BAB II 

Media Penyimpanan Data Eksternal

Kegiatan Belajar 1 

Materi : Magnetic Disk

A. Magnetic Disk Magnetic 

Disk merupakan piranti penyimpanan sekunder yang paling banyak dijumpai pada sistem komputer modern. Disk adalah sebuah piringan bundar yang dibuat dari logam atau plastic yang dilapisi dengan bahan yang dapat dimagnetisasi. Data yang dikirim akan direkam di atasnya dan kemudian dapat dibaca dari disk dengan menggunakan kumparan penginduksi (conducting coil) yang dikenal dengan sebutan head. Selama operasi pembacaan dan penulisan, headakan bekerja dengan sifat stasioner, sedangkan piringan berputar dibawah head tersebut. 

Head merupakan perangkat kecil yang dapat membaca dan menulis dari bagian piringan yang ada di bawahnya. Hal ini sangat berpengaruh dalam organisasi data pada piringan untuk membentuk track. Masing-masing track mempunyai lebar sama dengan head.

Sebuah disk magnetik terdiri dari satu atau lebih piringan aluminium dengan sebuah lapisan yang dapat melekat. Awalnya piringan-piringan ini berdiameter 50 cm, namun kini diameternya hanya 3 – 12 cm, dengan piringan untuk komputer-komputer notebook telah berdiameter kurang dari 3 cm dan masih dapat lebih kecil lagi. Sebuah head disk yang berisi sebuah koil induksi menggantung di atas permukaan, yang tertahan pada sebuah buntalan udara (kecuali untuk floppy disk, dimana head disk ini menyentuh permukaan). Ketika sebuah arus positif atau negatif melewati head tersebut, arus tersebut menarik permukaan di bawah head itu, dengan menyatukan partikel-partikel magnetik yang menghadap ke kiri atau menghadap ke kanan, tergantung pada polaritas arus drive tersebut. Ketika head tersebut melewati daerah yang bermagnet, sebuah arus positif dan negatif dimunculkan pada head tersebut, yang memungkinkannya untuk membaca kembali bit-bit yang telah disimpan sebelumya. Jadi ketika piringan itu berputar di bawah head disk, serangkaian bit-bit dapat ditulis dan kemudian dibaca kembali.

Sebuah disk magnetik terdiri dari satu atau lebih piringan aluminium dengan sebuah lapisan yang dapat melekat. Awalnya piringan-piringan ini berdiameter 50 cm, namun kini diameternya hanya 3 – 12 cm, dengan piringan untuk komputer-komputer notebook telah berdiameter kurang dari 3 cm dan masih dapat lebih kecil lagi. Sebuah head disk yang berisi sebuah koil induksi menggantung di atas permukaan, yang tertahan pada sebuah buntalan udara (kecuali untuk floppy disk, dimana head disk ini menyentuh permukaan). Ketika sebuah arus positif atau negatif melewati head tersebut, arus tersebut menarik permukaan di bawah head itu, dengan menyatukan partikel-partikel magnetik yang menghadap ke kiri atau menghadap ke kanan, tergantung pada polaritas arus drive tersebut. Ketika head tersebut melewati daerah yang bermagnet, sebuah arus positif dan negatif dimunculkan pada head tersebut, yang memungkinkannya untuk membaca kembali bit-bit yang telah disimpan sebelumya. Jadi ketika piringan itu berputar di bawah head disk, serangkaian bit-bit dapat ditulis dan kemudian dibaca kembali.

Yang berhubungan dengan setiap drive adalah pengontrol disk, yaitu sebuah chip yang mengontrol drive. Beberapa pengontrol berisi sebuah CPU penuh. Tugas-tugas pengontrol tersebut antara lain menerima perintah-perintah dari software, seperti READ, WRITE, dan FORMAT (menulis semua permulaan), mengontrol gerakan lengan, mendeteksi dan memperbaiki kesalahan-kesalahan, dan mengkonversi baca byte 8 bit dari memori menjadi aliran bit serial dan sebaliknya. Beberapa pengontrol juga bertugas menyangga banyak sektor, menyembunyikan Baca sektor untuk pemakaian dimasa mendatang, dan memetakan kembali sektor-sektor yang rusak. Fungsi terakhir ini disebabkan oleh keberadaan sektor-sektor dengan spot yang jelek (yang selalu mengandung magnet). Ketika pengontrol menemukan sebuah sektor yang jelek, ia menggantikannya dengan salah satu sektor-sektor cadangan yang disiapkan untuk tujuan ini dalam setiap silinder atau zona.

Kegiatan Belajar 2

Materi : Teknologi RAID ( Redundant Array of Independent Disks )

A. Pengetian RAID 

( Redundant Array of Independent Disks ) RAID (Redundant Array of Independent Disks) atau dalam bahasa indonesia penyimpan data redundan yaitu sebuah teknologi dalam penyimpanan data yang digunakan untuk meminimalkan kesalahan pada saat penyimpanan dan pembacaan data dengan menggunakan redundansi (penumpukan data) dengan menggunakan perangkat lunak atau menggunakan hard disk itu sendiri. Pola RAID terdiri atas enam level dan level nol sampailima. Level ini tidak mengartikan hubungan hierakis (urutan tingkat) namun penandaan arsitektur rancangan yang berbeda yang mempunyai tiga karakteristik umum : a. RAID merupakan sekumpulan disk drive yang dianggap oleh sistem operasi sebagai sebuah drive logical tunggal. b. Data didistribusikan (disalurkan) ke drive fisik. c. Kapasitas redundant disk digunakan untuk menyimpan informasi paritas (penggunaan sandi),yang menjamin pemulihan data ketika terjadi kegagalan disk. 

B. Level RAID 

a. RAID level 0

RAID 0 merupakan non-redundant disk array, tidak memiliki redundansi sama sekali. skema ini memberikan peningkatan performa dan penambahan media penyimpanan namun tanpa toleransi fault. Semakin banyak disk yang digunakan semakin besar pula kemungkinan disk failurnya. peningkatan bandwidth namun memiliki resiko kehilangan data yang lebih besar. Biasanya digunakan untuk komputer yang membutuhkan performa dan kapasistas yang besar, bukan reliabilitas, seperti pada lingkungan super-computing. Data dibagi-bagi dan ditulis dalam satuan yang disebut blok-blok. urutan blok ini ditandai dengan stripe-size yang merupakan paramater konfigurasi array. masing-masing blok dituliskan pada disk yang berbeda secara simultan. ini memungkinkan bagian yang lebih kecil dari keseluruhan data untuk dibaca secara parallel dari drive-drive, sehingga performa I/Onya didapatkan.

b. RAID level 1

Skema yang digunakan pada RAID 1 adalah mirrorring. data yang dituliskan pada satu drive akan diduplikasi atau dituliskan juga pada drive lainnya. pada umumnya skema ini diterapkan dengan 2 harddisk/diskdrive tapi aplikasi mengunakan 3 atau lebih disk drive juga memungkinkan. dengan skema ini didapatkan data yang reliable, kerusakan pada satu disk tidak akan mempengaruhi disk yang lain, sistem akan tetap bekerja selama salah satu disk berada dalam kondisi yang baik. kekurangannya adalah penurunan performa pada penulisan data. Cara ini dapat meningkakan kinrja disk, tetapi jumlah disk yang dibutuhkan menjadi dua kali lipat, sehingga biayanya menjadi sangat mahal. Pada level 1 (disk duplexing dan disk mirroring) data pada suatu partisi hard disk disalin ke sebuah partisi di hard disk yang lain sehingga bila salah satu rusak, masih tersedia salinannya di parrisi mirror.

c. RAID level 2

RAID level 2 pada level ini, menggunakan teknik akses paralel, seluruh anggota disk berpartisipasi dalam mengeksekusi setiap request I/O. Umumnya, pemutaran setiap drive disinkronisasikan sehingga seluruh head disk selalu berada pada posisi yang sama pada setiap disk yang terdapat pada array.

d. RAID level 3

Pada level ini pengorganisasian sama dengan pada level 2. Perbedaan yang mendasar adalah level 3 hanya mebutuhkan disk redundant tunggal, tidak bergantung pada besarnya array disk. Level 3 menggunakan akses paralel dengan data yang didistribusikan dalam bentuk-bentuk kecil, code error-correcting tidak dihitung, melainkan bit paritas sederhana yang dihitung untuk sejumlah bit-bit individual yang berada dalam posisi yang sama pada seluruh disk data.

e. RAID level 4

 RAID level 4 menggunakan konsep yang sama dengan RAID level 3 hanya saja pada RAID 4 striping dilakukan pada blok-blok yang ukurannya didefinisikan dalam stripesize. ukuran masing-masing blok pada umumnya dalam satuan KiB. Stripe size yang ada biasanya dalam rentang 2KiB hingga 512 Kib, dengan ukuran yang diijinkan adalah dalam 2 pangkat x, (2, 4, 8, ... ) KiB. dengan ukuran blok seperti ini dan dedicated parity / parity yang disimpan khusus dalam sebuah drive dapat timbul bottleneck. Request pembacaan file yang ukurannya lebih kecil dari stripe-size akan mengakses hanya 1 disk. Request penulisan file harus melakukan update terhadap blok dan melakukan penghitungan parity. Untuk file besar yang penulisannya membutuhkan striping pada setiap disk (semua disk), maka perhitungan parity akan mudah dilakukan, sedang untuk penulisan file yang ukurannya lebih kecil dari 1 blok maka harus dilakukan pengaksesan dan penulisan pada blok yang telah ada. Perbandingan data baru dan data lama pada blok tersebut juga harus dilakukan untuk kemudian dituliskan parity-nya. Proses ini disebut juga read-modifywrite procedure. Bottleneck dapat timbul karena pada setiap penulisan file, parity mungkin akan dihitung ulang dan diupdate, efeknya timbul pada pengaksesan secara lebih pada disk yang digunakan untuk khusus menyimpan parity

f. RAID level 5

RAID 5 mirip dengan RAID 4 dalam skema blok stripingnya, namun RAID 5 menggunakan parity yang didistribusikan ke dalam tiap disk, tentu saja untuk menghilangkan bottleneck yang mungkin timbul pada skema RAID 4. Skema ini memiliki performa yang paling baik untuk request pembacaan file kecil dan penulisan file yang berukuran besar. peningkatan performa pembacaan karena semua disk dapat berkontribusi dalam pengaksesan. Kekurangan dari skema ini adalah pada penulisan file berukuran kecil karena proses read, modify, write yang terjadi untuk penulisan file kecil. Prosedure ini juga mengakibatkan penulisan file kecil pada RAID 5 kurang efisien dibandingkan dengan mirrorring pada RAID

g. RAID level 6

RAID level 6 disebut juga redundansi P + Q. Mirip seperti RAID level 5, tetapi menyimpan informasi redundan tambahan untuk mengantisipasi kegagalan dan beberapa disk sekaligus.RAID level 6 melakukan dua perhitungan paritas yang herbeda, kemudian disimpan di dalam blok-blok yang terpisah pada disk-disk yang berbeda. Jadi, jika disk data yang digunakan sebanyak n buah disk, maka jumlah disk yang dibutuhkan untuk RAID level 6 ini adalah n + 2 disk. Keuntungan dari RAID level 6 ini adalah kehandalan data yang sangat tinggi, karena untuk menyebabkan data hilang, kegagalan harus terjadi pada tiga buah disk dalam interval rata-rata untuk perbaikan data (Mean Time To Repair atau MTTR). Kerugiannya yaitu pinalti waktu pada saat penulisan data, karena setiap penulisan yang dilakukan akan mempengaruhi dua paritas blok

h. RAiD level 0 + I dan I + 0

RAID level 0 + 1 dan 1 + 0 ini merupakan kombinasi dan RAID level 0 dan 1. RAID Level 0 memiliki kinerja yang baik, sedangkan RAID level 1 memiliki kehandalan. Namun, dalam kenyataannya kedua hal ini sama pentingnya. Dalam RAID 0 + 1, sekumpulan disk di-strip,kemudian strip tersebut di-mirror ke disk-disk yang lain, menghasilkan strip-strip data yang sama. Kombinasi Iainnya yaitu RAID 1 + 0, di mana disk-disk di-mirror secara berpasangan,dan kemudian hasil pasangan mirromya di-strip. RAID 1 + 0 ini mempunyai keuntungan lebih dibandingkan dengan RAID 0 + 1. Sebagai contoh, jika sebuah disk gagal pada RAID 0 + 1, seluruh strip-nya tidak dapat diakses, hanya sebagian strip saja yãng dapat diakses, sedangkan pada RAID 1 + 0, disk yang gagal tersebut tidak dapat diakses, tetapi pasangan mirror-nya masih dapat diakses, yaitu disk-disk selain dan disk yang gagal.

Kegiatan Belajar 3 

Materi : Optical Disk

A. Pengertian Optical Disc

Optical disc (piringan optik) adalah sebuah perangkat keras yang menggunakan sinar laser ataugelombang elektromagnetik bertenaga rendah untuk melakukan proses pembacaan (reading) dan optical disc dan juga pada penulisan (writing) data. Optical disc dapat menampung data hingga ratusan bahkan ribuan kali daya tampung disket. Piringan optik dapat berupa CD atau DVD. Beberapa drive hanya bisa membaca data pada disk, namun teknologi saat ini memperbolehkan sebuah drive untuk melakukan pembacaan maupun penulisan pada drive. B. Ciri-Ciri Optical Disc a. Menggunakan laser untuk membaca data b. Dapat digunakan untuk menyimpan data yang volumenya sangat besar c. Dapat membaca dengan cepat C. Jenis-Jenis Optical Disc Teknologi dan jenis-jenis dari optical disc bermacam-macam tergantung dari bahan pembuatannya maupun perkembangan teknologi terbarunya. Ada beberapa Jenis optical disc saat ini, dimulai dari CD, DVD, Blu-ray, hingga saat ini ada yang terharu dan optical disc yaitu FM Disc. Berikut penjelasan jenis-jenis optical disc

Kegiatan Belajar 4 

Materi : Pita Magnetic

A. Sejarah Singkat Magnetic Tape

Pada tahun 1950-an magnetic tape telah digunakan pertama kali oleh IBM untuk menyimpan data. Saat sebuah rol magnetic tape dapat menyimpan data setara dengan 10.000 punch card, membuat magnetic tape sangat populer sebagai cara menyimpan data komputer hingga pertengahan tahun 1980-an.

B. Pengertian dan Karakteristik Magnetic Tape 

Pita magnetik (mangnetic tape) adalah media penyimpanan yang terbuat dan campuran plastik dan ferric oxide yang berfungsi untuk merekam serta menyimpan informasi. Pita magnetik mempunyai kecepatan putar sebesar 18,75-200 inci per detik. Data yang disimpan dalam magnetic tape umumnya adalah data yang tidak memerlukan perubahan serta backup data. Kecepatan baca data pada tipe ini tergantung model dan instruksinya, diperkirakan antara 1.500 sampai 60.000 bytes per detiknya.

 C. Lapisan Dasar 

Media penyimpanan pita magnetik (magnetic tape) terbuat dari bahan magnetik yang dilapiskanpada plastik tipis, seperti pita pada kaset. Pada proses penyimpanan atau pembacaan data, kepala pita (tape head) harus menyentuh media.

D. Fungsi Magnetic Tape

Fungsi-fungsi magnetic tape adalah media penyimpanan, alat input / output, merekam audio, video, atau sinyal 

E. Cara Kerja Magnetic Tape 

Data digital pada pita magnetik direkam dengan media tape recorder secara berurutan menggunakan drive khusus untuk masing-masing jenis pita magnetik sebagai titik-titik magnetisasi pada lapisan peroksida. Magnetisasi positif menyatakan 1 bit dan magnetisasi negatif menyatakan 0 bit atau sebaliknya. Karena perekaman dilakukan secara sekuensial, maka untuk mengakses data yang kebetulan terletak di tengah, drive harus memutar gulungan pita, hingga head mencapai tempat data tersebut. Hal ini membutuhkan waktu relatif lama. Meskipun demikian, teknologi pita magnetik masih banyak digunakan sebagai media backup data atau pengarsipan. Hal ini dikarenakan media ini memiliki kapasitas yang besar. Secara garis besar, pita magnetik dibedakan menjadi reel tape dan tape catridge. 

F. Proses Penyimpanan 

Pada proses penyimpanan dan pembacaan data, kepala pita (tape head) harus menyentuh media, sehingga dapat mempercepat kinerja pita. Data pada pita magnetik direkam secara berurutan dengan menggunakan drive khusus untuk masing-masing jenis pita magnetik. Karena perekaman dilakukan secara bersamaan maka untuk mengakses data yang kebetulan terletak di tengah, drive terpaksa harus memutar gulungan pita, hingga head mencapai tempat data tersebut. Hal ini membutuhkan waktu yang relatif lebih lama. 

G. Sistem Block pada Magnetic Tape 

a. Data yang dibaca dari atau ditulis ke tape dalam suatu grup karakter disebut block. Suatu block adalah jumlah terkecil dari data yang dapat ditransfer antara secondary memory dan primary memory pada saat akses. Sebuah block dapat terdiri dan satu atau lebih record. Sebuah block dapat merupakan physical record. 

b. Di antara 2 block terdapat ruang yang kita sebut sebagai gap (inter block gap).

H. Keuntungan Penggunaan Magnetic Tape 

Keuntungan menggunakan magnetic tape adalah antara lain sebagai berikut.

a. Panjang pita yang ukurannya 600, 800 m bahkan lebih, memungkinkan panjang rekaman (durasi) tidak terbatas. 

b. Kepadatan data tinggi. 

c. Volume penyimpanan datanya besar dn harganya murah.

d. Kecepatan transfer data tinggi. 

e. Sangat efisien bila semua atau kebanyakan record dan sebuah tape file memerlukan pemrosesan seluruhnya. 

I. Keterbatasan Magnetic Tape 

Keterbatasan magnetic tape adalah antara lain sebagai berikut. 

a. Akses langsung terhadap record data lambat. 

b. Kurang ramah lingkungan. c. Memerlukan penafsiran terhadap mesin. 

d. Proses harus sequential (artinya penyimpanan maupun pembacaan dilakukan secara berurutan). 

J. Jenis-Jenis Magnetic Tape 

Jenis-jenis magnetic tape sebagai berikut. 

a. Reel to Reel Tape Reel to reel tape merupakan bentuk magnetic tape tertua. Alat ini mempunyai ukuran lebar 0,5 inci dan panjangnya mencapai 2.400 kaki. Jika 1 kaki 12 inci, maka 2.400 kaki berarti 28.800 inci, bisa dibayangkan panjangnya seperti apa. Biasanya mempunyai tingkat kerapatan hingga 6.250 bit per inci. Setiap reel pita magnetic terdapat dua daerah yang tidak digunakan untuk merekam data yang disebut dengan leader

b. Catrige Tape Catrige tape dibuat untuk menyimpan hasil dan suatu backup dan file ke disk. Banyak digunakan untuk komputer mini. Untuk menggunakannya dibutuhkan catrige tape unit.

c. Cassette Tape Cassette Tape banyak digunakan di komputer mikro. selain untuk merekam lagu cassette tape dapat digunakan untuk merekam sinyal berbentuk bilangan biner. Suatu teknik untuk mewakili bilangan biner di cassette tape disebut dengan FSK (Urequency Shift Keying). Untuk menggunakannya dibutuhkan tape recorder biasa.

Kegiatan Belajar 5 

Materi : Hierarki dan Karakteristik Sistem Memori

A. Inboard Memori

 Inboard memori adalah memori yang dapat diakses langsung oleh prosesor. Inboard memori dibagi menjadi 3: 

a. Register Memori Merupakan jenis memori dengan kecepatan akses yang paling cepat, memori ini terdapat pada CPU, prosesor. Contoh: Register Data, Register Alamat, Stack Painter Register, Memori AddresRegister, dan Instruction Register.

 b. Cache Memory Merupakan memori berkapasitas kecil yang lebih mahal dan memori utama. Cache memory terletak antara memori utama dan register pemroses, berfungsi agar pemroses tidak Iangsung mengacu pada memori utama agar kinerja dapat ditinggikan

Cache memory ini ada dua macam yaitu: 

\1) Cache memory yang terdapat pada Internal prosesor. Cache memory jenis ini kecepatan aksesnya sangat tinggi dan harganya sangat mahal. Hal ini bisa terlihat pada prosesor yang berharga mahal seperti P4, P3, AMD-Athlon. Semakin ringgi kapasitas Li, U cache memory maka semakin mahal dan semakin cepat prosesor. 

2) Chace memory yang terdapat di luar processor, yaitu berada pada motherboard. Memori jenis ini kecepatan aksesnya sangat tinggi, meskipun tidak secepat cache memory jenis pertama (yang ada pada Internal prosesor). Semakin besar kapasitasnya maka semakin mahal dan cepat. Hal ini bisa kita lihat pada motherboard dengan beraneka ragam kapasitas cache memory yaitu 256 KB, 512 KB, 1 MB, 2 MB dan lain-lain.

 c. Memori Utama Memori utama adalah memori yang berfungsi untuk menyimpan data dan program. Jenis memori utama adalah sebagai berikut :

 1) ROM (Read Only Memory) yaitu memori yang hanya bisa dibaca data atau programnya. Pada PC, ROM terdapat pada BiOS (Basic input Output System) yang terletak pada motherboard yang berfungsi untuk men-setting periferal yang ada pada sistem. Contoh: AMIBIOS, AWARD BIOS, dan Phoenix Bios. ROM untuk BIOS beragam jenis di antaranya jenis Flash EEPROM BIOS yang memiliki kemampuan dapat diganti programnya dengan software yang disediakan oleh perusahaan pembuat motherboard. Pada umumnya penggantian tersebut untuk peningkatan unjuk kerja dari periperal yang ada di motherboard. 

2) RAM (Random Acces Memory) yang memiliki kemampuan untuk diubah data atau program yang tersimpan di dalamnya. Ada beberapa jenis RAM yang ada di pasaran saat ini: a) SRAM c) SDRAM e) RDRAM b) EDORAM d) DDRAM f) VGRAM 

B. Outboard Storage
Outboard storage adalah penyimpanan yang memiliki kapasitas lebih besar dan pada inboard memory dan bersifat non-volatile, serta digunakan dalam kurun waktu tertentu. Contoh dan outboard storage ini antara lain sebagai berikut. a. Magnetic Disk Outboard storage yang terbuat dan satu atau lebih piringan yang bentuknya seperti piringan hitam yang terbuat dan metal atau dari plastik dan permukaannya dilapisi dengan magnet iron-oxide, serta memiliki read/write protect notch (lubang proteksi baca dan tulis). b. Hard Disk Terbuat dari piringan keras dari bahan alumunium atau keramik yang dilapisi dengan zat magnetik. Saat ini komputer telah menggunakan kapasitas hard disk hingga 500 gigabyte lebih.

C. Off-line Storage
Off-line storage tergolong dalam penyimpanan yang lambat karena masih menggunakan pita magnetik. Riskannya menggunakan data lama masa pakai membuat jenis penyimpanan ini sangat jarang digunakan. Contoh: cartridge tape dan WORM