sistem operasi komputer -...

Sistem Operasi Komputer

Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 1


Pertemuan X –File interface and file system

I/O systemMass storage system (disk)

Materi

• Konsep file

• Metode akses

• Struktur directory

• I/O hardware

• Aplikasi antarmuka I/O

• Struktur disk

• Penjadwalan disk

• Pengelolaan disk



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



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 (Fi) – cari pada struktur dir pada disk kemudian pindahkan isi entry Fi ke dalam memori

• Close (Fi) – memindahkan isi entry Fi dari memori ke dalam struktur direktori disk



Tipe file – nama.extention

Metode Akses

• Sekuensialread next

write next

reset

no read after last write

(rewrite)

• Directread n ( n = nomor blok relatif)

write n

position to n

read next

write next

rewrite n



Akses sekuensial

• Kumpulan (logikal) simpul yang berisi informasi tentang

semua file

• Struktur direktori dan file disimpan dalam disk

• Jika ada backup, biasanya disimpan dalam (magnetic)

tapes

Struktur direktori

F 1 F 2F 3

F 4

F n

Directory

Files



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



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)



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 1RWX

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.

owner group public

chmod 761 game

Attach a group to a file:

chgrp G game



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)



Tranfer Data I/O

Struktur Bus PC



Contoh Sebagian Lokasi Port I/O pada PC

Siklus interupsi I/O



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



Struktur kernel – I/O

Karakteristik perangkat I/O



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 sektor-sektor 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



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



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.



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



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



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



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 File system(s)

DOS FAT16

Windows 95/98 FAT16, FAT32

Windows NT FAT16, NTFS

Windows 2000/XP FAT16, FAT32, NTFS

OS/2 FAT16, HPFS

Novell NetWare proprietary file system



Format Disk pada MS-DOS

sistem operasi komputer -...

Documents