Storage Device

Storage Devices :

—   Magnetik Disk

—  Floppy Disk

—  IDE Disk

—  SCSI Disk

—    RAID

—    Optical Disk

—  CDROM

—  CD-R

—  CD-RW

—  DVD

—   Pita Magnetik

Magnetik Disk

Disk adalah piringan bundar yang terbuat dari bahan tertentu (logam atau plastik) dengan permukaan dilapisi bahan yang dapat di magnetisasi. Mekanisme baca/tulis menggunakan kepala baca atau tulis yang disebut head, merupakan komparan pengkonduksi (conducting coil).  Desain fisiknya, head bersifat stasioner sedangkan piringan disk berputar sesuai kontrolnya.  Dua metode layout data pada disk, yaitu constant angular velocity dan multiple zoned recording.

Disk diorganisasi dalam bentuk cincin – cincin konsentris yang disebut track. Tiap track pada disk dipisahkan oleh gap(gap: mencegah atau mengurangi kesalahan pembacaan maupun penulisan yang disebabkan melesetnya head atau karena interferensi medan magnet). Sejumlah bit yang sama akan menempati track – track yang tersedia. Semakin ke dalam disk maka kerapatan (density) disk akan bertambah besar. Data dikirim ke memori ini dalam bentuk blok, umumnya blok lebih kecil kapasitasnya daripada track. Blok – blok data disimpan dalam disk yang berukuran blok, yang disebut sector. Track biasanya terisi beberapa sector, umumnya 10 hingga 100 sector tiap tracknya.

Portabilitas Disk :

—  Disk yang tetap (non-removable disk)

—  Disk yang dapat dipindah (removable disk).

—  Keuntungan disk yang dapat dipindah atau diganti – ganti adalah tidak terbatas dengan kapasitas disk dan lebih fleksibel

Mekanisme Head :

—  Head yang menyentuh disk (contact) seperti pada floppy disk, head yang mempunyai celah utara tetap maupun yang tidak tetap tergantung medan magnetnya. Celah atau jarak head dengan disk tergantung kepadatan datanya, semakin padat datanya dibutuhkan jarak head yang semakin dekat, namun semakin dekat head maka faktor resikonya semakin besar, yaitu terjadinya kesalahan baca.

—  Teknologi Winchester dari IBM mengantisipasi masalah celah head diatas dengan model head aerodinamik. Head berbentuk lembaran timah yang berada dipermukaan disk apabila tidak bergerak, seiring perputaran disk maka disk akan mengangkat headnya.

—  Istilah Winchester dikenalkan IBM pada model disk 3340-nya. Model ini merupakan removable disk pack dengan head yang dibungkus di dalam pack. Sekarang istilah Winchester digunakan oleh sembarang disk drive yang dibungkus pack dan memakai rancangan head aerodinamis.

IDE Disk (Harddisk)

Saat IBM menggembangkan PC XT, menggunakan sebuah hardisk Seagate 10 MB untuk menyimpan program maupun data. Harddisk ini memiliki 4 head, 306 silinder dan 17 sektor per track, dicontrol oleh pengontrol disk Xebec pada sebuah kartu plug-in. Teknologi yang berkembang pesat menjadikan pengontrol disk yang sebelumnya terpisah menjadi satu paket terintegrasi, diawali dengan teknologi drive IDE (Integrated Drive Electronics) pada tengah tahun 1980. Teknologi saat itu IDE hanya mampu menangani disk berkapasitas maksimal 528 MB dan mengontrol 2 disk.

IDE berkembang menjadi EIDE (Extended Integrated Drive Electronics) mampu menangani harddisk lebih dari 528 MB dan mendukung pengalamatan LBA (Logical Block Addressing), yaitu metode pangalamatan yang hanya memberi nomer pada sektor – sektor mulai dari 0 hingga maksimal 224-1. Metode ini mengharuskan pengontrol mampu mengkonversi alamat – alamat LBA menjadi alamat head, sektor dan silinder. Peningkatan kinerja lainnya adalah kecepatan tranfer yang lebih tinggi, mampu mengontrol 4 disk, mampu mengontrol drive CD-ROM.

SCSI Disk (Harddisk)

Disk SCSI (Small Computer System Interface) mirip dengan IDE dalam organisasi pengalamatannya. Perbedaan pada piranti antarmukanya yang mampu mentransfer data dalam kecepatan tinggi. Kecepatan transfernya tinggi, merupakan standar bagi komputer UNIX dari Sun Microsystem, HP, SGI, Machintos, Intel terutama komputer – komputer server jaringan, dan vendor–vendor lainnya SCSI sebenarnya lebih dari sekedar piranti antarmuka harddisk. SCSI adalah sebuah bus karena mampu sebagai pengontrol hingga 7 peralatan seperti: harddisk, CD ROM, rekorder CD, scanner dan peralatan lainnya. Masing–masing peralatan memiliki ID unik sebagai media pengenalan oleh SCSI.

RAID

RAID (Redundancy Array of Independent Disk) merupakan organisasi disk memori yang mampu menangani beberapa disk dengan sistem akses paralel dan redudansi ditambahkan untuk meningkatkan reliabilitas. Kerja paralel menghasilkan resultan kecepatan disk yang lebih cepat. Teknologi database sangat penting dalam model disk ini karena pengontrol disk harus mendistribusikan data pada sejumlah disk dan juga pembacaan kembali.

Optical Disk

Pada tahun 1980,Philips&Sony mengembangkan CD (Compact Disk). Detail teknis produk ini dipublikasikan dalam international standard resmi pada tahun 1983 yang populer disebut red book. CD merupakan disk yang tidak dapat dihapus, mampu menyimpan memori kurang lebih 60 menit informasi audio pada salah satu sisinya. CD yang mampu menyimpan data dalam jumlah yang besar, menjadikannya media penyimpan yang fleksibel digunakan di berbagai peralatan seperti komputer, kamera video, MP3 player, dan lain-lain

Memory

Memori adalah bagian dari komputer tempat program-program dan data – data disimpan. Istilah store atau storage untuk memori, meskipun kata storage sering digunakan untuk menunjuk ke penyimpanan disket. Memori juga sebagai tempat informasi, dibaca dan ditulis. Aneka ragam jenis, teknologi, organisasi, unjuk kerja dan harganya.

Memori internal adalah memori yang dapat diakses langsung oleh prosesor. Memori internal yaitu register yang terdapat di dalam prosesor, cache memori dan memori utama berada di luar prosesor. Memori eksternal adalah memori yang diakses prosesor melalui piranti I/O, yaitu disket dan hardisk.

Karakteristik sistem memori

Lokasi Memori :

1.       Pada register  lokasi memori berada di dalam chip prosesor. Diakses langsung oleh prosesor dalam menjalankan operasinya. Register digunakan sebagai memori sementara dalam perhitungan maupun pengolahan data dalam prosesor

2.       Pada memori internal, lokasi memori berada diluar chip prosesor. Mengaksesannya langsung oleh prosesor. Dibedakan menjadi memori utama dan cache memori

3.       Pada memori eksternal, lokasi memori diakses oleh prosesor melalui piranti I/O. Dapat berupa disk maupun pita.

Kapasitas Memori :

—  Kapasitas memori internal maupun eksternal biasanya dinyatakan dalam mentuk byte (1 byte = 8 bit) atau word.

—  Panjang word umumnya 8, 16, 32 bit.

—  Memori eksternal biasanya lebih besar kapasitasnya daripada  memori internal, hal ini disebabkan karena teknologi dan sifat penggunaannya yang berbeda

Satuan transfer pada memori internal yaitu satuan transfer sama dengan jumlah saluran data yang masuk ke dan keluar dari modul memori. Jumlah saluran ini sering kali sama dengan panjang word, tapi dimungkinkan juga tidak sama.

Metode Akses

1.         Sequential access

Pada sequential access, memori diorganisasi menjadi unit – unit data yang disebut record. Akses harus dibuat dalam bentuk urutan linier yang spesifik. Informasi pengalamatan yang disimpan dipakai untuk memisahkan record-record dan untuk membantu proses pencarian.Terdapat shared read/write mechanism untuk penulisan/pembacaan memorinya. Pita magnetik merupakan memori yang menggunakan metode sequential access

2.         Direct access

Pada direct access, sama seperti sequential access terdapat shared read/write mechanism. Setiap blok dan record memiliki alamat unik berdasarkan lokasi fisiknya. Akses dilakukan langsung pada alamat memori. Disk adalah memori direct access

3.         Random access

Setiap lokasi memori dipilih secara random dan diakses serta dialamati secara langsung. Contohnya adalah memori utama

4.         Associative access

Yaitu merupakan jenis random akses yang memungkinkan pembandingan lokasi bit yang diinginkan untuk pencocokan. Data dicari berdasarkan isinya bukan alamatnya dalam memori. Contoh memori ini adalah cache memori

Parameter utama unjuk kerja :

1.         Access time

Bagi random access memory, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan operasi baca atau tulis. Memori non-random akses merupakan waktu yang dibutuhkan dalam melakukan mekanisme baca atau tulis pada lokasi tertentu

2.         Memory cycle time

Konsep ini digunakan pada random access memory. Terdiri dari access time ditambah dengan waktu yang diperlukan transient agar hilang pada saluran sinyal.

3.       Transfer rate

Kecepatan data transfer ke unit memori atau dari unit memori.

a.       Random access memory sama dengan 1/(cycle time).

b.      Non-random access memory dengan perumusan :

TN = TA + (N/R)

TN = waktu rata – rata untuk membaca atau menulis N bit

TA = waktu akses rata – rata

N = jumlah bit

R = kecepatan transfer dalam bit per detik (bps)

Secara fisik, memory dibedakan menjadi 2, yaitu  media penyimpanan volatile dan non-volatile. Volatile memory, informasi akan hilang apabila daya listriknya dimatikan, contohnya RAM. Non-volatile memory tidak hilang walau daya listriknya hilang., contohnya ROM.

Memori juga bisa dibedakan sebagai media erasable dan nonerasable. Adalah jenis memori semikonduktor yang tidak bisa dihapus kecuali dengan menghancurkan unit storage-nya, memori ini dikenal dengan ROM (Read Only Memory.

Hirarki Memory

Tabel Spesifikasi Memori

RAM (Random Access Memory)

Random akses, yaitu data secara langsung diakses melalui  logik pengalamatan wired-in. Read and write data ke memori cepat dan mudah. Volatile RAM menyimpan data sementara. Menyimpan data selama ada daya listriknya

ROM (Read Only Memory)

Berbeda dengan RAM. Karena data Permanen, tidak bisa diubah. Keuntungannya untuk data yang permanen. Kerugiaannya apabila ada kesalahan data atau adanya perubahan data sehingga perlu penyisipan –penyisipan

Cache Memory

Difungsikan untuk mempercepat kerja memori sehingga mendekati kecepatan prosesor. Berukuran kecil dan berisi salinan memori utama. Tujuan cache memori adalah untuk mengurangi waktu tunggu CPU selama mengakses memori utama. Cara kerja cache adalah antisipasi terhadap permintaan data memori yang akan digunakan CPU.

Virtual Memory

Diperlukan pada dua kasus dalam mengeksekusi program-program besar yang ukurannya melebihi ukuran fisik memori. Ruang memori utama prosesor tidak cukup untuk menjalankan program besar Ukuran fisik memori utama dibiarkan kecil untuk mengurangi biaya walaupun prosesor mempunyai ruang memori yang besar.

Keuntungan Virtual Memory

• —  Ukuran program tidak dibatasi oleh ukuran memori fisik
• —  User tidak perlu mengestimasi alokasi memori, yang dilakukan secara otomatis sesuai permintaan program
• —  Program dapat di-load dalam suatu area memori fisik karena program tidak menggunakan alamat fisik