Sistem Operasi Komputer

Sistem Operasi Komputer

Sistem Operasi Komputer Pertemuan X – File interface and file system I/O system Mass storage system (disk)

Materi • • • • • • • •

Konsep file Metode akses Struktur directory I/O hardware Aplikasi antarmuka I/O Struktur disk Penjadwalan disk Pengelolaan disk

Universitas Kristen Maranatha -- IT Department

1


Konsep File • Ruang alamat logikal yang beruntun (contiguous) • Tipe – Data: numerik,karakter, binary – Program user

Struktur File • Tanpa struktur – Rentetan bytes atau words

• Struktur sederhana – Lines – Fixed length – Variable length

• Struktur kompleks – Dokumen terformat – File yang dapat dialokasikan ulang

• Kontrol karakter sangat berperan jika ingin mensimulasikan file dari metode pertama ke 2 metode lainnya • Keputusan: pada SOK dan program pengendali


2


Atribut-atribut file • Nama – hanya sebagai informasi, disimpan dalam format yang terbaca oleh manusia • Tipe – dibutuhkan untuk sistem yang mendukung beberapa tipe file • Location – penunjuk lokasi file pada hardware penyimpan • Proteksi – mengontrol siapa yang boleh r/w/rw atau eksekusi • Time, date, user id – data untuk proteksi, sekuritas dan pengawasan penggunaan • Informasi tentang file disimpan dalam struktur direktori dan di-maintain di dalam disk penyimpan

Operasi-operasi File • • • • • • •

Create Write Read Reposition (pencarian file) Delete Truncate Open (Fi) – cari pada struktur dir pada disk kemudian pindahkan isi entry Fi ke dalam memori • Close (Fi) – memindahkan isi entry Fi dari memori ke dalam struktur direktori disk


3


Tipe file – nama.extention

Metode Akses • Sekuensial read next write next reset no read after last write (rewrite)

• Direct read n ( n = nomor blok relatif) write n position to n read next write next rewrite n


4


Akses sekuensial

Struktur direktori • Kumpulan (logikal) simpul yang berisi informasi tentang semua file Directory

Files

F1

F2

F3

F4 Fn

• Struktur direktori dan file disimpan dalam disk • Jika ada backup, biasanya disimpan dalam (magnetic) tapes


5


Contoh organisasi file

Manfaat: Efisiensi – mempercepat akses ke file Penamaan – menunjang pekerjaan user • file yang sama dapat diberi berbagai nama yang berbeda • dua user dapat memakai nama yang sama untuk file yang berbeda Pengelompokan – pengelompokan logikal berdasarkan properti file, contoh: semua file java, semua file games, dll

Struktur direktori single-level • Direktori tunggal untuk semua user • Problem: penamaan dan pengelompokan


6


Struktur direktori 2-level • Memisahkan direktori untuk setiap user – – – –

Adanya path name Nama yang sama untuk user yang berbeda Pencarian file efektif Problem: pengelompokan

Struktur direktori tree (pohon) (1)


7


Struktur direktori tree (pohon) (2) • Pencarian efisien • Kemampuan pengelompokan • Working directory dapat dideteksi – cd /spell/mail/prog – type list

• Absolute dan relative path • Pembuatan file atau sub-directory yang baru terjadi pada directori yang aktif (current directory) • Contoh command: – Linux: ls, rm, pico, copy – Dos: cd, dir, del, mkdir, edit, copy, dll

Contoh: akses directory dan file (Linux) •

Mode untuk akses: read, write, execute

•

Tiga kelas user

•

•

a) owner access

7

⇒

b) group access

6

⇒

c) public access

1

⇒

RWX 111 RWX 110 RWX 001

System administrator dapat membuat suatu group (nama unik), katakan G, dan dapat pula menambahkan user akses pada group tersebut Untuk file tertentu (katakan game) atau subdirectory, dapat pula didefinisikan akses yang diinginkan.

Attach a group to a file: chgrp

owner

G

public

game chmod


group

761

game

8


I/O Hardware (1) • Dilatarbelakangi oleh variasi perangkat I/O • Konsep utama: – Port – Bus (shared direct access) – Controller (host adapter)

• Instruksi dan komando I/O digunakan untuk mengontrol perangkat I/O • Perangkat I/O memiliki alamat, digunakan oleh: – Instruksi I/O yang langsung – Pemetaan memori I/O

I/O Hardware (2)


9


Tranfer Data I/O

Struktur Bus PC


10


Contoh Sebagian Lokasi Port I/O pada PC

Siklus interupsi I/O


11


Direct Memory Address (DMA) • • •

Digunakan untuk menghindari pemrograman I/O untuk mobilitas data yang besar Memerlukan DMA controller Tidak memerlukan CPU untuk mentransfer data antara memori dan perangkat I/O yang diperlukan

Aplikasi antarmuka I/O (I/O System Call) • Setiap perangkat I/O memiliki suatu kelas khusus yang menunjang system call dan mengatasi perbedaan antara perilaku I/O • Lapisan device driver “menyembunyikan” perbedaan antara I/O controller dari kernel • Perbedaan terletak pada, antara lain: – – – – –

Character-stream or block Sequential or random-access Sharable or dedicated Speed of operation read-write, read only, or write only


12


Struktur kernel – I/O

Karakteristik perangkat I/O


13


Siklus I/O Request

Struktur Disk • Alamat Disk drive dianggap sebagai suatu 1dimensi array dari blok-blok logikal • Blok logikal diartikan sebagai satuan unit terkecil yang dapat ditransfer • Array blok logikal dipetakan ke dalam sektorsektor disk secara beruntun – Sector 0 adalah sektor pertama dari track pertama pada cilinder terluar – Pemetaan diproses dengan urutan pada sector, track, kemudian cilinder dari luar ke dalam


14


Harddisk

Kuning Track Biru Sector Sector berukuran tetap, misalnya: 256B atau 512B Sector dikelompokkan sebagai Cluster

Penjadwalan Disk (1) • SOK bertanggung jawab dalam penggunaan hardware secara efisien – untuk disk drive ini berarti access time yang singkat dan bandwidth disk • Access time • Seek time pindah head cilinder untuk mendapat sector yang diinginkan • Rotational latency waktu tambahan untuk menunggu disk berputar sehingga sector yang diinginkan tepat berada di bawah head

• Minimalisasi seek time ≈ seek distance


15


Penjadwalan Disk (2) • Disk bandwidth jumlah total bytes yang ditransfer dibagi dengan total waktu antara permohonan pertama servis yang diinginkan dan penyelesaian transfer terakhir • Contoh: (dengan berbagai algoritma) – Head ada pada sector 53 – 200 sector request queue pada suatu track (0-199) – Urutan request: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67

FCFS (First Come First Served) Request dijalankan secara berurutan Total pergerakan head adalah 640 cilinder.


16


SSTF (Shortest Seek Time First) • • •

Cari yang seek time-nya terendah dari posisi head pada suatu saat Suatu bentuk SJF (Shortest Job First), dapat menyebabkan starvation Jumlah total pergerakan head adalah 236 cilinder

SCAN • • •

Pergerakan disk dimulai dari satu sisi, memberi servis sampai sisi yang lainnya, kemudian kembali ke sisi awal sambil melanjutkan servis Dikenal juga dengan sebutan algoritma elevator Jumlah total pergerakan adalah 208 cilinder


17


C-SCAN (circular SCAN) • • •

Memberikan waktu tunggu yang lebih seimbang bagi semua request Head bergerak dari satu sisi, ke sisi yang lain, kemudian kembali ke sisi awal sebelum mulai mengerjakan request yang lainnya Memperlakukan cilinder sebagai suatu list circular yang berputar secara berkala dari cilinder akhir ke cilinder awal

C-LOOK • •

Versi dari C-SCAN Pergerakan head dibatasi oleh request terjauh pada setiap arah, tanpa menyentuh akhir dari cilinder, jika tidak diperlukan


18


Evaluasi algoritma penjadwalan disk • SSTF bersifat natural dan biasa • SCAN dan C-SCAN memberikan kinerja lebih baik untuk sistem-sistem yang memiliki disk dengan kapasitas besar dan berat pada saat loading (heavy load) • SSTF atau LOOK paling sering digunakan sebagai default • Kinerja bergantung pada jumlah dan tipe request • Request untuk disk dapat dipengaruhi oleh metode alokasi file • Algoritma penjadwalan disk, seharusnya dituliskan dalam modul yang berbeda dalam SOK, sehingga dapat digantikan oleh algoritma yang lain jika diperlukan

Pengelolaan Disk • Low-level formatting atau physical formatting, membagi disk ke dalam sector sehingga disk controller dapat membaca dan menulisnya • Untuk menggunakan disk dalam penyimpanan file, SOK perlu memberikan bentuk data strukturnya dalam disk tersebut • Mempartisi disk ke dalam satu atau lebih grup cilinder • Logical formatting atau membuat file system, contoh: Windows 98 FAT32, Win 2000/NT/XP NTFS, Linux File System

• Blok “boot” menginisialisasi system • Bootstrap disimpan dalam ROM • Program untuk menge-load Bootstrap • Bad-blok harus diatasi, misalnya dengan metode sector sparing


19


File Systems (1) •

•

•

•

•

• •

•

FAT – File Allocation Table is the original, old 16 bit DOS system is probably used in 90% of all PC’s. It is also called FAT16 contrary to: FAT32 – This is a new addition to FAT, which Microsoft introduced with Windows 95 B – the December -96 version (OSR2). The performance has been even improved with Windows 98. HPFS – High Performance File System is from OS/2. It is an advanced 32 bit file system, which in all respects is far superior to FAT, except for possible usage. It can only be used with OS/2. NTFS from Windows NT – A 32 bit file system like HPFS, but not compatible with it. NTFS can only be used in Windows NT/2000/XP. If it was available for use in Windows 95/98, it may be preferable to FAT and FAT32. NetWare – NetWare is a server operating system from Novell. It has its own 32 bit file system. For that reason, the Novell server, contrary to NT or OS/2 servers, cannot be used as a work station. The file system is much faster than FAT, but it works only with Novell servers (typically file servers). ISO 9660 – This is for CDROMs and ISO 13346 for DVDs. UDF – Universal Disk Format is for big capacity disks like DVD RAM. UDF is not directly supported by older versions of Windows , you need a driver. UNIX – UNIX servers have their own filing system. Here the use of upper/lower case in file naming is significant. Read in the following pages about the concepts of these file systems.

File Systems (2) Operating system

File system(s)

DOS

FAT16

Windows 95/98

FAT16, FAT32

Windows NT

FAT16, NTFS

Windows 2000/XP

FAT16, FAT32, NTFS

OS/2

FAT16, HPFS

Novell NetWare

proprietary file system


20


Format Disk pada MS-DOS


21

Sistem Operasi Komputer

Recommend Documents