Modul 6: Manajemen File Sistem Operasi: File System dan Storage Device

Kegiatan Belajar 1: File System (Sistem Berkas)

A. Konsep Dasar Berkas

Berkas (File) adalah kumpulan data yang saling berhubungan dan diberi nama, disimpan pada perangkat penyimpanan. Sistem Operasi menyediakan sistem berkas (file system) untuk mengelola berkas dan menyembunyikan detail teknis penyimpanan.

• Komponen Utama: Kumpulan berkas (penyimpanan data) dan Struktur direktori (informasi berkas).

B. Atribut dan Operasi Berkas

Atribut Berkas:

1. Nama: Untuk identifikasi.
2. Ukuran: Ukuran data saat ini.
3. Tipe: Mengenali aplikasi pembuka.
4. Pengidentifikasi: Tag unik (angka).
5. Lokasi: Info lokasi penyimpanan.
6. Tanggal & Waktu: Pembuatan, modifikasi, akses terakhir.
7. Proteksi: Kontrol akses (baca, tulis, eksekusi).

Operasi Dasar (via System Calls):

• Create, Open, Write, Read, Close, Delete, Rename.

C. Jenis dan Struktur Berkas

• Jenis Berkas: Diimplementasikan menggunakan ekstensi (misal: .exe, .jpg, .txt) agar OS dapat memilih aplikasi yang tepat.
• Struktur Berkas:
  1. Byte Sequence: Urutan byte tidak terstruktur (contoh: UNIX).
  2. Record Sequence: Rangkaian record panjang tetap.
  3. Tree Structure: Pohon blok dengan key field (contoh: Mainframe).

D. Akses dan Kontrol Berkas

Metode Akses:

1. Sequential Access: Akses berurutan (paling sederhana).
2. Direct Access (Random): Membaca/menulis blok secara acak berdasarkan nomor blok (penting untuk database).

Kontrol Akses:

• Izin: Read, Write, Execute, Append, Delete.
• Mekanisme:
  • Password: Sandi untuk berkas/direktori.
  • Access Control List (ACL): Daftar izin per pengguna. Kategori pengguna dibagi menjadi: Owner, Group, Universe.

E. Direktori

Direktori adalah berkas khusus berisi informasi berkas lain. Struktur Direktori:

1. Single-Level: Satu direktori root untuk semua (nama harus unik).
2. Two-Level: Direktori root + direktori user (UFD).
3. Hierarchical (Tree-structured): Mendukung subdirektori (standar UNIX/Windows).

Implementasi Direktori:

• Linear List: Sederhana tapi lambat.
• Hash Table: Pencarian cepat menggunakan fungsi hash, tapi kompleks.

F. Struktur dan Alokasi Sistem Berkas

Organisasi (Layer):

1. I/O Control (Driver).
2. Basic File System (Baca/tulis blok).
3. File-Organization Module (Alamat logis ke fisik).
4. Logical File System (Metadata & struktur direktori).

Metode Alokasi Disk:

1. Contiguous Allocation: Blok berurutan. Cepat, tapi rawan fragmentasi eksternal.
2. Linked Allocation: Linked list antar blok. Mengatasi fragmentasi, tapi lambat untuk akses langsung (Variasi: FAT).
3. Indexed Allocation: Penunjuk dikumpulkan di satu blok indeks. Mendukung akses langsung tanpa fragmentasi eksternal.

G. Manajemen Ruang Kosong & Kinerja

• Manajemen Ruang Kosong: Menggunakan Bit Vector (Bitmap), Linked List, Grouping, atau Counting.
• Peningkatan Kinerja: Menggunakan Cache (di memori utama), teknik Read-ahead, dan RAM Disk.
• Pemulihan (Recovery): Pengecekan konsistensi (fsck/chkdsk) dan Backup/Restore.

H. Perbandingan Windows vs UNIX

---

Kegiatan Belajar 2: Struktur Media Penyimpanan

A. Struktur Disk Magnetis

Media penyimpanan sekunder paling umum dengan komponen:

• Platter: Piringan magnetik.
• Track: Lingkaran konsentris pada platter.
• Sektor: Unit dasar penyimpanan (bagian dari track).
• Cylinder: Kumpulan track di posisi sama pada semua platter.
• Read/Write Head: Pembaca/penulis data.

Waktu Akses Disk:

1. Seek Time: Waktu head bergerak ke track.
2. Rotational Latency: Waktu sektor berputar ke bawah head.
3. Data Transfer Time: Waktu transfer data ke memori.

B. Manajemen Disk

1. Formatting:
   • Low-level: Membuat sektor fisik.
   • High-level: Membuat sistem berkas (direktori).
2. Boot Block: Sektor pertama berisi bootstrap loader untuk memuat OS.
3. Bad Sector: Ditangani dengan sector sparing atau sector slipping.
4. Swap Space: Area disk sebagai perpanjangan RAM (Virtual Memory).

C. RAID (Redundant Array of Independent Disks)

Teknologi menggabungkan disk fisik menjadi unit logis untuk kinerja dan keandalan.

• Konsep: Mirroring (Redundansi), Striping (Kinerja), Parity (Koreksi error).

Level RAID:

• RAID 0 (Striping): Cepat, tanpa redundansi.
• RAID 1 (Mirroring): Redundansi penuh, kapasitas efektif 50%.
• RAID 5 (Striping + Distributed Parity): Seimbang (tahan 1 disk gagal).
• RAID 6: Dua paritas (tahan 2 disk gagal).
• RAID 10: Gabungan Mirroring dan Striping.

D. Disk Attachment & Cloud Storage

Metode Koneksi Disk:

1. Host-Attached: Langsung ke server (SATA, SCSI).
2. Network-Attached Storage (NAS): Via jaringan, akses level berkas (NFS/CIFS).
3. Storage-Area Network (SAN): Jaringan khusus storage, akses level blok.

Cloud Storage: Penyimpanan data di server pihak ketiga yang diakses via internet.

• Keunggulan: Skalabilitas, Aksesibilitas, Keamanan.
• Jenis: Public (Google Drive), Private, Hybrid.
• Ancaman: Peretasan, penyalahgunaan data, DoS.