MATERI ARSITEKTUR KOMPUTER PERTEMUAN KE-4
EXTERNAL MEMORI
Kebutuhan akan memori utama saja tidak mencukupi maka diperlukan peralatan tambahan untuk menyimpan data yang lebih besar dan dapat dibawa kemana-mana.
Semakin besarnya peralatan penyimpanan maka akan mempengaruhi waktu pemrosesan data.
Peralatan Penyimpanan Data
Magnetic Disk
• Floppy Disk
• IDE Disk
• SCSI Disk
RAID
Optical Disk
• CDROM
• CD-R
• CD-RW
• DVD
Pita Magnetik
Magnetik Disk
• Disk merupakan sebuah piringan bundar yang terbuat dari logam/ plastik yang di lapisi dengan bahan yang dapat di magnetisasi
• Data direkam diatasnya dan di baca oleh head (kumparan pengkonduksi/conducting coil)
• Head merupakan perangkat yang relatif berukuruan kecil yang dapat membaca atau menulis
• Lebar head = lebar track
• Desain fisiknya, head bersifat stasioner sedangkan piringan disk berputar sesuai kontrolnya
• Dua metode layout data pada disk, yaitu constant angular velocity dan multiple zoned recording
• Disk diorganisasi dalam bentuk cincin – cincin konsentris yang disebut track
• Tiap track pada disk dipisahkan oleh gap (gap untuk mencegah atau mengurangi kesalahan pembacaan maupun penulisan yang disebabkan melesetnya head atau karena interferensi medan magnet)
• Sejumlah bit yang sama akan menempati track – track yang tersedia
• Semakin ke dalam disk maka kerapatan (density) disk akan bertambah besar • Data dikirim ke memori ini dalam bentuk blok, umumnya blok lebih kecil kapasitasnya daripada track
• Blok – blok data disimpan dalam disk yang berukuran blok, yang disebut sector
• Track biasanya terisi beberapa sector, umumnya 10 hingga 100 sector tiap tracknya
Layout dan Pembacaan
BACA dan TULIS ?
• Head harus bisa mengidentifikasi titik awal atau posisi –
posisi sector maupun track
• Data yang disimpan akan
diberi header data tambahan
yang menginformasikan letak
sector dan track suatu data
• Tambahan header data ini
hanya digunakan oleh sistem
disk drive saja tanpa bisa
diakses oleh pengguna
Format data pada track disk
• Byte SYNCH adalah pola bit yang menandakan awal field data
Karakteristik Magnetik Disk
Gerakan Head
• Pada head tetap setiap track memiliki kepala head sendiri,
sedangkan pada head bergerak, satu kepala head
digunakan untuk beberapa track dalam satu muka disk.
• Pada head bergerak adalah lengan head bergerak menuju
track yang diinginkan berdasarkan perintah dari disk drivenya
Portabilitas disk
• Disk yang tetap (non-removable disk)
• Disk yang dapat dipindah (removable disk).
Keuntungan disk yang dapat dipindah atau
diganti – ganti adalah tidak terbatas dengan
kapasitas disk dan lebih fleksibel
Sides/Sisi dan Platters/Piringan
Sides
• Satu sisi disk (single sides)
• Dua muka disk (double sides)
Platters
• Satu piringan (single platter)
• Banyak piringan (multiple platter)
Mekanisme head
• Head yang menyentuh disk (contact) seperti pada floppy disk, head yang mempunyai celah utara tetap maupun yang tidak tetap tergantung medan magnetnya. Celah atau jarak head dgn disk tergantung kepadatan datanya, semakin padat datanya di-butuhkan jarak head yang semakin dekat, namun semakin dekat head maka faktor resikonya semakin besar, yaitu terjadinya kesalahan baca.
• Teknologi Winchester dari IBM mengantisipasi masalah celah head diatas dengan model head aerodinamik. Head berbentuk lembaran timah yang berada dipermukaan disk apabila tidak bergerak, seiring perputaran disk maka disk akan mengangkat headnya.
• Istilah Winchester dikenalkan IBM pada model disk 3340-nya. Model ini merupakan removable disk pack dengan head yang dibungkus di dalam pack. Sekarang istilah Winchester digunakan oleh sembarang disk driveyang dibungkus pack dan memakai rancangan head aerodinamis
Disk piringan banyak
(multiple platters disk)
Floppy Disk
• Karakteristik disket adalah
head menyentuh permukaan
disk saat membaca ataupun
menulis.
• Efeknya disket tidak tahan
lama dan sering rusak.
• Maka dibuat mekanisme
penarikan head dan
menghentikan rotasi disk
ketika head tidak melakukan
operasi baca dan tulis.
• Efeknya waktu akses disket
cukup lama
Karakteristik berbagai macam disket
IDE Disk (Harddisk)
• Saat IBM menggembangkan PC XT, menggunakan
sebuah hardisk Seagate 10 MB untuk menyimpan program
maupun data. Harddisk ini memiliki 4 head, 306 silinder
dan 17 sektor per track, dicontrol oleh pengontrol disk
Xebec pada sebuah kartu plug-in.
• Teknologi yang berkembang pesat menjadikan pengontrol
disk yang sebelumnya terpisah menjadi satu paket
terintegrasi, diawali dengan teknologi drive IDE (Integrated
Drive Electronics) pada tengah tahun 980.
• Teknologi saat itu IDE hanya mampu menangani disk
berkapasitas maksimal 528 MB dan mengontrol 2 disk.
• IDE berkembang menjadi EIDE (Extended Integrated Drive
Electronics) mampu menangani harddisk lebih dari 528 MB
dan mendukung pengalamatan LBA (Logical Block
Addressing), yaitu metode pangalamatan yang hanya
memberi nomer pada sektor – sektor mulai dari 0 hingga
maksimal 224-1.• Metode ini mengharuskan pengontrol mampu mengkonversi alamat–alamat LBA menjadi alamat head, sektor dan silinder.
• Peningkatan kinerja lainnya adalah kecepatan tranfer yang lebih tinggi, mampu mengontrol 4 disk, mampu mengontrol drive CD-ROM
SCSI Disk (Harddisk)
• Disk SCSI (Small Computer System Interface) mirip dengan IDE dalam organisasi pengalamatannya.
• Perbedaan pada piranti antarmukanya yang mampu mentransferdata dalam kecepatan tinggi.
• Kecepatan transfernya tinggi, merupakan standar bagi komputer UNIX dari Sun Microsystem, HP, SGI, Machintos, Intel terutama komputer server jaringan, dan vendor lainnya
• SCSI sebenarnya lebih dari sekedar piranti antarmuka harddisk.
• SCSI adalah sebuah bus karena mampu sebagai pengontrol hingga 7 peralatan seperti: harddisk, CD ROM, rekorder CD, scanner, dll. Masing–masing peralatan memiliki ID unik
• sebagai media pengenalan oleh SCSI
Versi Disk SCSI
Waktu Akses Disk
1. Seek time
2. Rotational Latency
3. Access Time
RAID
(Redudancy Array of Independent Disk)
Karakteristik umum disk RAID
• Raid merupakan sekumpulan disk drive yang dianggap oleh sistem operasi sebagai sebuah drive logic tunggal
• Data di distribusikan ke drive fisik array
• Kapasitas redudant disk di gunakan untuk menyimpan informasi paritas yang menjamin recoverability data ketika kegagalan disk
• Raid terdiri dari 6 tingkat
• RAID (Redundancy Array of Independent Disk) merupakan organisasi disk memori yang mampu menangani beberapa disk dengan sistem akses paralel dan redudansi ditambahkan untuk meningkatkan reliabilitas.
• Kerja paralel menghasilkan resultan kecepatan disk yang lebih cepat.
• Teknologi database sangat penting dalam model disk ini karena pengontrol disk harus mendistribusikan data pada sejumlah disk dan juga membacaan kembali
RAID tingkat 0
• Sebenarnya bukan RAID, karena tidak menggunakan redudansi dalam meningkatkan kinerjanya
• Data didistribusikan pada seluruh disk secara array merupakan keuntungan dari pada menggunakan satu disk berkapasitas besar
• RAID-0 menjadi model data strip pada disk dengan suatu management tertentu hingga data sistem data dianggap tersimpan pada suatu disk logik
• Mekanisme transfer data dalam satu sektor sekaligus sehingga hanya baik untuk menangani transfer data besar
RAID tingkat 1
• Redundansi diperoleh dengan cara menduplikasi seluruh data pada disk mirror nya
• Seperti RAID-0,RAID-1 juga menggunakan teknologi stripping
• Perbedaannya adalah dalam tingkat 1 setiap strip logik dipetakan ke dua disk yang secara logika terpisah sehingga setiap disk pada array akan memiliki mirror disk yang berisi data yang sama
• RAID-1 mahal
• RAID-1 memiliki kinerja 2 kali lipat dibandingkan RAID-0 pada operasi baca
• RAID-1 masih bekerja berdasarkan sektor
Keuntungan RAID-1:
1. Permintaan pembacaan dapat dilayani oleh salah satu disk karena ada dua disk berisi data yang sama, tergantung waktu akses yang tercepat
2. Permintaan penyimpanan dilakukan pada dua disk secara paralel
3. Terdapat back up data dalam disk mirror-nya
RAID tingkat 2
• RAID-2 menggunakan teknik akses paralel untuk semua disk
• Seluruh disk berpartisipasi dan mengeksekusi setiap permintaan sehingga terdapat mekanisme sinkronisasi perputaran disk dan headnya
• Teknologi stripping digunakan dalam tingkat ini, hanya stripnya berukuran kecil (word/byte)
• Koreksi kesalahan menggunakan sistem bit paritas dengan kode hamming
RAID tingkat 3
• Diorganisasikan mirip dengan RAID-2
• RAID-3 hanya membutuhkan disk redudant tunggal dan tidak bergantung pada jumlah array
• Bit paritas dikomputasikan untuk setiap data word dan ditulis pada disk paritas khusus
• Saat terjadi kegagalan drive, data disusun kembali dari sisa data yang masih baik dan dari informasi paritasnya
• Menggunakan akses paralel dengan data didistribusikan dalam bentuk strip-strip kecil
• Kinerjanya menghasilkan transfer berkecepatan tinggi, namun hanya dapat mengeksekusi sebuah permintaan I/O saja sehingga kalau digunakan pada lingkungan transaksi data tinggi terjadi penurunan kinerja
RAID tingkat 4
• Menggunakan teknik akses yang independen untuk setiap disknya sehingga permintaan baca atau tulis dilakukan secara paralel
• RAID ini cocok untuk menangani sistem dengan kelajuan transfer data yang tinggi
• Tidak memerlukan sinkronisasi disk
• Stripping data dalam ukuran yang besar
• Strip paritas bit per bit dihitung ke seluruh strip yang berkaitan pada setiap disk data
• Paritas disimpan pada disk paritas khusus
• Saat operasi penulisan array management software tidak hanya meng-update data tetapi juga paritas yang terkait
• Disk paritas khusus menjadikan keamanan data lebih terjamin tetapi memperlambat kinerja
RAID tingkat 5
• Merupakan teknologi RAID terbaru
• Menggunakan metode penghitungan dua paritas untuk alasan keakuratan dan antisipasi terhadap koreksi kesalahan
• Paritas tersimpan pada disk lainnya
• Memiliki kecepatan transfer yang tinggi
Optical Memori
• Optical memori identik dengan CD (Compact Disk)
• Dikembangkan oleh Philip dan Sony pada tahun 1980
• CD merupakan disk yang tidak dapat di hapus yang dapat menyimpan lebih dari 60 menit informasi audio pada salah satu sisinya
• CD mampu menyimpan data dalam jumlah besar menjadikannya media penyimpan yang fleksibel digunakan diberbagai peralatan seperti komputer, kamera video, MP3 player dan lain-lain
Optical Disk
CD ROM
• Baik CD Audio maupun CD ROM menggunakan teknologi yang sama.
• Perbedaan utamanya adalah CD ROM player lebih kasar dan memiliki perangkat error correcting untuk menjamin bahwa data di transfer dengan benar dari disk ke komputer.
• Disk terbuat dari resin, seperti polycarbonate, dan di lapisi dengan permukaan yang sangat reflektif, biasanya alumunium.
• Informasi yang di rekam secara digital di terbitkan sebagai sekumpulan lobang-lubang mikroskopik pada permukaan yang reflektif.
• Hal ini di lakukan pertama-tama dengan menggunakan laser berintensitas tinggi yang di fokuskan dengan teliti untuk membuat master disk.
• Permukaan yang berlubang disk salinan di lindungi dari debu dan gesekan dengan lapisan bening.
• Informasi di lacak dengan laser berintensitas rendah yang di tempatkan di dalam optical disk player atau drive unit
• Laser menyinari lapisan pelindung yang bening sementara motor memutar disk
• Intensitas sinar laser yang direfleksikan akan berubah jika mengenai lubang-lubang tersebut.
• Perubahan ini akan dideteksi oleh fotosensor dan di konversikan menjadi signal digital.
Keuntungan CD ROM
• Kapasitasanan informasinya jauh lebih besar dibandingkan dengan disk magnetik
• Disk optik bersama-sama dengan datanya dapat di perbanyak dengan biaya murah
• Disk optik dapat dengan mudah di pindahpindah
Kekurangan CD ROM
• CD ROM hanya dapat di baca saja
• CD ROM mempunyai akses yang lebih lama di bandingkan disk magnetik (lebih lama ½ detik
WORM
(write once read many)
• Pada WORM disiapkan sebuah disk sedemikian rupa sehingga disk tersebut dapat di tulisi sekali dengan menggunakan sinar laser berintensitas sedang.
• Dengan menggunakan kontroller disk yang harganya lebih mahal dibandingkan dengan CD ROM, pelanggan dapat menulis sekali dan juga membaca disk.
Pita Magnetik
• Mengunakan sistem disk pada pembacaan dan penulisan
• Medianya pita mylar lentur yang di lapisi dengan oksida magnet
• Pita dan drive pita merupakan analog terhadap sistem tape recorder yang sering di gunakan dirumah-rumah
Disk Optis yang dapat dihapus
Disk dapat berulang-ulang ditulisi
Keuntungannya :
- Berkapasitas besar (650 MB/disk)
- Portabilitas dapat di pindahkan dari drive-nya
- Reliabilitas dan tahan lama
- Disk dapat dibaca dan ditulisi berulang-ulang
DISK Disk Masa Depan
1. Format DVD
2. Format High Definition DVD
3. Format Blue Ray
Kesimpulan
• Kebutuhan akan memori utama saja tidak mencukupi
maka diperlukan peralatan tambahan untuk menyimpan
data yang lebih besar dan dapat dibawa kemana-mana. • Disk adalah piringan bundar yang terbuat dari bahan tertentu (logam atau plastik) dengan permukaan dilapisi bahan yang dapat di magnetisasi.
• Dengan berkembangnya komputer pribadi maka diperlukan media untuk mendistribusikan software maupun pertukaran data. Solusinya ditemukannya disket atau floppy disk.
0 komentar: