Sistem Operasi Komputer -...
Transcript of Sistem Operasi Komputer -...
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 1
Sistem Operasi Komputer
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
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 2
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
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 3
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
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 4
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
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 5
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
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 6
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
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 7
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)
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 8
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
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 9
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)
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 10
Tranfer Data I/O
Struktur Bus PC
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 11
Contoh Sebagian Lokasi Port I/O pada PC
Siklus interupsi I/O
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 12
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
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 13
Struktur kernel – I/O
Karakteristik perangkat I/O
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 14
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
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 15
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
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 16
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.
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 17
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
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 18
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
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 19
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
Sistem Operasi Komputer
Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 20
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