Bab 10

1








Bab 10

Pengelolaan Alat Masukan-Keluaran 4
2








--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Bab 10
• PENGELOLAAN ALAT MASUKAN-KELUARAN 4
• A. Penyimpan Magnetik (Magnetic Storage)
• 1. Fungsi
• Menyimpan informasi dari komputer (biasanya
  berbentuk berkas) secara magnetik
• Terdapat beberapa bentuk
• Pita magnetik
• Disk (hard disk)
• Disket (floppy disk)

3
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• 2. Pita Magnetik
• Pita plastik yang dilapisi dengan bahan magnetik
  dalam ukuran yang tipis sekali
• Pita digulung pada dua roda, baik secara terpisah
  maupun dalam satu rumah (catridge, kaset)
• Informasi disimpan dengan mengubah-ubah keadaan
  magnet di pita itu
• Penyimpanan berlangsung serial sehingga pembacaan
  kembali harus dilakukan dengan memutar roda untuk
  mencari tempat simpan

4
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• 3. Hard disk dan Floppy disk
• (a) Bentuk
• Hard disk dan floppy disk sama bentuknya yakni
  berupa piring hard disk keras dan floppy disk
  lunak
• Biasanya hard disk terbuat dari satu atau
  beberapa piring aluminium yang dilapisi bahan
  magnetik
• Kalau hard disk terdiri atas beberapa piring,
  maka piring itu berputar pada satu sumbu bersama
• Floppy disk terbuat dari satu piring plastik yang
  dilapisi bahan magnetik
• Karena serupa, mereka dapat disebut disk saja

5
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• (b) Penulisan dan pembacaan
• Penulisan dan pembacaan dilakukan melalui hulu
  tulis baca yang dapat bergerak

6
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Setiap permukaan disk dibaca oleh satu hulu
  tulis baca
• Semua hulu terikat pada satu sumbu sehingga
  bergerak bersama ketika menulis ke dan membaca
  dari permukaan disk
• Pada disk dengan banyak piring, biasanya
  permukaan terluar tidak digunakan untuk menyimpan
  

Gerakan hulu
7
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• (c) Lintas, sektor, blok, dan silinder
• Lintas
• Penyimpanan pada disk dilakukan pada lintas
  berbentuk lingkaran konsentrik di permukaan disk

8
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Sektor
• Setiap lintas dibagi lagi menjadi sejumlah sektor
  yang sama panjang
• Penyimpanan informasi terjadi pada sektor dan
  setiap sektor dapat menyimpan sejumlah bait
  (misalnya 512 bait)
• Blok
• Satu blok terdiri atas satu atau lebih sektor,
  bergantung kepada sistem operasi
• Proses penyimpanan berlangsung secara blok demi
  blok
• Silinder
• Semua lintas sama letak pada semua piring disebut
  silinder

9
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• (d) Waktu Akses
• Lintas diberi nomor urut sesuai dengan letak
  lintas di disk
• Ada lintas di tepi piring dan ada lintas di
  tengah piring
• Hulu baca bergerak bolak-balik dari tepi piring
  ke tengah piring melewati lintas
• Waktu akses a meliputi waktu untuk
• Menemukan lintas (waktu cari t)
• Menstabilkan hulu (waktu mantap s)
• Menemukan sektor (waktu latensi l)
• Menulis atau membaca d
• a t s l d

10
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Waktu mantap
• Hulu harus bergerak cepat dan langsung berhenti.
  Ketika berhenti hulu bergetar. Diperlukan waktu
  mantap s untuk hulu menjadi mantap
• Waktu cari
• Waktu yang diperlukan hulu untuk mencapai lintas
  yang dituju. Jika mecapai satu lintas memerlukan
  waktu b, maka
• t(1) b
• Untuk melewati n lintas, diperlukan waktu cari
  sebesar
• t(n) nb

11
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Waktu cari dan waktu mantap

Gerak hulu
12
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Rerata waktu cari
• Jika disk memiliki w lintas, maka waktu cari
  merupakan deret hitung dari 1 sampai w
• Melalui deret hitung, jumlah semua waktu cari
  dapat dihitung
• Jika jumlah semua waktu cari dibagi dengan
  banyaknya lintas, maka diperoleh rerata waktu
  cari

13
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Waktu latensi
• Waktu latensi adalah waktu untuk menemukan
  sektor bergantung kepada
• Waktu rotasi r
• Sektor per lintas m
• Waktu latensi untuk 1 sektor
• Rerata waktu latensi

14
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Waktu akses
• Jika waktu tulis dan baca adalah masing-masing
• dt waktu tulis
• db waktu baca
• maka waktu akses untuk tulis dan baca adalah
  masing-masing
• Tulis at t s l dt
• Baca ab t s l db
• Biasanya waktu tulis lebih lama dari waktu baca

15
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• (e) Pengendali disk
• Untuk satu perangkat disk
• EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics)
• Mengengali sampai 4 disk
• Tiap disk sampai kapasitas 137 GB
• Kecepatan transfer sampai 66 MB/detik
• SCSI (Small Computer System Interface)
• Kecepatan transfer sampai 160 MB/detik
• Untuk beberapa perangkat disk
• RAID (Redundant Array of Independent Disk)
• Mengatur beberapa perangkat disk
• Level 1 mirroring ada back up
• Striping Memecah data, instruksi, informasi
  ke beberapa disk

16
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• B. Algoritma Pengakses Lintas pada Disk
• 1. Fungsi
• Komputer dengan banyak pemakai perlu mengelola
  banyak permintaan akses disk
• Terjadi antrian permintaan akses lintas pada
  disk, misalnya, hulu ada di lintas 50, dan
  antrian adalah sebagai berikut
• 13 46 65 27 95 82 9 17 52 53 17 1
  82 2 17 98 7
• Ada sejumlah algoritma untuk melayani permintaan
  akses lintas

17
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Cara akses lintas disk mirip dengan gerak lift

lift
disk
18
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• 2. Algoritma Pertama Tiba Pertama Dilayani
  (PTPD)
• First Come First Served
• Contoh
• Antrian 13 46 65 27 95 82 9 17 52 53 17 1 82
  2 17 98 7
• Letak hulu 50

50
0
1
2
7
9
13
17
27
46
52
53
65
82
95
98
1
19
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Banyaknya lintas yang dilalui
• 50 13 37 lintas
• 13 46 33 lintas
• 46 65 19 lintas
• 65 27 38 lintas
• 27 95 68 lintas total 725
  lintas
• 95 82 13 lintas
• 82 - 9 73 lintas
• 9 17 8 lintas
• 17 52 35 lintas
• 52 53 1 lintas
• 53 17 36 lintas
• 17 - 1 16 lintas
• 1 82 81 lintas
• 82 - 2 81 lintas
• 2 17 15 lintas
• 17 98 81 lintas

20

--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• 3. Algoritma Pungut
• Pick up
• Contoh
• Antrian 13 46 65 27 95 82 9 17 52 53 17 1 82
  2 17 98 7
• Letak hulu 50

50
0
1
2
7
9
13
17
27
46
52
53
65
82
95
98
1
21
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Banyaknya lintas yang dilalui
• 50 ke 13 pungut 46 27 17 13 37 lintas
• 13 ke 65 pungut 52 53 65 52 lintas
• 65 ke 95 pungut 82 95 30
  lintas
• 95 ke 2 pungut 9 84
  lintas
• 9 ke 1 pungut 7 2 1 8
  lintas
• 1 ke 98 pungut 98 97
  lintas
• 
  -----------------
• 
  310 lintas

22

--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• 4. Algoritma Waktu Cari Terpendek Dipertamakan
  (WCTD)
• Shortest Seek Time First (SSTF)
• Contoh
• Antrian 13 46 65 27 95 82 9 17 52 53 17 1 82
  2 17 98 7
• Letak hulu 50

50
0
1
2
7
9
13
17
27
46
52
53
65
82
95
98
1
23
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• 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
• 98 98 95 98 3
  lintas
• 
  ----------------

24


--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• 5. Algoritma Lift Singkat
• LOOK (sampai permintaan teratas dan terbawah,
  tidak sampai ujung
• Contoh
• Antrian 13 46 65 27 95 82 9 17 52 53 17 1 82
  2 17 98 7
• Letak hulu 50
• 50 ke 98 lewat 52 63 65 82 95 98 48 lintas
• 98 ke 1 lewat 46 27 17 13 9 7 2 1 97
  lintas
• 
  total 145 lintas

50
0
1
2
7
9
13
17
27
46
52
53
65
82
95
98
1
25



--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• 6. Algoritma Lift Singkat Searah
• C - LOOK (sampai permintaan teratas dan
  terbawah, tidak sampai ujung, hanya dari bawah ke
  atas)
• Contoh
• Antrian 13 46 65 27 95 82 9 17 52 53 17 1 82
  2 17 98 7
• Letak hulu 50
• 50 ke 98 lewat 52 63 65 82 95 98 48 lintas
• 98 ke 1 tidak mengakses 97
  lintas
• 1 ke 46 lewat 1 2 7 9 13 27 46 45
  lintas
• 
  total 190 lintas

50
0
1
2
7
9
13
17
27
46
52
53
65
82
95
98
1
26



--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• 7. Algoritma Lift Lengkap
• SCAN (sampai ujung terbawah dan teratas)
• Contoh
• Antrian 13 46 65 27 95 82 9 17 52 53 17 1 82
  2 17 98 7
• Letak hulu 50
• 50 ke 100 lewat 52 63 65 82 95 98 100 50
  lintas
• 100 ke 1 lewat 46 27 17 13 9 7 2 1 0
  99 lintas
• 
  total 149 lintas

50
0
1
2
7
9
13
17
27
46
52
53
65
82
95
98
1
27




--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• 8. Algoritma Lift Lengkap Searah
• C - SCAN (sampai ujung terbawah dan teratas,
  hanya dari bawah ke atas)
• Contoh
• Antrian 13 46 65 27 95 82 9 17 52 53 17 1 82
  2 17 98 7
• Letak hulu 50
• 50 ke 100 lewat 52 63 65 82 95 98 100 48
  lintas
• 100 ke 0 tidak mengakses
  100 lintas
• 0 ke 46 lewat 0 1 2 7 9 13 27 46
  46 lintas
• 
  total 196 lintas

50
0
1
2
7
9
13
17
27
46
52
53
65
82
95
98
1
28
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Perbandingan di antara algoritma
• Algoritma Lintas
• PTPD 725
• Pungut 310
• WCTD 152
• LS 145
• LSS 190
• LL 149
• LLS 196
• PTPD Pertama Tiba Pertama Dilayani
• WCTD Waktu Cari Terpendek Dipertamakan
• LS Lift Singkat
• LSS Lift Singkat Searah
• LL Lift Lengkap
• LLS Lift Lengkap Searah

29
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• C. Penyimpan Optik (Optical Storage)
• 1. Fungsi dan Jenis
• Menyimpan informasi dari komputer dan kemudian
  dapat dimuat kembali ke komputer
• Bekerja secara optik melalui perbedaan pantulan
  cahaya
• Biasanya terdiri atas
• CD (Compact disk)
• DVD (Digital video disk)
• Ada yang hanya dapat dibaca
• Ada juga yang dapat ditulis dan dibaca
• Prinsip kerja CD dan DVD adalah serupa

30
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• 2. CD (Compact disk) dan DVD
• Terdiri atas keping piringan yang dapat diputar
  dengan menggunakan sumbu

31
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Jalur penyimpan CD-ROM
• Berbentuk spiral dari bagian dalam ke bagian luar
  (hanya dapat dibaca)
• Pada jalur terdapat tonjolan dan lekukan

32
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Lekukan dan Tonjolan pada CD-ROM
• Menyandikan bit 0 dan bit 1 satu bait
  menggunakan 8 bit
• Satu CD dapat menyimpan banyak bait, misalnya
• 783.216.000 bait

33
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Penyimpanan informasi
• Informasi disimpan melalui lekukan (0) disebut
  juga pit dan tonjolan (1) disebut juga land
• Pada lekuk (pit) tiada pantulan, menjadi 0, dan
  pada tonjolan (land) ada pantulan, menjadi 1
• Cahaya yang digunakan adalah laser

1
0
34
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Kecepatan trasfer data
• Pertama kali dibuat, 150 kB per detik
• Kecepatan ini dijadikan satuan, sehingga sekarang
  kecepatan transfer menjadi
• Sekian kali 150 kB per detik
• Misalnhya 48 x, 75 x
• 48 X 48 x 150 kB/s 7200 kB/s
• Kapasitas
• Kapasitas 650 MB sampai 1 GB
• Kecepatan 48 x dan 75 x
• CD RW (RW rewritable)
• Tulis sampai 20 kali, tulis ulang sampai 10 kali

35
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• CD dan DVD
• Kapasitas simpan DVD setara dengan sekitar 7
  kali kapasitas simpan CD
• DVD mengenal penyimpanan 1 sisi dan 2 sisi serta
  1 lapisan dan 2 lapisan
• Kapasitas DVD 4,7 GB sampai 17 GB
• Sisi Lapisan Kapasitas
• ----------------------------------------
• 1 1 4,7 GB
• 1 2 8,5 GB
• 2 1 9,4 GB
• 2 2 17 GB
• -----------------------------------------

36
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• 3. CD Rekam dan Baca
• CD-R (Recordable)
• Informasi dapat direkam ke CD tetapi tidak dapat
  dihapus
• Piring rekaman dilaburi zat warna peka cahaya
• Zat warna itu tembus cahaya sehingga disandikan
  sebagai 1
• Jika dipanasi melalui cahaya dengan frekuensi dan
  intensitas tertentu, zat warna itu menjadi butak
  (tidak tembus cahaya) sehingga disandikan sebagai
  0
• Dengan cara ini, informasi dapat direkam ke dalam
  CD

37
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• CD-RW (Rewritable)
• CD ini dapat ditulis kembali sehingga isinya
  dapat dihapus
• Piringan dilaburi semacam bahan yang terbuat dari
  campuran perak, antimoni, tellurium, dan indium
• Bahan ini dapat berbentuk kristal (tembus cahaya,
  disandikan 1) dan dapat berbentuk amorf (tidak
  tembus cahaya, disandikan 0)
• Jika dipanasi pada temperatur tertentu, bahan ini
  lebur. Ketika dingin bahan menjadi berbentuk
  amorf (disandikan 0)
• Tetapi jika setelah lebur, bahan itu didinginkan
  secara perlahan maka bahan ini menjadi berbentuk
  kristal (dihapus dengan cara ini)

38
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Perekaman
• Dengan sifat ini, rekaman dapat dilakukan melalui
  pendinginan biasa
• Titik-titik melalui pendinginan biasa ini menjadi
  tidak tembus cahaya dan disandikan sebagai 0
• Titik-titik yang tidak dipanasi tetap tembus
  cahaya dan disandikan sebagai 1
• Penghapusan
• Penghapusan dilakukan dengan pendinginan lambat
  sehingga bahan di seluruh permukaan piring
  kembali menjadi kristal yakni tembus cahaya

39
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• D. Penyimpan Solid-State (Solid-State Storage)
• 1. Fungsi dan Jenis
• Penyimpan solid-state menyimpan informasi dari
  komputer dan kemudian dapat dimuat kembali ke
  komputer
• Penyimpanan berlangsung secara elektronik pada
  rangkaian listik yang kecil
• Ada beberapa jenis penyimpan solid-state,
  mencakup
• Smart card
• Compact flash
• Memory stick
• Semuanya menggunakan flash memory

40
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Smart card, compact flash, dan memory stick

Memory stick
Smart card
Compact flash
41
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• 2. Flash Memory
• Penyimpanan solid-state terjadi berdasarkan
  flash memory
• Flash memory terdiri atas rangkaian transistor
  yang berukuran sangat kecil

Word line
Control gate
Thin oxide layer
-
-
-
-
Floating gate
drain
source
Bit line
Current flow
Negatively charged electron
-
-
-
-
42
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Transistor control gate dan transistor floating
  gate dipisahkan oleh thin oxide layer
• Hubungan floating gate ke word line harus
  melalui thin oxide layer
• Pemutusan hubungan melalui tunneling
• Tunneling
• Bit line diberikan potensial 10 sampai 13 volt
• Floating gate mengeluarkan elektron
• Elektron terperangkap di thin oxide layer
• Hubungan floating gate ke word line terputus
• Disandikan sebagai 0

Hubungan floating gate ke word line
Terhubung 1 Terputus 0
43
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Penghubungan kembali
• Hubungan floating gate ke word line dipulihkan
  dengan menghapus elektron di thin oxide layer
• Penghapusan dilakukan dengan memberikan tegangan
  lebih tinggi pada floating gate sehingga arus
  tembus ke word line
• Penghapusan terjadi untuk semua bit
• Sel Sensor
• Untuk membedakan terhubung (1) dan terputus (0)
  digunakan sel sensor
• Jika saluran dari floating gate ke word line
  lebih dari 50 diartikan terhubung
• Jika kurang dari 50 diartikan terputus

44
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
10-----------------------------------------------
-------------------------------

• Jenis flash memory
• Jenis flash memory ditentukan oleh jenis
  transistor yang digunakan
• Ada NOR flash memory dan ada NAND flash memory
• Ukuran
• Ukuran flash memory sangat kecil, sehingga
  penyimpan yang menggunakan flash memory dapat
  berukuran sangat kecil