SISTEM OPERASI “ MEKANISME INPUT/OUTPUT “

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR i
DAFTAR ISI ii
BAB I PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
BAB II MEKANISME INPUT/OUTPUT
1. Struktur Disk
2. Penjadwalan Disk
3. Manajemen Disk
4 . Penanganan Swap-Space......................................................
5 Keandalan Disk...................................................................
6. Implementasi Stable-Storage.................................................
7. Disk..................................................................................
8. Ram Disk...........................................................................
BAB III PENUTUP
1. Kesimpulan...........................................................................
2. Saran...................................................................................
DAFTAR PUSTAKA














KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat ALLAH SWT, atas limpahan rahmat dan karunianya baik berupa kesehatan maupun kesempatan sehingga penyusunan makalah ini dapat terselesaikan sebagai mana mestinya.
Adapaun tema yang kami sajikan yaitu”MEKANISME INPUT/OUTPUT” merupakan tugas yang di berikan oleh dosen pembimbing mata kuliah guna memenuhi slah satu persyaratan akademik,dalam standarisasi penilayan ,meskipun makalah ini telah tersusun secara mendetail maupun ilmiawi,namun kami menyadari sepenuhnya masih banyak terdapat kesalahan dan kekurangan yang ada di dalamnya,oleh karena itu kritik dan saran dari berbagai pihat yang sifatnya konstruktif(membangun), terutama dari teman-teman mahasiswa maupun dosen pembimbing,sangat kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini,harapan penulis muda-mudahan makalah ini dpat memenuhi fungsinya.



Tidore 30-03-2011












BAB I
PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Perkembangan zaman memang tak dapat diduga. Dewasa ini, kemajuan teknologi yang mengiringi perkembangan zaman sudah dapat dilihat nyata. Disamping itu, tuntutan era globalisasi untuk membuka kerjasama dengan negara-negara lain dalam melakukan usaha di negara-negara tertentu juga mempengaruhi perkembangan teknologi.
Banyak perusahaan yang menggunakan teknologi mutakhir untuk menopang segala bentuk usahanya. Kemajuan teknologi ini tidak lain adalah salah satu kemajuan dari perkembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi atau IPTEK.
Penggunaan komputer di perusahaan-perusahaan sudah bukan hal baru lagi. Penggunaan komputer tersebut dilakukan untuk menjamin manajemen data dan informasi yang terintegrasi dan terjamin keamanannya.















BAB II
MEKANISME INPUT/OUTPUT

1. STRUKTUR DISK
Disk menyediakan penyimpanan sekunder bagi sistem komputer modern.Magnetic tape sebelumnya digunakan sebagai media penyimpanan sekunder waktu aksesnya lebih lambat dari disk. Oleh karena itu, sekarang tape digunakan terutama untuk backup,untuk penyimpanan info yg tidak sering, sebagai media untuk mentransfer informasi dari satu sistem ke sistem yg lain ,dan untuk menyimpan sejumlah data yg terlalu besar untuk sistem disk.

Disk drive moderm di alamatkan sebagai suatu array satu dimensi yg besar dari blok logik,dimana blok logik merupakan unit terkecil dari transfer,ukurn dari blok logik biasanya adalah 512 bytes.

2. PENJADWALAN DISK
Salah satutanggung jawab sistem operasi adalah menggunakan hardware dengan efisien.khusus untuk disk draives,efisiensi yg di maksudkandi sini adalah dalam hal waktu akses dan cepat dan aspek bandwith disk,waktu akses memiliki dua komponen utama yaitu waktu pencarian dan waktu rotasi disk.
Waktu pencarian adalah waktu yg di butuhkan disk arm untuk menggerakan head ke bagian selinder disk yg mengandung sektor yg di inginkan waktu rotasi disk adalah waktu tambahan yg di butuhkan untuk menunggu rotasi atau perputaran disk,sehingga sektor ygdi inginkan dapat di baca oleh head.
Sebagai mana kita ketahui,jika suatu proses membutuhkan pelayanan I/O dari atau menuju disk,maka proses tersebut akan melakukan system call ke sistem operasi,permintaan tersebut membuka informasi-informasi antara lain:
Apakah operasi input atau output
Alamat disk untuk proses tersebut
Alamat memori untuk proses tersebut
Jumlah bytes yg akan di transfer




 Penjadwalan FCFS
Bentuk paling sederhana dalam penjadwalan disk adalh dengan sistem antrian (queue) atau First Come Fisrst Served (FCFS) . algoritma ini secara intrinsik bersifat adil,tetapi secara umum algoritma ini pada kenyataannya tidak memberikan pelayanan yg paling cepat.

Permasalahan dengan menggunakan penjadwalan jenis ini dapat diilustrasikan dengan pergerakan dari 122 ke 14 dan kembali lagi ke 124. Jika permintaan terhadap silinder 37 dan 14 dapat di kerjakan atau di layani secara bersamaan,baik sebelum maupun setelah permintaan 122 dan 124,maka pergerakan total head dapat di kurangi secara siknifikan sehingga pendayagunaan akan meningkat.

 Penjadwalan SSTF
Sangat beralasan jika kita menutup semua pelayanaan pada posisi head saat ini sebelum menggerakan head ke tempat lain yg jau untuk melayani suatu permintaan. Asumsi ini mendasari algoritma penjadwalan kita yg kedua yaitu shortest-seek -time-first(SSTF). Algoritma ini memiliki permintaan dengan berdasarkan waktu pencarian atau seek time paling minimum dari posisi head saat itu, Karena waktu pecarian meningkat seiring dengan jumlah selinder yg di lewati oleh head,maka SSTF memilih permintaan yg paling dekat posisinya di disk terhadap posisi head saat itu.

 Penjadwalan SCAN
Pada algoritma SCAN,pergerakan disk arm di mulai dari salah satu ujung disk,kemudian bergerak menuju ujung yg lainsambil melayani permintaan setiap kali mengunjungi masing-masing silinder, Jika telah sampai di ujung disk,maka disk alarm bergerak berlawanan arah,kemudian mulai lagi melayani permintaan-permintaan yg muncul,dalam hal ini dask arm bergerak bolak balik melalui disk.

 Penjdwalan C-SCAN
Circular-SCAN adalah varian dari algoritma SCAN yg sengaja di desain untuk menyediakan waktu tunggu yg sama. Seperti halnya SCAN , C-SCAN akan menggerakan head dari satu ujung disk ke ujung lainnya sambil melayani permintaan yg terdapat selama pergerakan tersebut. Tetapi saat head tiba pada salah satu ujung, maka head tidak berbalik arah dan melayani permintaan-permintaan, akan kembali keujung disk asal pergerakan. Jika head mulai dari ujung 0, maka setelah tiba diujung disk yg lainnya, head tidak akan berbalik arah menuju ujung 0, tetapi langsung bergerak ulang dari 0 ke ujung satunya lagi.

 Penjadwalan LOOK
Perhatikan bahwa SCAN dan C-SCAN menggerakan disk arm melewati lebar seluruh disk, pada kenyataannya algoritma ini tidak diimplementasikan demikian, pada umumnya arm disk bergerak paling jauh hanya pada permintaan terakhir pada masing-masing arah pergerakan nya, kemudian langsung berbalik arah tanpa harus menuju ujung disk, Versi SCAN dan C-SCAN yg berperilaku seperti ini disebut LOOK SCAN dan LOOK C-SCAN, karena algoritma ini melihat dulu permintaan-permintaan sebelum melanjutkan arah pergerakan nya.

 Pemilihan Algoritma Penjadwalan Disk
Dari algoritma-algoritma diatas, bagaimana kita memilih algoritma terbaik yg akan di gunakan? SSTF lebih umum dan memiliki perilaku yg lajim kita temui. SCAN dan C-SCAN memperlihatkan kemampuan yg lebih baik bagi sistem yg menempatkan beban pekerjaan yg berat kepada disk, karena algoritma tersebut memiliki masalah star vation yg paling sedikit, untuk antrian permintaan tertentu, mungkin saja kita dapat mendefenisikan urutan akses dan pengambilan data dari disk yg optimal, tapi proses komputasi membutuhkan penjadwalan optimal yg tidak kita dapatkan pada SSTF atau SCAN.
Dengan algoritma penjadwalan yg manapun, kinerja sistem sangat bergantung pada jumlah dan tipe permintaan, sebagai contoh, misalnya kita hanya memiliki satu permintaan, karena algoritma-algoritma tersebut hanya punya satu pilihan dari mana menggerakan disk head: semuanya berperilaku seperti algoritma penjadwalan,FCFS.

 Studi Kasus Analisis Algoritma Penjadwalan Disk
Diketahui selinder 250 dan urutan data job sebagai berikut:
70,225,16,19,89,100,178,168,79,212,50,67,5,195
Diasumikan initial state pada 45

3. MANAJEMEN DISK
Disk merupakan suatu media penyimpanan yg perlu diatur dengan baik oleh sistem operasi dan perangkat I/O sehingga bisa memiliki kinerja sesuai dengan yg diharapkan, manajemen disk meliputi: Memformat disk, boot block,bad blocks dan sebagainya.

 Memformat Disk
Sebuah detik magnetik yg baru sebenarnya hanyalah sebuah slate kosong yg berupa piringan magnetik untuk menyimpan sesuatu. Sebelum disk tersebut dapat menyimpan data, harus dilakukan proses low-level formatting/physical formatting,yaitu membagi disk menjadi beberapa sektor dan mengisinya dengan struktur data tertentu.
Salah satu informasi yg dibutuhkan oleh disk controller adalah error-correcting code, disebut seperti itu karena jika terdapat satu atau dua bit data corrupt, controller dapat mengidentifikasi bid mana yg berubah dan mengoreksinya, proses ini otomatis dilakukan oleh controller setiap pembaca atau menulis pada disk.

 Boot Block
Ketika pertama kali menjalankan komputer, dibutuhkan program yg sudah diinisialisasi, yaitu bootstrab yg diinisialisasi adalah segala aspek sistem, dari CPU register sampai defica controller dan isi dari main memory, kemudian menjalankan sistem operasi, unutk itu bootstrab mencari kernel sistem operasi pada disk,me-load-nya ke memory, dan menggunakan alamat yg telah diinisialisasi untuk mulai menjalankan sistem operasi.
Hampir semua komputer menyimpan bootstrab pada read only,alasannya karena tidak membutuhkan inisialisasi dan berada pada lokasi yg tetap dimana prosesor tetap dapat mengeksekusinya ketika komputer baru dinyalakan, kelebihan lainya karena readonly,ia tidak dapat terkena virus, tetapi masalah yg timbul adalah jika kita mengubah kode bootstrab brati mengubah chipROM juga.

 Bad Blocks
Bad Blocks adalah satu atau lebih sektor atau rusak pada suatu disk, pada disk sederhana, bad blocks diatasi secara manual, untuk disk yg lebih kompleks seperti diskSCSI, bad blocks diatasi dengan sektor sparing atau forwarding,yaitu controller dapat mengganti sektor yg rusak dengan sebuah sektor yg terpisah, alternatif lainya adalah mengganti sektor tersebut dengan cara sektor slipping, mengganti blok yg rusak bukan sepenuhnya merupakan proses yg otomatis, karena data-data yg tersimpan sebelumnya akan terhapus.





4. PENANGANAN SWAP-SPACE
Penanganan swapspace adalah salah satu dari low level task pada sebuah sistem operasi.
Memori virtual menggunakan disckspace sebagai perpanjangan dari memori utama, karena kecepatan akses disk lebih lambat daripada akses memori, maka penggunaan swap-space akan mengurangi performa sistem secara siknifikan.

 Penggunaan Swap-Space
Penggunaan swap-space pada berbagai sistem operasi berbeda-beda, bergantung pada algoritma memori managemen yg diimplementasikan, sebagai contoh, sistem yg mengimplementasi, swapping mungkin akan menggunakan swap-space untuk menyimpan sebuah proses,termasuk segmen kode dan datanya, sistem yg menggunakan paling hanya akan menyimpang yg sudah dikeluarkan dari memori utama, besarnya swap-space yg dibutuhkan sebuah sistem yg bermacam-macam, bergantung banyaknya physical memori ( RAM, seperti EDODRAM,SDRAM,RDRAM ), Memori virtual yg disimpan diswap-space, dan cara memori virtual digunakan, besarnya berfariasi, antara beberapa mega byites sampai ratusan megabytes atau lebih.

 Lokasi Swap-Space
Ada dua tempat di mana swap-space bisa berada: swap-space bisa diletakan pada partisi yg sama dengan sistem operasi, atau pada partisi yg berbeda, apabila swap-space yg dipakai hanya berupa sebuah berkas yg besar didalam sistem berkas, maka sistem berkas yg dipakai bisa digunakan untuk membuat, menamakan,dan mengalokasikan tempat swap-space, maka dari itu, pendekatan seperti ini mudah untuk di implementasikan, sayangnya, juga tidak efisien, menelusuri struktur direktori dan struktur data alokasi disk memakan waktu, dan berpotensi untuk mengakses disk lebih banyak dari yg diperlukan, fragmentasi eksternal bisa membuat swapping lebih lama dengan memaksakan pencarian sekaligus banyak ketika sedang membaca atau menulis sebuah proses, kita bisa meningkatkan performa dengan meng-chace informasi lokasi blok pada physical memori, dan dengan menggunakan aplikasi khusus untuk mengalokasikan blok-blok yg contiguous untuk berkas swapnya, dengan waktu tambahan untuk menelusuri struktur data file-sistem masi tetap ada.

 Pengolahan Swap-Space
Untuk mengilustrasikan metode-metode yg digunakan untuk mengelola swap-space, ketika sebuah proses mencoba untuk memperbesar segmen datanya melebihi blok yg dialokasikan ditempat swap, sistem operasi mengalokasikan blok lain lagi dua kali besarnya dari yg pertama, skema ini menyebabkan proses-proses yg kecil menggunakan blok-blok kecil, ini juga meminimalisir fragmentasi,blok-blok dari proses yg besar bisa ditemukan dengan cepat, dan peta swap tetap kecil.

5. KEANDALAN DISK
Disk memiliki resiko untuk mengalami kerusakan , kerusakan ini dapat berakibat turunya performa atau pun hilangnya data meskipu terdapat backup data, tetap saja ada kemungkinan data yg hilang karena adanya perubahan setelah terakhir kali data backup, karenanya, realibilitas dari suatu disk harus dapat terus ditingkatkan.
Berikut adalah beberapa penyebab terjadinya hilangnya data:
• Ketidak sengajaan dalam menghapus
• Hilangnya tenaga listrik
• Blok rusak pada disk
• Rusaknya disk
• Sistem corrupt

 RAID
Redundant Array offindenpendent disk, telah dibahas sebagian diatas, bisa meningkatkan kinerja penyimpanan sekunder, pola RAID terdiri atas enam level dari level nol sampai lima, level ini tidak mengartikan hubungan hierakis namun penandaan arsitektur rancangan yg berbeda yg mempunyai tiga karakteristik umum:
RAID merupakan sekumpulan disk drive yg dianggap oleh sistem operasi sebagai sebuah drive logical tunggal
Data didistribusikan ke drive fisik
Kapasitas redundant disk digunakan untuk menyimpan informasi paritas, yg menjamin recoverabiliti data ketika terjadi kegagalan disk

6. IMPLEMENTASI STABLE-STORAGE
Pada bagian sebelumnya, kita sudah membicarakan mengenai urite-a head log, ia membutuhkan ketersediaan sebuah storage yg stabil, berdasarkan defenisi, informasi yg berada didalam stable storage tidak akan pernah hilang, untuk mengimplementasikan storage seperti itu, kita perlu mereplikasi informasi yg dibutuhkan kebanyak peralatan storage dengan failure modes yg indenpendent.
Sebuah disk write yg menyebabkan satu dari tiga kemungkinan:
Successful completion
Partial failure
Total failure
Sistem harus menangani dua blok physical untuk setiap blok logical, sebuah operasi output dieksekusi seperti berikut:
Tulis informasinya keblok physical yg pertama
Ketika penulisan pertama berhasil, tulis informasi yg sama kedalam blok phySical yg ke dua
Operasi dikatakan berhasil hanya jika penulisan kedua berhasil


 Struktur Penyimpanan Tersier
Penyimpanan tersier terdapat banyak di pasaran,fungsi dari penyimpanan ini adalah keperluan backup data yg ada di dalam memory sekunder.
Ciri-ciri penyimpanan tersier di antaranya adalah :
Biaya produksi lebih murah
Menggunakan removable media
Data yg di simpan bersifat permanen
Tidak cepat rusak(bergantung pada penyimpanannya)


 Macam-Macam Struktur Tertiary-Storage
Flopy disk juga di sebut dengan disket merupakan suatu media penyimpanan murah yg fleksible yg tipis,di lapasi material yg bersifat magnet,dan di tutupi oleh plastik,user memasukan sebuah floppy disk dan mengeluarkannya dari disk drive , pada beberapa tahun yg lalu,hampir semua PC dan notebook memiliki flopy disk drive dalam unitnya. Komputer pada saat sekarang ini sudah tidak memiliki flopy disk drive sebagai pelengkap standarnya.
 Magneto-Optic Disk
Magneto-optic disk adalah piringan optic yg keras di lapisi oleh material yg bersifat magnet,kemeudian di lapisi perlindungan dari plastik atau kaca yg berfungsi untuk menahan head yg hancur, magnet optic disk juga di sebut cakram magnetic.
Terdapat tiga jenis cakram magnetic:
Hard disk
Flopy disk
Zip disk

 Optical Disk
Disk ini tidak menggunakan sifat magnet,tetapi menggunakan bahan khusus yg di modifikasi menggunakan sinar laser,setelah di modifikasi denga sinar laser,pada disk akan terdapat spot yg gelap atau terang,spot ini menyimpan satu bid.
Optical-disk teknologi terbagi atas:
Phase-changge disk
Dye-polimer disk


 Mikrofilm Dan Mikrofiche
Mikrofilm dan mikrofice merupakan media penyimpanan citra-citra mikrokopis dari dokumen pada rol atau lembaran filem,mikrofilm adalah rol flim sepanjang 100 hingga 215 kaki,mikrofice adalah lembaran film yg kecil,biasanya berukuran 4x6 inci,perekam mikrofilm yg mengeluarkan hasilnya di komputer adalah alat merekam citra pada flem,citra yg tersimpan sangat kecil,untuk membacanya perlu menggunakan pembaca mikroflim atau microfice.
Media ini masih di gunakan sampai saat ini karena memiliki keunggulan,seperti:
Mengurangi jumlah kertas yg di gunakan
Murah
Tahan lama di banding media penyimpanan lainnya

 Masalah-Masalah Yang Berkaitan Dengan Sistem Operasi
Tugas terpenting dari sistem operasi adalah mengatur physical devices dan menampilkan abstraksi mesin virtual dari aplikasi,untuk hard disk,OS menyediakan dua abstraksi yaitu:
Raw device = array dari beberapa data blok
File sistem = sistem operasi mengantrikan dan menjadwalkan beberapa permintaan interleaved yg berasal dari beberapa aplikasi.

 Intervace Aplikasi
Kebanyakan sistem operasi menangani remofable media hampir sama dengan fixed disk,yaitu cardridge di format dan di buat file sistem yg kosong pada disk,tapes di tampilkan sebagai media raw storage dan aplikasi tidak membuka file pada tape,tetapi smua tape di buka sebagai raw device,biasanya tape drive di sediakan untuk penggunaan khusus dari suatu apikasi samapi aplikasi berahir atau menutup tape drive,penggunaan khusus ini di karenakan random access tape membutuhkan waktu yg lama,jadi,interleaving random access oleh tape oleh beberapa aplikasi akan menyebabkan thrashing.
Operasi data tape drive berbeda dengan operasi dasar disk draive,contoh operasi dasar tape drive:
Operasi lucate
Operasi read position
Operasi space

 Penamaan Berkas
Menamakan berkas pada removable media cukup sulit terutama pada saat kita menulis data pada removable cart ridge pada suatu komputer,kemudian menggunakan cart ridge ini pada komputer yg lain.jika jenis komputer yg di gunakan sama dan jenis cart ridge yg di gunakan sama,maka permasalahannya adalah mengetahui isi dan data layout dari cartridge,tetapi,bila jenis komputer yg di gunakan dan jenis drive yg di gunakan berbeda,mka berbagai masalah akan muncul,apabila hanya jenis drive yg di gunakan sama,komputer yg berbeda menimpan bytes dengan berbagai cara dan juga menggunakan encoding yg berbeda untuk binary number atau huruf.

 Manajemen Penyimpanan Hierarkis
Manajemen penyimpanan hierarkis ( hierachical Storage Management ) Menjelaskan storage hierarchy antara primary memory dan secondary storage untuk membentuk tertiary storage. Tertiary Storage biasanya diimplementasikan sebagai jukebox dari tapes atau removable media.

7. DISK
Disk drive adalah major secondary-storage I/O device pada kebanyakan komputer. Permintaan untuk disk I/O dihasilkan oleh sistem file dan sistem virtual memori. Setiap permintaan menspesifikasikan alamat pada disk untuk dapat direferensikan pada form di logical block number.
Algoritma disk Schedulling dapat meningkatkan efektivitas bandwith, average response time, dan variance response time,. Algoritma seperti SSTF,SCAN, C-SCAN, LOOK, dan C-LOOK didesain untuk membuat perkembangan dengan menyusun ulang antrian disk untuk meningkatkan total waktu pencarian.




8. RAM DISK
RAM disk adalah disk drive yg disimulasikan pada memori akses acak ( RAM ). RAM disk sepenuhnya mengeliminasi waktu tunda yg disebabkan pergerakan mekanis dalam seek dan rotasi. RAM disk berguna untuk aplikasi yg memerlukan kinerja disk yg tinggi.






























BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
Disk menyediakan penyimpanan sekunder bagi sistem komputer modern,Disk drive modern di alamatkan sebagai suatu array satu dimensi yg besar dari blok logik merupakan unit terkecil dari transfer.ukuran dari blok logik biasanya adalah 512 bytes.
Bandwidth adalah total jumlah bytes yg di transfer di bagi dengan total waktu antara permintaan pertama sampai seluruh byte selesai di transfer.

SARAN
Muda-mudahan makalah ini dapat memenuhi fungsinya serta bermanfaat bagi kita semua dalam aspek pendidikan. Tak lupa saran dan kritik yang bersifat membangun dari dosen pembimbing dan teman-teman yang sangat kami harapkan guna penyempurnaan makalh berikut nya.

DAFTAR PUSTAKA
AL-Hawamde.,Hart,Thomas L.2002.information and knowleadge society.MCGraw-HILL.
Alter,steven.1992.information system:A managemen perspective.the Benjamin/cumming publishing company,inc.
Anoname.2002.linux di perusahan alat berat dalam majalah info linux,Edisi juni.