Pertemuan 4 Teknologi Dan Algoritma Penjadwalan Disk 1. Magnetic Disk Magnetic disk merupakan penyimpan sekunder, berbentuk bundar dg 2 permukaan magnetik. Penggerak disk berupa Motor drive menggerakkan disk dg kecepatan tinggi ( 60 putaran perdetik). Kegiatan baca-tulis dilakukan Read-write head, yg diletakkan diatas piringan. Kepala baca-tulis sangat sensitif thd guncangan yg dpt menyebabkan disk rusak (bad sector). Ruang Rekam terbagi atas beberapa track/lintasan & tiap lintasan dibagi lagi dlm beberapa sector. 1
Jenis head dibedakan atas : Fixed-head disk menempati tiap 2 track satu head, shg mempercepat proses pembacaan & perekaman. Moving-head disk hanya memiliki satu head yg berpindah 2 mengakses dari satu track ke track lain. Beberapa teknologi Harddisk, antara lain : ( SPS ) Shock Protection System ( SMART ) Self-Monitoring Analysis and Reporting ( SSD ) Solid State Disk ( MR ) Magnetore-sistive ( PRML ) Partial Response Maximum Likelihood Hot Swap Plug and Play ATA ( EPA ) Environment Protection Agency ( ECC ) Error Correction Code Auto Transfer ( SPS ) Shock Protection System Sebagian besar kerusakan yg timbul pd hard disk disebabkan adanya goncangan. Goncangan pd hard disk dpt menyebabkan tergoncangnya head shg dpt merusak piringan. Goncangan yg paling membahayakan adalah goncangan dg kekuatan tinggi dlm tempo yg sangat singkat. Dg meggunakan SPS energi goncangan akan diredam, shg head tdk terangkat ketika terjadi goncangan. Krn head tingkat terangkat, tentu saja head tdk kembali lagi. Shg tdk akan terjadi bad sector. 2
( SMART ) Self-Monitoring Analysis and Reporting Dg menggunakan teknologi SMART, hard disk dpt berkomunikasi dg komputer melalui software. Komunikasi yg dilakukan berisi ttg status keandalan hard disk, kemungkinan terjadinya kerusakan dsb. Hard disk akan melakukan pemeriksaan thd dirinya sendiri & melaporkan hasilnya pd software. Teknologi SMART sangat berguna bagi komputer 2 yg memiliki data 2 penting pd hard disk & komputer 2 yg sedapat mungkin dinyalakan secara terus menerus. ( SSD ) Solid State Disk SSD yg dikembangkan baru 2 ini tdk lagi menggunakan piringan magnetic sbg tempat menyimpan data, tetapi menggunakan DRAM (dynamic RAM). SSD yg dikembangkan dg menggunakan antar muka SCSI memang dirancang utk sistem komputer yg memerlukan akses data yg cepat, seperti server & server database. ( MR ) Magnetore-sistive Saat ini head hard disk yg digunakan dikenal dg nama induktif head. Head induktif yg berfungsi utk read write sekaligus diganti dg magnetore sistive (MR) head yg memilik head yg berbeda utk read & write. Head utk menulis masih menggunakan elemen film tipis yg bersifat induktif, sedangkan head utk membaca menggunakan film tipis yg sensitif thd magnet. 3
( PRML ) Partial Response Maximum Likelihood PRML adalah teknologi dlm hal enkoding dan konversi data pd saat read-write dari ke piringan. Teknologi PRML menawarkan kepadatan data yg lebih tinggi, kinerja hard disk yg lebih baik & integritas data yg lebih terjamin. Hot Swap Hot Swap adalah proses memasang peralatan elektronik ke dlm suatu sistem yg sedang bekerja ( Atachment Plug and Play ATA (Advance Technology Sistem PnP adalah melakukan konfigurasi secara otomatis & akan memudahkan pengaturan cukup lewat software saja, tdk melakukan pengubahan jumper, dsb ( EPA ) Environment Protection Agency Hard disk termasuk komponen yg menghabiskan energi listrik cukup banyak pd PC (tanpa menghitung monitor), apalagi pd notebook. Utk itu hard disk terbaru yg mendukung program EPA memiliki kemampuan ut menghemat listrik, misalnya fungsi sleep, stand by, dsb. ( ECC ) Error Correction Code Secara konvensional, jika terjadi kesalahan dlm pembacaan data dari piringan, maka utk mengaktifkan ECC head hrs membaca sekali lagi daerah tsb, hal ini tentu saja akan menyita banyak waktu (sekitar 13 ms) dengan menggunakan komponen ASIC (Aplication Specific IC), dibuat metode ECC yg dpt memperbaiki kesalahan pembacaan tanpa perlu membaca ulang daerah yg rusak. Dg cara ini dpt diperbaiki sampai 3 byte dari data 512 byte dlm satu sector. Dari hasil pengujian diperoleh hasil bahwa hanya 1 kali kegagalan dlm 100 trilyun kali. 4
Auto Transfer Salah satu cara utk mempercepat tranfer data dari hard disk ke memori utama adalah dg cara menggunakan mode blok (Block mode). Konsep yg digunakan adalah utk memungkinkan pemberian beberapa perintah baca atau tulis secara bersamaan. Setiap ada perintah membaca atau menulis, maka interrupt (IRQ) akan dibangkitkan shg CPU akan proses switching, memeriksa device & melakukan setup untuk transfer data. 2. Pengaksesan Disk Waktu Akses adalah waktu yang diperlukan oleh kepala baca untuk menulis atau membaca isi sektor Terdiri dari 4 komponen waktu : Waktu cari, waktu untuk mencapai lintas atau silinder yang dikehendaki. Waktu mantap, waktu untuk hulu tulis baca menjadi mantap di lintas atau silinder. Waktu latensi, waktu untuk mencapai hulu tulis baca Waktu salur, waktu untuk menulis atau membaca isi sektor Serta gabungan waktu yaitu waktu inkuiri dan waktu pemutakhiran atau pergantian. Rumus untuk menghitung waktu cari ( t(n) ) = t(n) = b.n + s ket : t(n) = waktu cari b = waktu yang diperlukan untuk melewati satu lintas N = Banyaknya lintas atau silinder yang akan dilewati s = Waktu mantap hulu tulis baca 5
Jika banyaknya lintasan atau silinder yang perlu dilewati (n) adalah 5 waktu untuk melewati satu lintas atau silinder (b) adalah 6 milidetik waktu mantap (s) adalah 15 milidetik maka waktu carinya menjadi : t(n) = n x b + s t(5) = 5 x 6 + 15 t(5) = 45 milidetik Rumus untuk menghitung rerata waktu cari T(rer) = w 1. [ s+ b (w + 1) ] W 3 Ket : w = Banyaknya lintas pada disk atau disket Jika kita memiliki disk atau disket dengan : banyak lintasan (w) adalah =40 waktu untuk melewati satu lintas atau silinder (b) adalah 6 milidetik waktu mantap (s) adalah = 15 milidetik maka pada disket itu rerata waktu cari menjadi t(rer) = w-1 x [ s + b(w+1) ] w 3 t(rer) = 40-1 x [15 + 6(40+1)] 40 3 = 94.575 milidetik 6
Rumus untuk menghitung rerata waktu latensi : = r - r 2 2m ket : r = waktu rotasi m = Banyaknya sektor perlintas Di dalam waktu salur kita kenal terdapat 2 waktu yaitu waktu baca ( r/m) dan waktu tulis (r). Rerata waktu inkuiri (baca) = r (m +1) 2m ( tulis ) Rerata waktu pemutakhiran ( 1 + (3m = r 2m Jika diketahui waktu rotasi (r)=500 milidetik banyaknya sektor per lintas (m)=6 maka rerata waktu latensi adalah : r - r 2 2m 500-500 2 2x6 = 208,4 milidetik Jika diketahui waktu rotasi (r)=200 milidetik banyaknya sektor per lintas (m)=5 maka rerata waktu inkuiri (baca) : r (m +1) 2m 200 x ( 5 + 1 ) 2 x 5 = 120 milidetik 7
Jika diketahui waktu rotasi (r)=400 milidetik banyaknya sektor per lintas (m)=7 maka rerata waktu pemutakhiran (tulis) : r (3m +1) 2m 400 x (3 x 7 +1) 2 x 7 = 628,571 milidetik Pengaksesan Lintas Disk pada sistem Multitataolah Terdapat 7 algoritma pengaksesan disk : 1. Algoritma pertama tiba pertama dilayani (PTPD) 2. Algoritma Pick up 3. Algoritma waktu cari terpendek dipertamakan (WCTD) 4. Algoritma look 5. Algoritma Circular Look 6. Algoritma scan 7. Algoritma Circular scan 1. Algoritma Pertama Tiba Pertama Dilayani (PTPD) Proses pengaksesan akan dimulai secara berurutan sesuai dengan urutan tiba atau kedudukan antrian. Contoh : diketahui antrian akses track dengan saat awal 50 13, 46, 65, 27, 95, 82, 9, 17, 52, 53, 17, 1, 82, 2, 17, 98, 7 8
50 0 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 99 Langkah proses : Dari 50 menuju ke lintasan 13, kemudian ke 46, ke 65, dan seterusnya. Setiap lintas yang dilalui dihitung. Banyaknya lintas yang dilalui 50 13 13 46 46 65 65 27 27 95 95 82 82-9 9 17 17 52 52 53 53 17 17-1 1 82 82-2 2 17 17 98 98-7 37 lintas 33 lintas 19 lintas 38 lintas 68 lintas 13 lintas 73 lintas 8 lintas 35 lintas 1 lintas 36 lintas 16 lintas 81 lintas 80 lintas 15 lintas 81 lintas 91 lintas total : 725 lintas 2. Algoritma PICK UP Pada algoritma ini hulu tulis baca akan membaca atau menuju ke track yang terdapat pada urutan awal antrian, sambil mengakses track yang dilalui. Mirip seperti metode PTPD, tetapi lintasan yang dilewati dipungut/diambil, sehingga tidak perlu diakses lagi. 9
Contoh : diketahui antrian akses track dengan saat awal 50 13, 46, 65, 27, 95, 82, 9, 17, 52, 53, 17, 1, 82, 2, 17, 98, 7 50 0 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 99 Total lintas atau track yang di lewati adalah 310 track Langkah proses : Dari 50 menuju ke lintasan 13, lintasan yang dilewati 46, 27, dan 17 sekalian dipungut/diakses. Sehingga selanjutnya tidak ke 46, tetapi ke 65, sekaligus memungut 52 dan 53. Karena 27 sudah diambil maka selanjutnya menuju 95, sekaligus memungut 82. Karena 82 sudah dipungut maka langsung menuju 1, dan seterusnya. Perhitungan 50-13, 13-65, 65-95, 95-1, danseterusnya Banyaknya lintas yang dilalui 50 ke 13 mengakses 46 27 17 13 ke 65 mengakses 52 53 65 ke 95 mengakses 82 95 ke 9 mengakses 9 ke 1 mengakses 7 2 1 ke 98 mengakses 37 lintas 52 lintas 30 lintas 86 lintas 8 lintas 97 lintas 310 lintas 3. Algoritma Waktu Cari Terpendek Dipertamakan (WCTD) Proses dilaksanakan terhadap track yang terdekat dengan hulu baca tulis (Shortest Seet Time First /(SSTF)), diatas/bawah. Kemudian mencari letak track yang terdekat di atas/bawah dan seterusnya. 10
Contoh : diketahui antrian akses track dengan saat awal 50 13, 46, 65, 27, 95, 82, 9, 17, 52, 53, 17, 1, 82, 2, 17, 98, 7 50 0 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 99 Total lintas atau track yang di lewati adalah 152 track Langkah proses : Hulu baca tulis mulai dari 50, antara 46 dan 52 yang terdekat 52, sehingga menuju ke 52. Selanjutnya dari 52, antara 46 dan 53 yang terdekat 53, dan seterusnya. perhitungan 50-52, 52-53, dan seterusnya. Banyaknya lintas yang dilalui Di antara Terpendek 50 52 / 50 46 50 52 2 lintas 52 53 / 52 46 52 53 1 lintas 53 65 / 53 46 53 46 7 lintas 46 65 / 46 27 46 27 19 lintas 27 65 / 27 17 27 17 10 lintas 17 65 / 17 13 17 13 4 lintas 13 65 / 13-9 13 9 4 lintas 9 65 / 9 7 9 7 2 lintas 7 65 / 7 2 7 2 5 lintas 2 65 / 2 1 2 1 1 lintas 1 65 / 1 82 1 65 64 lintas 65 82 / 65 95 65 82 17 lintas 82 95 / 82 98 82 95 13 lintas 95 98 95 98 3 lintas 152 lintas 4. Algoritma Look Pada algoritma ini hulu tulis baca akan bergerak naik seperti pergerakan lift Menuju antrian track terbesar pada disk sambil mengakses antrian track yang dilalui, kemudian turun menuju antrian track yang terkecil sambil mengakses track yang dilalui, dan track yang telah diakses tidak diakses lagi. 11
Contoh : diketahui antrian akses track dengan saat awal 50 13, 46, 65, 27, 95, 82, 9, 17, 52, 53, 17, 1, 82, 2, 17, 98, 7 50 0 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 99 Total lintas atau track yang di lewati adalah 145 track Langkah proses : Dari 50 menuju ke antrian track terbesar, yaitu 98. Selanjutnya menuju ke antrian terkecil 1. Pehitungan 50-98, 98-1. Banyaknya lintas yang dilalui 50 ke 98 lewat 52 53 65 82 95 98 98 ke 1 lewat 46 27 17 13 9 7 2 1 48 lintas 97 lintas total 145 lintas 5. Algoritma Circular Look Pada algoritma ini hulu tulis baca akan bergerak naik seperti pergerakan lift Menuju antrian track terbesar pada disk sambil mengakses antrian track yang dilalui, kemudian turun menuju antrian track yang terkecil tetapi tidak mengakses track yang dilalui, baru pada saat naik akan mengakses track yang belum diakses. 12
Contoh : diketahui antrian akses track dengan saat awal 50 13, 46, 65, 27, 95, 82, 9, 17, 52, 53, 17, 1, 82, 2, 17, 98, 7 50 0 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 99 Total lintas atau track yang di lewati adalah 190 track Langkah proses : Dari 50 menuju ke antrian track terbesar, yaitu 98. Kemudian menuju ke antrian terkecil 1, tidak diakses tetapi dihitung. Selanjutnya menuju ke 46, sisa lintasan yang belum diakses Pehitungan 50-98, 98-1, 1-46. Banyaknya lintas yang dilalui 50 ke 98 lewat 52 53 65 82 95 98 98 ke 1 tidak mengakses 1 ke 46 lewat 1 2 7 9 13 27 46 total 48 lintas 97 lintas 45 lintas 190 lintas 6. Algoritma Scan Pada algoritma ini hulu tulis baca akan bergerak naik seperti pergerakan lift Menuju track terbesar pada disk sambil mengakses antrian track yang dilalui, kemudian turun menuju track terkecil pada disk sambil mengakses track yang dilalui, dan track yang telah diakses tidak diakses lagi. 13
Contoh : diketahui antrian akses track dengan saat awal 50 13, 46, 65, 27, 95, 82, 9, 17, 52, 53, 17, 1, 82, 2, 17, 98, 7 50 0 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 99 Total lintas atau track yang di lewati adalah 148 track Langkah proses : Dari 50 menuju ke lintasan track terbesar 99. Selanjutnya menuju ke lintasan track terkecil 1. Pehitungan 50-99, 99-0. Banyaknya lintas yang dilalui 50 ke 99 lewat 52 53 65 82 95 98 99 ke 0 lewat 46 27 17 13 9 7 2 1 0 total 49 lintas 99 lintas 148 lintas 7. Algoritma Circular Scan Pada algoritma ini hulu tulis baca akan bergerak naik seperti pergerakan lift Menuju track terbesar pada disk sambil mengakses antrian track yang dilalui, kemudian turun menuju track terkecil tetapi tidak mengakses track yang dilalui, baru pada saat naik akan mengakses track yang belum diakses. 14
Contoh : diketahui antrian akses track dengan saat awal 50 13, 46, 65, 27, 95, 82, 9, 17, 52, 53, 17, 1, 82, 2, 17, 98, 7 50 0 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 99 Total lintas atau track yang di lewati adalah 194 track Langkah proses : Dari 50 menuju ke lintasan track terbesar 99. Selanjutnya menuju ke lintasan track terkecil 1, tidak diakses tetapi dihitung. Selanjutnya menuju ke 46, sisa lintasan yang belum diakses Pehitungan 50-99, 99-0, 0-46. Banyaknya lintas yang dilalui 50 ke 99 lewat 52 53 65 82 95 98 99 ke 0 tidak mengakses 0 ke 46 lewat 1 2 7 9 13 27 46 total 49 lintas 99 lintas 46 lintas 194 lintas LATIHAN SOAL S O 1. Waktu yang diperlukan oleh kepala baca tulis untuk membaca dan menulis isi sektor pada disk disebut : a. Waktu rekam d. Waktu Read/Write b. Waktu Acces e. Waktu rotasi c. Waktu Lintas 2. Teknologi Harddisk tidak menggunakan piringan magnetic sebagai tempat menyimpan tetapi menggunakan dynamic RAM adalah jenis : a. Magnetore-sistive (MR) d. Solid State Disk (SSD) b. Plug and Play ATA e. EPA c. Shock Protection System (SPS) 15
2. Teknologi Harddisk tidak menggunakan piringan magnetic sebagai tempat menyimpan tetapi menggunakan dynamic RAM adalah jenis : a. Magnetore-sistive (MR) d. Solid State Disk (SSD) b. Plug and Play ATA e. EPA c. Shock Protection System (SPS) 3. Jika diketahui waktu rotasi (r)=200 milidetik dan dan banyaknya sektor per lintas (m)=5, maka rerata waktu inkuiri (baca) : a. 320 milidetik d.180 milidetik b. 120 milidetik e. 80 milidetik c. 220 milidetik 3. Jika diketahui waktu rotasi (r)=200 milidetik dan dan banyaknya sektor per lintas (m)=5, maka rerata waktu inkuiri (baca) : a. 320 milidetik d.180 milidetik b. 120 milidetik e. 80 milidetik c. 220 milidetik 4. Proses pengaksesan disk dilakukan saat hanya naik menuju track terbesar dari disk, ketika turun akan menuju track terkecil dari disk, kemudian akses lagi naik mengakses sisa track. Algoritma ini dikenal : a. Pick Up d. C-look b. Scan e. C-Scan c. Look 4.Proses pengaksesan disk dilakukan saat hanya naik menuju track terbesar dari disk, ketika turun akan menuju track terkecil dari disk, kemudian akses lagi naik mengakses sisa track. Algoritma ini dikenal : a. Pick Up d. C-look b. Scan e. C-Scan c. Look 5. Sistem Operasi menentukan penjadwalan proses yang sedang running adalah jenis : a. Interupsi Masukan/Keluaran d. Interupsi Clock b. Page/memory fault e. Interupsi Sistem c. Interupsi User 16
5. Sistem Operasi menentukan penjadwalan proses yang sedang running adalah jenis : a. Interupsi Masukan/Keluaran d. Interupsi Clock b. Page/memory fault e. Interupsi Sistem c. Interupsi User 1. Waktu yang diperlukan oleh kepala baca tulis untuk membaca dam menulis isi sektor pada disk disebut : a. Waktu rekam d. Waktu Read/Write b. Waktu Acces e. Waktu rot c. Waktu Lintas Head berawal dari track 100, lalu menuju track 60,65,45,25,110,150,140,40,175 Latihan soal dari dosen mata kuliah Sistem Operasi 17
LATIHAN SOAL S O 1. Waktu yang diperlukan oleh kepala baca tulis untuk membaca dam menulis isi sektor pada disk disebut : a. Waktu rekam c. Waktu Lintas b. Waktu Acces d. Waktu Read/ Write e. waktu simpan 2. Teknologi Harddisk tidak menggunakan piringan magnetic sebagai tempat menyimpan tetapi menggunakan dynamic RAM adalah jenis : a. Shock Protection System (SPS) b. Magnetore-sistive (MR) c. Plug and Play ATA d. Solid State Disk (SSD) e. SATA 2. Teknologi Harddisk tidak menggunakan piringan magnetic sebagai tempat menyimpan tetapi menggunakan dynamic RAM adalah jenis : a. Shock Protection System (SPS) b. Magnetore-sistive (MR) c. Plug and Play ATA d. Solid State Disk (SSD) e. SATA 3. Jenis head menempati tiap-tiap track satu head, sehingga mempercepat proses pembacaan dan perekaman : a. Moving-head disk c. fixed-bad sector b. fixed-head disk d. fixed-moving disk e. Semua salah 3. Jenis head menempati tiap-tiap track satu head, sehingga mempercepat proses pembacaan dan perekaman : a. Moving-head disk c. fixed-bad sector b. fixed-head disk d. fixed-moving disk e. Semua salah 4. Rumus untuk menghitung waktu cari ( t(n) ) = a. t(n) = b + ns c. t(n) =bn - s b. t(n) = b - ns d. t(n) =bn + s e. t(n) = n + bs 18
4. Rumus untuk menghitung waktu cari ( t(n) ) = a. t(n) = b + ns c. t(n) =bn - s b. t(n) = b - ns d. t(n) =bn + s e. t(n) = n + bs 5. Jika diketahui waktu rotasi (r)=200 milidetik dan dan banyaknya sektor per lintas (m)=5, maka rerata waktu inkuiri (baca) : a. 320 milidetik c. 80 milidetik b. 120 milidetik d. 220 milidetik e. 30 detik 5. Jika diketahui waktu rotasi (r)=200 milidetik dan dan banyaknya sektor per lintas (m)=5, maka rerata waktu inkuiri (baca) : a. 320 milidetik c. 80 milidetik b. 120 milidetik d. 220 milidetik e. 30 detik 1. Waktu yang diperlukan oleh kepala baca tulis untuk membaca dam menulis isi sektor pada disk disebut : a. Waktu rekam c. Waktu Lintas b. Waktu Acces d. Waktu Read/ Write e. waktu simpan 19