAM           




Outboard Storage


a. Magnetic Disk

Outboard storage yang terbuat dan satu atau lebih piringan yang bentuknya seperti piringan hitam yang terbuat dan metal atau dari plastik dan permukaannya dilapisi dengan magnet iron-oxide, serta memiliki read/write protect notch (lubang proteksi baca dan tulis).


b. Hard Disk

Terbuat dari piringan keras dari bahan alumunium atau keramik yang dilapisi dengan zat magnetik. Saat ini komputer telah menggunakan kapasitas hard disk hingga 500 gigabyte lebih.




sekian dan terima kasih.



Artikel Terkait

BAB II : Media Penyimpanan Data Eksternal
4/ 5
Oleh

Berlangganan

Suka dengan artikel di atas? Silakan berlangganan gratis via email


EmoticonEmoticon