BAB 2
Media Penyimpanan Data Eksternal
A. 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.
B. Teknologi RAID ( Redundant Array of Independent Disks )
A. Pengetian 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.
B. 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.
Data dibagi-bagi dan ditulis dalam satuan yang disebut blok-blok. urutan blok ini ditandai
dengan stripe-size yang merupakan paramater konfigurasi array. masing-masing blok
dituliskan pada disk yang berbeda secara simultan. ini memungkinkan bagian yang lebih
kecil dari keseluruhan data untuk dibaca secara parallel dari drive-drive, sehingga
performa I/Onya didapatkan
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. Cara ini dapat meningkakan kinrja disk, tetapi jumlah disk yang
dibutuhkan menjadi dua kali lipat, sehingga biayanya menjadi sangat mahal. Pada level 1
(disk duplexing dan disk mirroring) data pada suatu partisi hard disk disalin ke sebuah
partisi di hard disk yang lain sehingga bila salah satu rusak, masih tersedia salinannya di
parrisi mirror.
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.
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. Level 3 menggunakan akses paralel dengan data yang
didistribusikan dalam bentuk-bentuk kecil, code error-correcting tidak dihitung, melainkan
bit paritas sederhana yang dihitung untuk sejumlah bit-bit individual yang berada dalam
posisi yang sama pada seluruh disk data.
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. dengan ukuran blok seperti ini dan dedicated parity / parity
yang disimpan khusus dalam sebuah drive dapat timbul bottleneck. Request pembacaan
file yang ukurannya lebih kecil dari stripe-size akan mengakses hanya 1 disk. Request
penulisan file harus melakukan update terhadap blok dan melakukan penghitungan parity.
Untuk file besar yang penulisannya membutuhkan striping pada setiap disk (semua disk),
maka perhitungan parity akan mudah dilakukan, sedang untuk penulisan file yang
ukurannya lebih kecil dari 1 blok maka harus dilakukan pengaksesan dan penulisan
pada blok yang telah ada. Perbandingan data baru dan data lama pada blok tersebut juga
harus dilakukan untuk kemudian dituliskan parity-nya. Proses ini disebut juga read-modifywrite procedure. Bottleneck dapat timbul karena pada setiap penulisan file, parity mungkin
akan dihitung ulang dan diupdate, efeknya timbul pada pengaksesan secara lebih pada
disk yang digunakan untuk khusus menyimpan parity
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.
Prosedure ini juga mengakibatkan penulisan file kecil pada RAID 5 kurang efisien
dibandingkan dengan mirrorring pada RAID 1
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). Kerugiannya yaitu pinalti waktu pada saat penulisan data, karena setiap
penulisan yang dilakukan akan mempengaruhi dua paritas blok.
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.
Metode ini merupakan kombinasi RAID 0 dan RAID 1. Selain memperoleh
kecepatan juga memperoleh keamanan data. Untuk metode ini diperlukan minimal 4 hard
disk. Kapasitas total yang kamu dapat adalah sejumlah kapasitas 2 hard disk.
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.
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 Memorib. 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
Jenis RAM komputer ini terbuat dari semacam semi konduktor yang tidak memerlukan kapasitor dan tidak memerlukan penyegaran secara berkala sehingga kinerja bisa lebih cepat. Hal ini disebabkan komponen ini hanya menggunakan transistor tanpa kapasitor.
SRAM didesain menggunakan desain cluster enam transistor untuk menyimpan setiap bit informasi. Sayangnya, SRAM memiliki kekurangan yakni biaya produksinya yang mahal. Tak heran, RAM ini hanya tersedia dalam kapasitas kecil dan digunakan untuk bagian yang benar-benar penting. Chip ini sering digunakan untuk chace memori. Kecepatan SRAM mampu mengimbangi kecepatan prosesor 500 MHz atau lebih.
b) EDORAM
RAM ini dikembangkan tahun 1995 dan memiliki kemampuan yang lebih cepat dalam membaca dan mentransfer data dibandingkan dengan jenis-jenis RAM lain. Slot memori untuk EDORAM ialah 72 pin. Bentuk komponen ini lebih panjang daripada RAM SIMM. Tak heran RAM ini sangat cocok dipasang pada semua komputer Pentium. Selain itu, komponen ini juga cocok untuk dipasang pada komputer dengan bus mencapai 66 Mhz.
d) DDRAM
RAM yang hampir sama dengan SDRAM, namun memiliki kemampuan kerja yang lebih tinggi.Dengan Bus Speed sebesar 133 Mhz atau PC 133 Mhz.Umumnya digunakan pada PC dengan prosesorintel Pentium III, Pentium IV, AMD Duron, AMD Athlon.
e) RDRAM
(RDRAM) adalah RAM yang dikembangkan oleh RAMBUS, Inc., Pengembangan ini menjadi polemik karena Intel berusaha memperkenalkan PC133MHz. RDRAM ini memiliki jalur data yang sempit (8 bit) tetapi kinerjanya tidak dapat diungguli oleh DRAM jenis lain yang jalur datanya lebih lebar dari RDRAM yaitu 16 bit atau bahkan 32 bit. Hal ini karena RDRAM ini memiliki Memory Controller yang dipercanggih. Tentunya hanya motherboard yang mendukung RAMBUS saja yang bisa memakai DRAM ini, seperti MotherBoard untuk AMD K7 Athlon. Akan tetapi, RAM jenis ini dipakai oleh 3dfx, Inc., untuk mempercepat proses penggambaran objek 3 dimensi yang penuh oleh poligon. Contoh produk yang memakainya adalah 3dfx seri Voodoo4.
f) VRAM
Ketika gambar akan ditampilkan ke layar monitor, gambar yang masih dalam bentuk data digital tersebut terlebih dahulu diproses di GPU lalu kemudian ditulis pada VRAM, lalu kemudian dikonversi menjadi signal analog oleh RAM digital-to-analog converter (RAMDAC), hingga akhirnya dapat tampil pada layar komputer anda.
Hmmm saya rasa kurang
BalasHapus