03.04.05.parameter penyimpanan sekunder

7/24/2019 03.04.05.Parameter Penyimpanan Sekunder

1/68

Sistem Pengarsipan dan Akses

Semester Ganjil 2015 / 2016

Parameter Penyimpanan

Sekunder


2/68

Tujuan

Mengerti mengenai parameter penyimpanansekunder (transfer rate, waktu akses block and

buffer)Materi

Metode Blocking

Penandaan Record

Pemborosan Ruang (Waste) Random Access Time

Buffer

Outline


3/68

Metode Blocking


4/68

Blocking

Blocking berkaitan dengan bagaimana record-record ditempatkan di dalam sebuah block.

Berdasarkan R(ukuran record), terdapat tigametode blocking:

Fixed blocking

Variable-length spanned blocking

Variable-length unspanned blocking


5/68

Karakteristik:

Record berukuran tetap

R B

Blocking factor:

Bfr= bloking faktor (jumlahrecord yangdiharapkan dapat ditampung dalam satu blok)

B = ukuran blok

R= ukuran record

RBBfr /

Fixed Blocking


6/68

Fixed blocking

R2 R3

Inter-block Gap (IBG)

R4 R5 R6 R7

Ruang block yang terbuang

Sisa tempat

yang tidak

diisi data

R1


7/68

Kelebihan:

Implementasi sederhana

Memungkinkan pengaksesan acak

Kekurangan:

Bila B bukan kelipatan R, maka akan adapemborosan tempat di setiap block.

Fixed Blocking


8/68

Bila B=100 byte dan R=30 byte, jumlah record (n)10 buah

1. Berapa Bfr?

maksimal ada 3 record didalam satu block

(pembulatan ke bawah)

Berapa jumlah blok yang diperlukan?

(pembulatan ke atas)

Contoh

30/100Bfr

blokBfrnb 43/10/


9/68

3. Berapa ruang hard disk yang diperlukan?

ruang HD yang diperlukan = b X B = 4 X 100 = 400byte

(bukan dihitung dari banyak record X panjangrecord = 30 X 10 = 300 byte!)

4. Berapa pemborosan karena sistem blocking?(pengetahuan opsional)

Pemborosan per blok = B-(Bfr X R) = 100(3X30)= 10 byte

Contoh


10/68

5. Berapa sisa yang tidak terpakai sebenarnya,baik karena sistem blocking maupun karenasisa tempat yang tidak diisi data?

(pengetahuan opsional)Sisa yang tidak terpakai sebenarnya = total ruanghd yang dipakaitotal ruang hd yang tidak dipakai

= (bXB)(jumlah record X ukuran record)

= (bXB)(n X R)

= 400 byte( 10 X 30)

= 400 byte300 byte

= 100 byte


11/68

Fixed blocking

R2 R3


R4 R5 R6 R7


Sisa tempat

yang tidak

diisi data

R1

R = 100

B=30


12/68

Karakteristik:

Ukuran record bisa berbeda satu sama lain

Record disimpan pada block yang berukuran

tetap, dan dipecah bila R > B Record pointer: menghubungkan dua buah

pecahan record (bila terpecah) di dua blok yangberbeda

Setiap block memiliki block pointer (pointer keblock berikutnya)

Variable-lengthspanned blocking


13/68

Blocking factor:

P = panjang block pointer

R = rata-rata ukuran record

panjang record mark (P yang di R + P)diasumsikan sama dengan panjang P

)/()( PRPBBfr



14/68

R1 R2 R3

R3 R4 R5


Next-block pointer

R6 R7 R7 R8 R9

Record pointer

satu block

Ada record po inter pada

record yang terpotong

meski panjang record

pointer t idak dimasukkan

dalam perhi tungan



15/68

Kelebihan:

Fleksibel

R tidak tergantung B, dapat terjadi R > B

Ruang kosong yang terbuang lebih kecil

Kekurangan:

Sulit diimplementasi dalam program

Record yang terpecah sulit untuk ditransfer File sulit diupdate



16/68

Contoh

Terdapat record sebagai berikut dengan R1 = 10,R2 = 20, R3 = 40, R4 = 10, R5 = 30. UkuranP = 2, B=56, IBG =2

1. Gambarkan penempatan record denganmetode variable-length spanned blocking

2. Hitung Bfr


17/68

R1 R2

R

3 R3 R4 R5

Inter-block Gap (IBG)satu block

R

5

10 20 22

2

18 10

2

24

Record Pointer

Blok Pointer

IBG

6

Space

Kosong

Jawaban no 1

Jawaban no 2

Bfr = [(BP) / (R + P)]

Bfr = [(56-2) / (22+2)] = 2,25

48


18/68

Karakteristik:

Ukuran record bisa berbeda satu sama lain.

Sebuah record tidak dapat dipecah-pecah ke

dalam beberapa block. R B.

Tidak diperlukan pointer ke blockberikutnya.

Variable-length unspannedblocking


19/68

Bfr :

R = rata-rata ukuran record

0.5R = rata-rata ruang block yang terbuang

P = record mark

)/()5.0( PRRBBfr



20/68

R1 R2


R3 R4 R6


R7



21/68

Kelebihan:

Implementasi lebih mudah dibandingkanspanned blocking

Jumlah record per blocknya bisa bervariasi

Kekurangan:

Ada kemungkinan banyak ruang terbuang

Harus R B

Jika semua record berukuran sama, maka variablelength unspanned blocking menjadi fixedblocking



22/68

Contoh

Terdapat record sebagai berikut dengan R1 = 10,R2 = 20, R3 = 40, R4 = 10, R5 = 30. UkuranP = 2, B=56.

1. Gambarkan penempatan record denganmetode variable-length unspanned blocking

2. Hitung Bfr


23/68

R1 R2 R4R3

Inter-block Gap (IBG)satu block

R5

Jawaban no 2.

Bfr = [(B- R)/(R+P)]Bfr = [(56 22) / (22 + 2)] = [45 / 24] =

1,875

Jawaban no 1


24/68

Penandaan Record


25/68

Kita harus dapat membedakan satu record denganrecord lainnya di dalam suatu block tertentu.

Untuk Fixed Blocking, record-record dapatdibedakan hanya dengan mengetahui panjangrecordnya.

Untuk Variable-Length Blocking harusditambahkan data untuk menandai batasrecord dalam suatu block.

Penandaan Record


26/68

Jenis penanda #1: separator

R1 R2 R3# # #

separator

Karakter '#' bisa diganti

dengan karakter lain

R4 #

Penandaan Record


27/68

R1 R25 2 9

length indicator

R3 2 R4

Penandaan Record

Jenis penanda #2: record-length indicator


28/68

R1 R2 R3 R4

position table

Penandaan Record

Jenis penanda #3: position table


29/68

R1 R2 R3 R4

Isi dari position table adalah 5, 35, 50, 95Panjang position table adalah 5 byte.Blok = 130 byte (termasuk IBG = 2 byte)

Wasting space13 byte

1. Sebutkan penandaan record yang digunakan2. Hitung panjang R1, R2, R3, R43. Sebutkan metode yang digunakan untuk

kasus di atas

4. Hitung Bfr

Contoh Soal


30/68

Jawaban

1. Penandaan record dengan position table

2. Panjang R1 = 35-5 = 30 byte

Panjang R2 = 5035 = 15 byte

Panjang R3 = 95-50 = 45 bytePanjang R4 = B(R1+R2+R3+wasting space+ IBG + panjang position table)

= 130(30 + 15 + 45 + 13 + 2 + 5) = 20

byte3. Metode variable length unspanned blocking


31/68

Jawaban

4. Bfr = (B-0.5R) / (R+P)

= (128 27,5) / (27,5 + 5/4)

= 3,97

B adalah ukuran blok tanpa IBG


32/68

Latihan #1

R1 = 30 byte, R2 = 20 byte, R3 = 14 byte, R4 = 30 byte

Panjang Blok Pointer = 2 byte. Ukuran Blok = 64 byte

1. Tentukan metode penandaan record yang digunakan

2. Tentukan ukuran R3 pada block 1 dan ukuran R3 padablock 2

3. Tentukan Wasting Space

4. Tentukan metode blocking yang digunakan

5. Hitung Bfr

R1 R2 R3# # R3 # R4 #


33/68

Jawaban Latihan #1

1. Penandaan record mark dengan separator

2. Ukuran record mark = ukuran Bp = 2 byte.Jadi ukuran R3 pada block 1

= BR1Pr1R2Pr2RpBp

= 64 - 30220222

= 6 byte.

Ukuran R3 pada block 2

= 14 byte6 byte

= 8 byte


34/68

Jawaban Latihan #2

3. Wasting space

= BR3 pada block 2Pr3R4Pr4Bp

= 64823022

= 20 byte3. Variable length spanned blocking

4. Bfr

= (BP) / (R+P)

= (642) / (23.5+2)= 2.43


35/68

Pemborosan Ruang

(Waste)


36/68

Ada ruang-ruang di dalam media yang tidakbenar-benar digunakan untuk menyimpandata. Selain mengurangi kapasitas media,ruang-ruang ini juga mempengaruhi waktupencarian / pengaksesan data.

Ada dua macam pemborosan ruang:

Pemborosan karena IBG (WG) Pemborosan karena metode blocking (WR)

Pemborosan Ruangpada Block


37/68

Pemborosan karena gap dihitung dengan rumus

dengan G = ukuran IBG

Pemborosan total dihitung dengan rumus

BfrGWG /

RG WWW



38/68

Untuk metode Fixed Blocking

sering dihampiri/didekati dengan

RG WWW

BfrGWW G /



39/68

Untuk metode Variable-Length Spanned Blocking

Untuk metode Variable-Length UnspannedBlocking

BfrGPPW /)(

BfrGRPW /)5.0(

Per record. Record mark. Blok pointer

Per record. Record mark. Blok pointer



40/68

Contoh

SOAL 1. FIXED BLOCKING

Ukuran blok = 2 KB, ukuran record = 500 byte

Jumlah record = 1250 buah, IBG = 8 byte

1. Gambarkan skema blocking sampai 10 record

2. Berapa Bfr?3. Berapa jumlah blok yang diperlukan?

4. Berapa ruang hard disk yang diperlukan? (denganperhitungan IBG)

5. Berapa WG?

6. Berapa WR?7. a. Berapa pemborosan total per record?

b. Berapa pemborosan total 1250 record tersebut ?

8. Berapa pemborosan total 10000 record?


41/68

SOAL 2. VARIABLE-LENGTH SPANNED BLOCKING

Diketahui record2 (dalam byte) sebagai berikut

R1 = 1000, R2 = 900, R3 = 800, R4 = 700, R5 = 600,

R6 = 500, R7 = 400, R8 = 300, R9 = 200, R10 = 100.

P = 8 byte, IBG = 8 byte, B = 2KB (2048 byte), ukuranrataan record = 128 byte

1. Gambarkan seluruh penempatan record

2. Hitung Bfr3. Hitung W

4. Hitung W untuk kesepuluh record di atas

Contoh


42/68

Random Access Time


43/68

Bagaimana data diakses dari media penyimpanansekunder?

Cari lokasi / posisi tempat data disimpan dimedia.

Berhubungan dengan waktu pencarian (seektime) dan rotational latency.

Transfer data dari media ke memori.Berhubungan dengan kecepatan transfer data(data transfer rate)

Random Access Time


44/68

Random Access Time (RAT) dihitung dengan

RAT = s + r + t

dengan

s = seek time

r = rotational latency

t = transfer rate

Random Access Time


45/68

RAT: seek time (s)

Seek time adalah waktu yang dibutuhkan untukmenggerakkan head ke track di mana databerada.

msiss c

ditempuhyangantartrackruangjumlah

satu trackberpindahheaduntukwaktutime)startup(initialawalpenyalaanwaktu

dengan

i

Sc


46/68

RAT: rotational latency (r)

Rotational latency adalah waktu yang dibutuhkanhead untuk menunggu perputaran disk sehinggadata yang akan dibaca tepat berada di bawahhead.

ms

rpmr

1000605,0

menitperdiskputaranjumlah

dengan

rpm


47/68

Transfer rate (t) adalah kecepatan transfer dataaktual dari penyimpanan sekunder ke memori,dan sebaliknya. Dihitung dalam jumlah bytedata (bps, Kbps, Mbps)

Transfer rate banyak dipengaruhi oleh

Ukuran blok data

Kecepatan menulis/membaca data padapenyimpanan sekunder.

RAT: transfer rate (t)


48/68

RAT: transfer rate (t)

Terdapat dua besaran yang bergantung pada t,yaitu

record transfer time(TR): waktu untuk

transfer satu record logik berukuran R byte

block transfer time(btt): waktu untuk transfer

satu block data berukuran B byte

mstRTR /

mstBbtt /


49/68

Pengaksesan sekumpulan (besar) block tidakdapat menghindari diaksesnya (juga) daerah-daerah bukan data (IBG, IRG, W, P, dsb).

Kemudian di akhir tiap track harus dilakukan seekuntuk melanjutkan pengaksesan ke trackberikutnya. Selama seek ini tidak ada data yangditransfer.

Untuk pengaksesan data dalam jumlah besar,waktu total pengaksesan diistilahkan sebagai bulktransfer time.

Bulk Transfer Time (t)


50/68

Bulk transfer time dihitung dengan

dengan

sehingga


ms}'/)(/{' stWRRt

mstWRs /)(/1'

ms)}/({)2/(' WRRtt


51/68

Dari rumus-rumus tadi terlihat bahwa ttergantung pada:

W, yaitu gabungan antara G, P, dan Bfr

R itu sendiri t

Jadi metode blocking sangat menentukan

efisiensi baik pengaksesan maupunpenyimpanan data.



52/68

Sebuah hard disk memiliki karakteristik sebagaiberikut:

seek time = 10 ms,

kecepatan putar 3000 rpm, transfer rate = 1024 byte/ s.

Penyimpanan record menggunakan metode fixedblocking:

B = 2 KB,

R = 128 byte,

IBG = 64 byte.

Hitung Bfr, r, TR, Btt, W, t', RAT untuk transferrecord.

Contoh


53/68

Pengalamatan Blok


54/68

Untuk mengetahui posisi suatu block padamedia penyimpanan sekunder, digunakanBlock Pointer.

Block pointer ini berisi alamat block untukdiacu ketika block ybs diakses.

Ada tiga alternatif alamat yang disimpan diblock ini:

Alamat fisik Alamat relatif

Alamat simbolik

Pengalamatan Block


55/68

Untuk mengacu satu unit data pada media, palingtidak terdapat enam besaran yang harusdisimpan:

nomor perangkat fisik nomor silinder

nomor permukaan

nomor sektor/block

nomor record dalam block

nomor field dalam record

Pengalamatan Fisik


56/68

Metode pengalamatan ini sulit diimplementasikan,karena bervariasinya kemungkinan peletakanrecord dalam block.

Metode ini juga sangat begantung padaperangkat (device-dependent).Perangkatyang berbeda mengharuskan perubahan pada

parameter-parameter di atas.

Pengalamatan Fisik


57/68

Setiap block dinomori dari 0 hingga jumlahmaksimum block di dalam media. Sistemoperasi menggunakan nomor-nomor ini untuk

menghitung alamat fisik dari block yangdituju.

Contoh: MSDOS dan UNIX menggunakan

pengalamatan relatif.

Pengalamatan Relatif


58/68

Setiap block mempunyai alamat simbolik (ID).

Dalam pengalamatan ini ada tabel alamat

berisi alamat simbolik dan alamatfisik/relatifnya.

Bila ada sebuah block yang diminta, sistem

akan mencari di dalam tabel menggunakan IDblock tsb sebagai kunci/key pencarian.

Dalam sistem ini block mudah dipindahkan

karena tinggal mengupdate tabel alamatnya.

Pengalamatan Simbolik


59/68

Buffer


60/68

Setelah sebuah block diakses, ia akanditransfer ke bagian khusus di memori yangdisebut buffer.

Buffer adalah tempat data disimpansementara sebelum ditransfer ke bagian lainmemori (dalam kasus pembacaan/read) atauke media (dalam kasus penulisan/write)

Buffer memori ini berukuran sama denganblock.

Setiap media dalam sistem memiliki buffernyamasing-masing.

Buffer


61/68

Contoh alokasi buffer:

Suatu komputer dipakai oleh 30 user

Setiap user dapat memanipulasi tiga file sekaligusSetiap file membutuhkan 1 hingga 2 block

B=1024

Hitung Total Memory diperlukan?

Buffer


62/68

Contoh alokasi buffer:

Total byte memori yang dibutuhkan

= B * total block yang dibutuhkan= B * (jml user * jml file per user *

jml buffer per file)

= 1024 * (30 * 3 * 1) atau 1024 * (30 * 3 *2)

= 92160 (minimal) hingga 184320(maksimal) byte

= 90 hingga 180 KB

Buffer


63/68

Dari contoh dapat dilihat bahwa besar bufferditentukan oleh :

jumlah user

jumlah file per user ukuran file yang dimanipulasi

besar B (Ukuran block)

Semakin besar nilai keempat parameter ini,semakin besar pula ukuran buffer yang harusdialokasikan di memori.

Buffer


64/68

File system manager di tingkat yang lebihrendah menerjemahkan alamat block ke levelhardware yaitu nomor silinder,

surface/permukaan, dan sector.

Teknik optimisasi selain buffering block dimemory :

Scheduling File organization

Nonvolatile write buffers

Log disk

Optimasi Pengaksesan Block


65/68

Scheduling:Jika beberapa block dari sebuahsilinder akan ditransfer, waktu dapat dihematdengan cara mengakses block-block tsb dalam

urutan saat block-block tersebut melewatihead. Algoritma penjadwalan yang biasadigunakan adalah algoritma elevator (elevatoralgorithm).



66/68

File organization:Mengorganisasikan block-block sesuai dengan tingkah lakupengaksesan data. Contohnya, menyimpaninformasi yang berhubungan pada track yangsama atau track yang dekat secara fisik atausilinder yang bersebelahan untuk memperkecilseek time.



67/68

Nonvolatile write buffers:Menggunakannonvolatile RAM(seperti battery-back-upRAM) untuk mempercepat penulisan (pertamatulis ke nonvolatile RAM buffer danmemberitahu OS bahwa proses write sudahselesai).



68/68

Log disk:Pendekatan lain untuk mengurangiwaktu penulisan. Suatu disk didedikasikanuntuk menulis sequential log. Seluruh akseske log disk adalah sequential; utamanyamengurangi seek time, dan beberapa blockyang berurutan dapat ditulis sekaligus,membuat penulisan ke log disk beberapa kalilebih cepat dari penulisan random.


03.04.05.parameter penyimpanan sekunder

Documents