Sistem Operasi Komputer Pertemuan X File interface and file system I/O system Mass storage system (disk) Materi Konsep file Metode akses Struktur directory I/O hardware Aplikasi antarmuka I/O Struktur disk Penjadwalan disk Pengelolaan disk Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 1
Konsep File Ruang alamat logikal yang beruntun (contiguous) Tipe Data: numerik,karakter, binary Program user Struktur File Tanpa struktur Rentetan bytes atau words Struktur sederhana Lines Fixed length Variable length Struktur kompleks Dokumen terformat File yang dapat dialokasikan ulang Kontrol karakter sangat berperan jika ingin mensimulasikan file dari metode pertama ke 2 metode lainnya Keputusan: pada SOK dan program pengendali Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 2
Atribut-atribut file Nama hanya sebagai informasi, disimpan dalam format yang terbaca oleh manusia Tipe dibutuhkan untuk sistem yang mendukung beberapa tipe file Location penunjuk lokasi file pada hardware penyimpan Proteksi mengontrol siapa yang boleh r/w/rw atau eksekusi Time, date, user id data untuk proteksi, sekuritas dan pengawasan penggunaan Informasi tentang file disimpan dalam struktur direktori dan di-maintain di dalam disk penyimpan Operasi-operasi File Create Write Read Reposition (pencarian file) Delete Truncate Open (F i ) cari pada struktur dir pada disk kemudian pindahkan isi entry F i ke dalam memori Close (F i ) memindahkan isi entry F i dari memori ke dalam struktur direktori disk Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 3
Tipe file nama.extention Metode Akses Sekuensial read next write next reset no read after last write (rewrite) Direct read n ( n = nomor blok relatif) write n position to n read next write next rewrite n Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 4
Akses sekuensial Kumpulan (logikal) simpul yang berisi informasi tentang semua file Directory Struktur direktori Files F 1 F 2 F 3 F 4 F n Struktur direktori dan file disimpan dalam disk Jika ada backup, biasanya disimpan dalam (magnetic) tapes Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 5
Contoh organisasi file Manfaat: Efisiensi mempercepat akses ke file Penamaan menunjang pekerjaan user file yang sama dapat diberi berbagai nama yang berbeda dua user dapat memakai nama yang sama untuk file yang berbeda Pengelompokan pengelompokan logikal berdasarkan properti file, contoh: semua file java, semua file games, dll Struktur direktori single-level Direktori tunggal untuk semua user Problem: penamaan dan pengelompokan Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 6
Struktur direktori 2-level Memisahkan direktori untuk setiap user Adanya path name Nama yang sama untuk user yang berbeda Pencarian file efektif Problem: pengelompokan Struktur direktori tree (pohon) (1) Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 7
Struktur direktori tree (pohon) (2) Pencarian efisien Kemampuan pengelompokan Working directory dapat dideteksi cd /spell/mail/prog type list Absolute dan relative path Pembuatan file atau sub-directory yang baru terjadi pada directori yang aktif (current directory) Contoh command: Linux: ls, rm, pico, copy Dos: cd, dir, del, mkdir, edit, copy, dll Contoh: akses directory dan file (Linux) Mode untuk akses: read, write, execute Tiga kelas user RWX a) owner access 7 1 1 1 RWX b) group access 6 1 1 0 RWX c) public access 1 0 0 1 System administrator dapat membuat suatu group (nama unik), katakan G, dan dapat pula menambahkan user akses pada group tersebut Untuk file tertentu (katakan game) atau subdirectory, dapat pula didefinisikan akses yang diinginkan. Attach a group to a file: chgrp G game owner group public chmod 761 game Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 8
I/O Hardware (1) Dilatarbelakangi oleh variasi perangkat I/O Konsep utama: Port Bus (shared direct access) Controller (host adapter) Instruksi dan komando I/O digunakan untuk mengontrol perangkat I/O Perangkat I/O memiliki alamat, digunakan oleh: Instruksi I/O yang langsung Pemetaan memori I/O I/O Hardware (2) Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 9
Tranfer Data I/O Struktur Bus PC Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 10
Contoh Sebagian Lokasi Port I/O pada PC Siklus interupsi I/O Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 11
Direct Memory Address (DMA) Digunakan untuk menghindari pemrograman I/O untuk mobilitas data yang besar Memerlukan DMA controller Tidak memerlukan CPU untuk mentransfer data antara memori dan perangkat I/O yang diperlukan Aplikasi antarmuka I/O (I/O System Call) Setiap perangkat I/O memiliki suatu kelas khusus yang menunjang system call dan mengatasi perbedaan antara perilaku I/O Lapisan device driver menyembunyikan perbedaan antara I/O controller dari kernel Perbedaan terletak pada, antara lain: Character-stream or block Sequential or random-access Sharable or dedicated Speed of operation read-write, read only, or write only Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 12
Struktur kernel I/O Karakteristik perangkat I/O Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 13
Siklus I/O Request Struktur Disk Alamat Disk drive dianggap sebagai suatu 1- dimensi array dari blok-blok logikal Blok logikal diartikan sebagai satuan unit terkecil yang dapat ditransfer Array blok logikal dipetakan ke dalam sektorsektor disk secara beruntun Sector 0 adalah sektor pertama dari track pertama pada cilinder terluar Pemetaan diproses dengan urutan pada sector, track, kemudian cilinder dari luar ke dalam Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 14
Harddisk Kuning Track Biru Sector Sector berukuran tetap, misalnya: 256B atau 512B Sector dikelompokkan sebagai Cluster Penjadwalan Disk (1) SOK bertanggung jawab dalam penggunaan hardware secara efisien untuk disk drive ini berarti access time yang singkat dan bandwidth disk Access time Seek time pindah head cilinder untuk mendapat sector yang diinginkan Rotational latency waktu tambahan untuk menunggu disk berputar sehingga sector yang diinginkan tepat berada di bawah head Minimalisasi seek time seek distance Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 15
Penjadwalan Disk (2) Disk bandwidth jumlah total bytes yang ditransfer dibagi dengan total waktu antara permohonan pertama servis yang diinginkan dan penyelesaian transfer terakhir Contoh: (dengan berbagai algoritma) Head ada pada sector 53 200 sector request queue pada suatu track (0-199) Urutan request: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 FCFS (First Come First Served) Request dijalankan secara berurutan Total pergerakan head adalah 640 cilinder. Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 16
SSTF (Shortest Seek Time First) Cari yang seek time-nya terendah dari posisi head pada suatu saat Suatu bentuk SJF (Shortest Job First), dapat menyebabkan starvation Jumlah total pergerakan head adalah 236 cilinder SCAN Pergerakan disk dimulai dari satu sisi, memberi servis sampai sisi yang lainnya, kemudian kembali ke sisi awal sambil melanjutkan servis Dikenal juga dengan sebutan algoritma elevator Jumlah total pergerakan adalah 208 cilinder Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 17
C-SCAN (circular SCAN) Memberikan waktu tunggu yang lebih seimbang bagi semua request Head bergerak dari satu sisi, ke sisi yang lain, kemudian kembali ke sisi awal sebelum mulai mengerjakan request yang lainnya Memperlakukan cilinder sebagai suatu list circular yang berputar secara berkala dari cilinder akhir ke cilinder awal C-LOOK Versi dari C-SCAN Pergerakan head dibatasi oleh request terjauh pada setiap arah, tanpa menyentuh akhir dari cilinder, jika tidak diperlukan Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 18
Evaluasi algoritma penjadwalan disk SSTF bersifat natural dan biasa SCAN dan C-SCAN memberikan kinerja lebih baik untuk sistem-sistem yang memiliki disk dengan kapasitas besar dan berat pada saat loading (heavy load) SSTF atau LOOK paling sering digunakan sebagai default Kinerja bergantung pada jumlah dan tipe request Request untuk disk dapat dipengaruhi oleh metode alokasi file Algoritma penjadwalan disk, seharusnya dituliskan dalam modul yang berbeda dalam SOK, sehingga dapat digantikan oleh algoritma yang lain jika diperlukan Pengelolaan Disk Low-level formatting atau physical formatting, membagi disk ke dalam sector sehingga disk controller dapat membaca dan menulisnya Untuk menggunakan disk dalam penyimpanan file, SOK perlu memberikan bentuk data strukturnya dalam disk tersebut Mempartisi disk ke dalam satu atau lebih grup cilinder Logical formatting atau membuat file system, contoh: Windows 98 FAT32, Win 2000/NT/XP NTFS, Linux File System Blok boot menginisialisasi system Bootstrap disimpan dalam ROM Program untuk menge-load Bootstrap Bad-blok harus diatasi, misalnya dengan metode sector sparing Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 19
File Systems (1) FAT File Allocation Table is the original, old 16 bit DOS system is probably used in 90% of all PC s. It is also called FAT16 contrary to: FAT32 This is a new addition to FAT, which Microsoft introduced with Windows 95 B the December -96 version (OSR2). The performance has been even improved with Windows 98. HPFS High Performance File System is from OS/2. It is an advanced 32 bit file system, which in all respects is far superior to FAT, except for possible usage. It can only be used with OS/2. NTFS from Windows NT A 32 bit file system like HPFS, but not compatible with it. NTFS can only be used in Windows NT/2000/XP. If it was available for use in Windows 95/98, it may be preferable to FAT and FAT32. NetWare NetWare is a server operating system from Novell. It has its own 32 bit file system. For that reason, the Novell server, contrary to NT or OS/2 servers, cannot be used as a work station. The file system is much faster than FAT, but it works only with Novell servers (typically file servers). ISO 9660 This is for CDROMs and ISO 13346 for DVDs. UDF Universal Disk Format is for big capacity disks like DVD RAM. UDF is not directly supported by older versions of Windows, you need a driver. UNIX UNIX servers have their own filing system. Here the use of upper/lower case in file naming is significant. Read in the following pages about the concepts of these file systems. File Systems (2) Operating system DOS Windows 95/98 Windows NT Windows 2000/XP OS/2 Novell NetWare File system(s) FAT16 FAT16, FAT32 FAT16, NTFS FAT16, FAT32, NTFS FAT16, HPFS proprietary file system Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 20
Format Disk pada MS-DOS Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 21