JENIS-JENIS MEDIA PENYIMPANAN

  • Cache Memory
  • Main Memory
  • Flash Memory
  • Magnetic Disc Storage
  • Optical Storage
  • Tape Storage
  • RAID

GAMBARAN UMUM BENTUK FISIK

Terdapat beberapa tipe media penyimpanan data pada sistem komputer. Penyimpanan data dibedakan berdasarkan :

  • Kecepatan Akses Data
  • Harga dari Media Penyimpanan
  • Kehandalan dari Media Penyimpanan

Media penyimpanan informasi di system computer dibagi menjadi 2 tipe utama :
Penyimpan primer / Primary Storage. Ciri-ciri :

  • Kecepatan akses tinggi
  • Harganya relative mahal
  • Kapasitas relative kecil
  • Volatile

Penyimpan sekunder / Secondary Storage. Ciri-ciri :

  • Kecepatan akses rendah
  • Harganya relative murah
  • Kapasitas relative besar
  • Non-volatile

CACHE MEMORY

  • Chache Memory mempunyai akses data paling cepat
  • Cache Memory merupakan penyimpanan paling mahal
  • Kapasitas Cache Memory paling Kecil (mis 256 KB – I MB)
  • Mempunyai sifat volatile
  • Cache Memory biasanya terletak pada Mainboard
  • Biasanya prosessor akan mencari data pada cache memory dulu sebelum mencari data data memory utama
  • Biasanya data yang terletak pada cache memory adalah data yang sering di baca

MAIN MEMORY (RAM)

  • Merupakan simpanan data pada saat komputer beroperasi
  • Harganya relatif masih mahal
  • Kapasitas relatif kecil ( mis 64 MB – 1 GB)
  • Kecepatan akses relatif lebih cepat
  • Bersifat volatile

FLASH MEMORY

  • Merupakan simpanan data yang banyak digunakan saat ini
  • Menggunakan cara kerja EEPROM (electrically eraseable programmable read only memory)
  • Kapasitas relatif lebih kecil besar dibandingkan main memory
  • Non-volatile
  • Kecepatan relatif lebih lambat dibandingkan main memory

MAGNETIC-DISC STORAGE

  • Kapasitas relatif besar ( 1 GB – 100 GB)
  • Kecepatan relatif lambat
  • Harga Relatif Lebih murah
  • Non-volatile
  • Merupakan media penyimpanan yang paling banyak dipakai
  • Kapasitas terus berkembang, karena aplikasi sistem komputer yang semakin berkembang
  • Database yang besar biasanya membutuhkan lebih dari 1 hard disk untuk penyimpanannya
  • Phisik sebuah hardisk terbuat dari bahan  Magnetic disk terbuat dari sejumlah plat/cakram. Permukaan tiap cakram (atas/bawah) terbuat dari bahan besi yang mudah dimagnetisasi
  • Perekaman data
  • Pada disk magnetic kode on dan off direpresentasikan oleh kedudukan elemen magnetiknya
  • Dengan mengimbas permukaan disk dengan magnet (yang ada pada head), kedudukan elemen magnet berubah. Artinya kode on bisa diganti off dan sebaliknya
  • Lubang-lubang di permukaan disk merepresentasikan data yang tersusun dalam suatu jalur yang disebut track. Data disimpan dalam track yang berbentuk konsentris
  • Tiap track dibagi menjadi sector-sektor (blok)
  • Magnetic disk diorganisasikan menjadi silinder-silinder
  • Silinder adalah track-track yang sama pada permukaan-permukaan pada cakram-cakram yang berbeda
  • Head R/W menyimpan informasi yang diambil dari magnetisasi sektor-sektor yang ada dibawahnya
  • Head R/W melayang di atas permukaan platter
  • Jika Head R/W menyentuh permukaan plat, maka data yang ada di bawahnya akan rusak
  • Disc Controller merupakan interface antar sistem komputer dan hardware dari hardisk dengan menerima perintah read / write pada sebuah sector
  • Disc controller juga bertugas untuk remapping bad sector, sehingga data tidak disimpan pada bad sektor pada hard disk
  • Kapasitas
  • Waktu akses (access time) : waktu mulai permintaan read/write hingga transfer data dimulai
  • Rata-rata waktu transfer data (data-transfer rate) : waktu rata-rata data diambil atau disimpan ke dalam hardisk ( mis 4 – 8 MB per detik)
  • Reliability
  • Proses I/O pada disk ditentukan oleh sistem operasi
  • Setiap proses I/O akan meminta alamat dari data pada harddisk, yang disebut juga block number (nomor blok)
  • Ukuran blok  berkisar dari 512 kb – 4096 kb
  • Data ditransfer antara memory dan hardisk dalam ukuran blok
  • Karena akses data pada hardisk lebih lambat dibanding dengan akses data pada memory, maka sering terjadi bottleneck
  • Pengembangan dilakukan pada teknik untuk memperbaiki kecepatan akses  blok pada disk

Waktu Akses terdiri dari :

  • SEEK TIME : Waktu yang dibutuhkan untuk menempatkan R/W head pada cylinder yang diinginkan ( mis 2 – 30 millisecond)
  • ROTATIONAL LATENCY TIME : Waktu yang dibutuhkan untuk menunggu sampai data berada di bawah R/W head. Biasanya sekitas 5400 RPM – 15000 RPM

Beberapa teknik yang dikembangkan dalam perbaikan kecepatan access blok pada disk :

  • Scheduling (penjadwalan)
  • File organization (organisasi file)
  • Non-volatile write buffers (penulisan pada buffer non-volatile)
  • Log disk

OPTICAL STORAGE

  • Simpanan data pengganti disket ( mudah dibawa-bawa)
  • Kapasitas relatif besar ( 1 keping CD dapat menyimpan s/d 640 MB, 1 keping DVD dapat menyimpan s/d 1,7 GB)
  • Kecepatan relatif lebih lambat
  • Harga relatif lebih murah
  • Non-Volatile

TAPE STORAGE

  • Kapasitas sangat besar ( 40 GB – 400 GB)
  • Kecepatan akses paling lambat
  • Non-Volatile
  • Harga paling murah
  • Biasa digunakan untuk back up data

HIRARKI MEDIA PENYIMPANAN DATA

Hirarki Media Penyimpanan Data
Hirarki Media Penyimpanan Data

Urutan media penyimpanan dari yang tercepat :

  • Primary storage
  • Cache memory, main memory
  • Secondary storage (online storage)
  • Magnetic disc
  • Tertiary storage (off line storage)
  • Optical disc,  magnetic tape

RAID

Raid ( redundant arrays of independent disks) : Satu set disk drive yang bekerja seolah-olah sebagai satu disk drive tunggal
Latar Belakang Raid :

  • Kecepatan komputer tergantung dari kecepatan cpu, kecepatan memory dan kecepatan proses i/o
  • Kecepatan memori dan processor berkembang cepat
  • Kecepatan proses i/o berkembang lambat

Blok-blok data disebut page-page data disimpan dalam pola pita-pita (stripes)

TIGA KARAKTERISTIK UMUM DARI RAID INI, YAITU:

  • Menurut stallings [stallings2001], raid adalah sebuah set dari beberapa physical drive yang dipandang oleh sistem operasi sebagai sebuah logical drive
  • Data didistribusikan ke dalam array dari beberapa physical drive
  • Kapasitas disk yang berlebih digunakan untuk menyimpan informasi paritas, yang menjamin data dapat diperbaiki jika terjadi kegagalan pada salah satu disk
RAID
RAID

Kerusakan beberapa disk yang dijadikan satu lebih besar  dibandingkan dengan kerusakan satu disk. Mis : mttf disk 100.000 jam ( 11 tahun), jika 100 disk dijadikan satu maka mttf menjadi 100.000 / 100 = 1000 jam ( 42 hari).

note : MTTF =Mean Time to Failure
Solusi untuk permasalahan di atas adalah dengan membuat duplikasi disk, menyimpan data yang sama pada dua disk yang berbeda, sehingga jika data rusak pada disk yang satu, maka data pada disk yang lain dapat diselamatkan (teknik ini disebut mirroring atau shadowing).

Duplikasi Data
Duplikasi Data

MTTF pada disk yang menggunakan mirorring tergantung dari mttf masing-masing disk. Serta tergantung dari MTTR (mean time to repair) ( waktu yang dibutuhkan untuk mengganti disk yang rusak dan untuk memperbaiki  data pada disk tersebut) .

Misal:  2 buah disk,  MTTF masing-masing disk = 100.000 jam dan mean time to repair = 10 jam maka mean time terhadap kehilangan data pada disk yang menggunakan mirroring adalah 1000002  / (2 * 10) = 500 x 106  jam atau sekitar 57.000 tahun.

Kerusakan pada disk yang diduplikasi  dapat terjadi karena arus listrik yang terputus atau bencana alam (banjir, kebakaran atau gempa bumi).

Biasanya kerusakan yang disebabkan  arus listrik menyebabkan  data yang langsung direkam pada dua disk tsb akan rusak. Hal ini dapat disiasati dengan cara data direkam pada disk yang satu, setelah selesai  baru kemudian data direkam pada disk yang lain.

PERBAIKAN PERFORMANCE DISK MELALUI PARALLELISM :

  • Menggunakan disk lebih dari satu dapat mempercepat waktu transfer data dengan cara stripping data (blok-blok ) data disimpan pada disk yang berbeda
  • Bit level stripping : tiap bit direkam pada disk yang berbeda
  • Blok level stripping : tiap blok direkam pada disk yang berbeda

Yang Paling Banyak Digunakan Adalah Blok Level Stripping.

Block Level Stripping
Block Level Stripping

LEVEL RAID

  • Mirroring memperbaiki kehandalan tapi sangat mahal
  • Stripping memperbaiki rata-rata waktu transfer tapi tidak memperbaiki kehandalan
  • Macam-macam alternatif dibuat untuk membuat duplikasi dengan biaya yang murah dengan mengkombinasikan tripping dengan parity bit
  • Alternatif tersebut digambarkan dengan cara membuat level-level  raid
RAID 0
RAID 0
RAID 1
RAID 1
RAID 2
RAID 2
RAID 3
RAID 3
RAID 4
RAID 4
RAID 5
RAID 5

Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Level Raid :

  • Faktor keuangan untuk permintaan jumlah disk yang banyak
  • Performance Dari Operasi I/O
  • Performance pada saat disk mengalami kerusakan (Tergantung dari MTTF)
  • Performance selama data pada disk yang satu rusak, data pada disk yang lain direbuilt (bangun kembali) (tergantung MTTR)

MASALAH HARDWARE :

  • Raid dapat diimplementasi tanpa ada perubahan pada level hardware, hanya merubah dengan software (software raid)
  • Ada keuntungan lebih jika dibuat hardware  yang secara khusus digunakan untuk mendukung raid (hardware raid)
  • Implementasinya pada penggunaan ram non-volatile untuk merekam data yang akan ditulis, jika listrik mati sebelum proses perekaman selesai, maka sistem dapat mengambil informasi pada ram tsb untuk menyelesaikan perekaman

3 thoughts on “media penyimpanan

Leave a reply

required

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong> <pre user="" computer="" escaped="">