Media Penyimpanan

MEDIA PENYIMPANAN
MAGNETIC DISK
Magnetic disk adalah istilah yang mengacu pada penyimpanan data pada media magnetik. dan merupakan bentuk memori non-volatile. Contoh  dari media penyimpanan magnetik termasuk disket, pita rekaman magnetik dan garis-garis magnetik pada kartu kredit.
Magnetic disk merupakan sebuah piringan bundar yang terbuat dari logam atau plastik yang dilapisi dengan bahan yang dapat dimagnetisasi. Berdasarkan ukurannya magnetic disk dapat dibagi menjadi tiga yaitu:
1.     FLOOPY DISK ( DISKETTE )
2.     ZIP DRIVE
3.     HARDDISK
1. Floppy disk (diskette)
Floppy disks adalah media penyimpanan yang bersifat flexible removable. Data dan program disimpan di disket dalam bentuk titik-titik magnetik, sesuai pola on/off standar dan representatif data (misalnya ASCII). Pembungkus plastik tersebut melindungi disket dari sentuhan tangan manusia. Dahulu disket berukuran lebih besar dan terbungkus kertas sehingga tampak rapuh. Disk dilapisi dengan partikel magnetic. Partikel magnetic tersebut berlaku sebagai media penyimpanan data.
a.    Jenis-Jenis Floppy Disk
JENIS UKURAN    KAPASITAS     KAPASITAS RANGE    PEMBUAT
3,5 inci                         1,44 MB               400kb-1,44MB           SONY
3,5 inci                         2,88 MB                   -                                IBM
5,2 inci                           1,2 MB              200kb-1,22MB          SUGHART
8 inci                               500 kb                100kb-500kb               IBM
b.    Cara Kerja Disket
Disket dimasukkan ke floppy-disk drive, yaitu alat untuk menahan, memutar, membaca dan menulis data ke disket. “Baca” berarti data di media penyimpan sekunder diubah ke dalam bentuk sinyal elektronik dan salinan data tersebut dikirimkan ke memori komputer (RAM). Sedangkan “tulis” berarti salinan informasi elektronik hasil pemrosesan komputer ditransfer ke penyimpan sekunder.
 2. Zip drive
Zip drive (disk Zip) merupakan sistem penyimpanan dalam bentuk disk berukuran menengah, yang diperkenalkan oleh Iomega pada akhir 1994. Awalnya, disk Zip memiliki kapasitas 100 MB, tetapi kemudian ditingkatkan menjadi 250 MB dan kemudian menjadi 750 MB. Format ini menjadi yang paling populer di antara produk-produk jenis super-floppy tetapi tidak pernah mencapai status standar untuk menggantikan floppy disk 3,5 inci. Kemudian, CD-RW menggantikan posisi disk Zip, dan perekam CD internal dan eksternal Zip-650 atau Zip-CD tersebut dijual dengan merek Zip.


3.    Harddisk

Harddisk merupakan media penyimpan yang didesain untuk dapat digunakan menyimpan data dalam kapasitas yang besar. Hal ini dilatar belakangi adanya program aplikasi yang tidak memungkinkan berada dalam 1 disket dan juga membutuhkan media penyimpan berkas yang besar misalnya database suatu instansi.  Tidak hanya itu, harddisk diharapkan juga di imbangi dari kecepatan aksesnya. Kecepatan harddisk bila dibandingkan dengan disket biasa, sangat jauh. Hal ini dikarenakan harddisk mempunyai mekanisme yang berbeda dan teknologi bahan yang tentu saja lebih baik dari pada disket biasa.  Bila tanpa harddisk, dapat dibayangkan betapa banyak yang harus disediakan untuk menyimpan data kepegawaian suatu instansi atau menyimpan program aplikasi. Hal ini tentu saja tidak efisien. Ditambah lagi waktu pembacaannya yang sangat lambat bila menggunakan media penyimpanan disket konvensional tersebut. 
a.    Prinsip kerja Hard Disk
Hard drive menggunakan sebuah perangkat perekam yang dinamakan “head” untuk menulis dan membaca data dari setiap permukaan platter. Drive memposisikan sebuah head, bergantung sebuah lengan yang dapat bergerak, dengan jarak mikroskopis di atas permukaan platter pada tiap sisinya. Jadi untuk hard drive yang memiliki lima platter akan memiliki sepuluh buah head yang bergantung pada sepuluh buah lengan motorik.
Elemen lainnya di dalam head membaca data yang direkam dengan merasakan medan magnet pada setiap bit magnetis yang disebutkan saat melewati elemen yang dibaca. Drive merekam data pada sebuah lingkaran konsentris yang disebut “track”,  setiap track menjadi segmen yang dikenal sebagai “sector”.  track dapat diartikan sebagai sebuah rak buku dimana tiap segmennya diartikan sebagai buku-buku di dalamnya. Bila sistem operasi membutuhkan sebuah file yang berlokasi pada track dan sector tertentu, maka ia akan mengirimkan permintaan tersebut kepada hard drive untuk mendapatkan data tersebut berdasarkan alamat tertentu .
b.    Cara Kerja Hard Disk
Saat sebuah sistem operasi mengirimkan data kepada hard drive untuk direkam, drive tersebut memproses data tersebut menggunakan sebuah formula matematikal yang kompleks yang menambahkan sebuah bit ekstra pada data tersebut. Bit tersebut tidak memakan tempat: Di kemudian hari, saat data diambil, bit ekstra tersebut memungkinkan drive untuk mendeteksi dan mengkoreksi kesalahan acak yang disebabkan oleh variasi dari medan magnet di dalam driver tersebut. Kemudian, drive tersebut menggerakkan head melalui track yang sesuai dari platter . Waktu untuk menggerakkan head tersebut dinamakan “seek time”. Saat berada di atas track yang benar, drive menunggu sampai platter berputar hingga sector yang diinginkan berada di bawah head. Jumlah waktu tersebut dinamakan “drive latency”. Semakin pendek waktu `seek` dan `latency`, semakin cepat drive tersebut menyelesaikan pekerjaannya.
Saat komponen elektronik drive menentukan bahwa sebuah head berada di atas sector yang tepat untuk menulis data, drive mengirimkan gelombang elektrik pada head tersebut. Gelombang tersebut menghasilkan sebuah medan magnetik yang mengubah permukaan magnetik pada platter. Variasi yang terekam tersebut sekarang mewakili sebuah data.
Membaca data memerlukan beberapa proses perekaman. Drive memposisikan bagian pembaca dari head di atas track yang sesuai, dan kemudian menunggu sector yang tepat untuk berputar di atasnya. Saat spektrum magnetik tertentu yang mewakili data Anda pada sector dan track yang tepat berada tepat di atas head pembaca, komponen elektronik drive mendeteksi perubahan kecil pada medan magnetik dan mengubahnya menjadi bit. Saat drive tersebut selesai mengecek error pada bit dan membetulkannya jika perlu, ia kemudian mengirimkan data tersebut pada sistem operasi. Jadi Kesimpulannya Data pada hard drive biasanya disimpan pada Plate (Piring) disk kemudian data tersebut dibaca oleh head, head tersebut terletak sangat dekat dengan permukaan Plate (Piring) disk.
c.    Waktu Akses pada Magnetic Tape :
1.    SEEK TIME : Waktu yang dibutuhkan untuk menggerakan read/write head pada disk ke posisi silinder yang tepat.
2.    HEAD ACTIVATION TIME : Waktu yang dibutuhkan untuk menggerakan read/write head pada disk ke posisi track yang tepat.
3.    ROTATIONAL DELAY (LATENCY) : Waktu yang dibutuhkan untuk perputaran piringan sampai posisi record yang tepat
4.    TRANSFER TIME : Waktu yang menunjukan kecepatan perputaran dan banyaknya data yang ditransfer.
Fixed - Head Disk Access
Disk yang mempunyai sebuah read / write head untuk setiap track pada setiap permukaan penyimpanan, yang mekanisme pengaksesannya tidak dapat dipindahkan dari cylinder ke cylinder.
    ACCESS TIME  =  HEAD-ACTIVATION TIME
                     +  ROTATIONAL DELAY
                     +  TRANSFER TIME 
Banyaknya read / write head menyebabkan harga dari fixed-head disk drive lebih mahal dari movable-head disk drive. Disk yang menggunakan fixed-head disk drive mempunyai kapasitas dansdensity yang lebih kecil dibandingkan dengan disk yang menggunakan movable-head disk drive.
Disk akan terbagi menjadi :
1.    Sector (Disc Sector)
Sektor (Disc Sector) adalah basic unit dari hardisk yang merupakan sebuah bagian atau sub-divisi dari sebuah track,  yang biasa terdapat pada magnetic disk atau optical disk. Biasanya, masing-masing sektor menyimpan data dengan jumlah tertentu, sesuai dengan kesepakatan yang telah dibuat oleh perancang sektor. Pada umumnya, beberapa format ukuran yang digunakan untuk sektor adalah 512 bytes (untuk magnetic disks) dan 2048 bytes (untuk optical disks).

Secara sederhana, hardisk terdiri dari banyak bagian yang disebut sebagai sektor. Sektor-sektor tersebut membentuk sebuah lingkaran. Sebuah jalur lingkaran tungal yang yang membentuk lingkaran konsentris disebut dengan track.

Dalam hardisk, setiap sector terdiri dari tiga bagian utama.  antara lain:
1.    Sector Header, berisi berbagai macam informasi yang digunakan untuk melakukan sinkronisasi internal pada hardisk. Informasi yang ada pada sector header adalah gap, synch bit, dan address mark.
2.    Data field, berisi berbagai informasi yang disimpan oleh pengguna.
3.    Error Correcting Code, digunakan untuk melakukan koreksi terhadap data eror yang disimpan oleh pengguna.
2.    Track
Track secara fisik adalah bagian dari disc yang berupa sebuah lingkaran konsentri yang lingkaran piringan terluar lebih besar dibandingkan dari yang paling dekat dengan titik tengah pada disc. Penampang track dapat dilihat pada gambar.

Track adalah kumpulan dari sektor yang berada pada sebuah jalur lingkaran tunggal. Besarnya sektor yang ada pada tiap track berbeda-beda dari mulai bagian terluar hingga bagian lingkaran dalam. Bagian terluar dari disc biasanya mempunyai sektor paling besar yaitu sekitar 16 sektor setiap track. Sedangkan bagian paling dalam biasanya mempunyai jumlah sektor yang paling kecil yaitu sekitar 9 sektor setiap track. Hal ini mungkin berbeda pada tiap jenis hardisk yang berbeda, namun konsepnya serupa.
3.    Cylinder
Cylinder adalah sekumpulan track dengan nomor yang sama pada setiap platter atau bagian melingkar pada disk. Cylinder mencakup semua track yang ada pada permukaan paltter yang mampu menyimpan data (tanpa memperhatikan apakah sebuah track baik maupun buruk dalam kapasitasnya menyimpan data).
    4.    Cluster (sistem berkas)
Struktur dari sebuah cakram penyimpanan data :

 (A) track
(B) sektor geometris
(C) track sector
(D) cluster

Cluster, atau allocation unit (unit alokasi) dalam beberapa sistem berkas (file system) dan pengorganisasian disk, seperti File Allocation Table dalam sistem operasi MS-DOS dan NTFS dalam Windows NT merujuk kepada kumpulan sektor media penyimpanan yang digunakan oleh sistem operasi sebagai sebuah kesatuan, yang dapat digunakan untuk menyimpan informasi di dalam berkas atau direktori. Cluster dimaksudkan untuk mengurangi keborosan dalam melakukan manajemen terhadap struktur data di dalam hard disk, sehingga sistem berkas tidak akan mengalokasikan sektor disk fisik, tetapi sekumpulan sektor yang saling bedekatan.
A.    Keuntungan Penggunaan Magnetic Disk
    Akses terhadap suatu record dapat dilakukan secara sequential atau direct.
    Waktu yang dibutuhkan untuk mengakses suatu record lebih cepat.
    Respon time cepat.
B.    Keterbatasan Penggunaan Magnetic Disk
    Harga lebih mahal.
     Musuh utama dari media magnetik seperti disket floppy dan hard disk ialah jamur dan karat. Karena jamur dan karat ini, maka daya tahan atau umur media ini menjadi pendek.

OPTICAL DISK

Optical disk adalah salah satu contoh dari removable disk. Teknologi penyimpanan data pada magneto-disk adalah dengan cara menyinari permukaan disk dengan sinar laser yang ditembakkan dari disk head. tempat yang terkena sinar laser ini kemudian digunakan untuk menyimpan bit data. untuk mengakses data yang telah disimpan, head mengakses data tersebut dengan bantuaan kerr effect. cara kerja kerr effect adalah ketika suatu sinar laser dipantulkan dari sebuah titik magnetik. palarisasinya akan diputar secara atau berlawanan dengan arah jarum jam, tergantung dari orientasi medan magnetiknya. rotasi inilah yang dibaca oleh head disk sebagai sebuah bit data.
    Ada tiga tipe perekeman yang didukung oleh optical disk yaitu :
◦    read-only (contohnya : CD dan CD-ROM);
◦    recordable (write-once contohnya CD-R);
◦    re-recordable (rewritable contohnya CD-RW).
a.    Representasi Data dan Pengalamatan
Data pada disk juga di block seperti data pada magnetic tape. Pemanggilan sebuah block adalah banyaknya data yang diakses pada sebuah storage device. Data dari disk dipindahkan ke sebuah buffer pada main storage computer untuk diakses oleh sebuah program. Kemampuan mengakses secara direct pada disk menunjukkan bahwa record tidak selalu diakses secara sequential. Ada 2 teknik dasar untuk pengalamatan data yang disimpan pada disk, yaitu :
1.    Metode Silinder :
Pengalamatan berdasarkan nomor silinder, nomor permukaan dan nomor record. Semua track dari disk pack membentuk suatu silinder. jadi bila suatu disk pack dengan 200 track per-permukaan, maka mempunyai 200 silinder.
Bagian nomor permukaan dari pengalamatan record menunjukkan permukaan silinder record  yang disimpan.  Jika ada 11  piringan, maka nomor permukaannya dari 0 – 19 (1 – 20). Pengalamatan dari nomor record menunjukkan dimana record terletak pada track yang ditunjukkan dengan nomor silinder dan nomor permukaan.
2.    Metode Sektor :
Setiap track dari pack dibagi ke dalam sektor-sektor. Setiap sektor adalah storage area untuk banyaknya karakter yang tetap. Pengalamatan recordnya berdasarkan nomor sektor, nomor track dan nomor permukaan. Nomor sektor yang diberikan oleh disk controller menunjukkan track mana yang akan diakses dan pengalamatan record terletak pada track yang mana.
Setiap track pada setiap piringan mempunyai kapasitas penyimpanan yang sama, meskipun diameter tracknya berlainan. Keseragaman kapasitas dicapai dengan penyesuaian density yang tepat dari representasi data untuk setiap ukuran track. Keuntungan lain pendekatan keseragaman kapasitas adalah file dapat ditempatkan pada disk tanpa merubah lokasi nomor sektor (track atau cylinder) pada file.
b.    Organisasi Berkas dan Metode Akses pada Magnetic Tape
Untuk membaca / menulis pada suatu magnetic tape adalah secara sequential. Artinya untuk mendapatkan tempat suatu data maka data yang di depannya harus dilalui lebih dahulu.
Maka dapat dikatakan organisasi data pada file di dalam tape dibentuk secara sequential dan metode aksesnya juga sequential.
c.    Menghitung Kapasitas Penyimpanan pada Tape
Contoh :
Kita ingin membandingkan berapa banyak record yang dapat disimpan dalam tape, bila :
        1 block berisi 1 record
        1 record = 100 character
dengan
        1 block berisi 20 record
        1 record = 100 character
panjang tape yang digunakan adalah 2400 feet, density 6250 bpi dan panjang gap 0.6 inch.
Jawab :
1 block 1 record;
                          2400  ft/tape  *  12 in/ft
--------------------------------------------------------------------  =  46753 block/tape
                          100 char/rec
1 rec/block  *  ---------------  +  0.6 in/gap  * 1 gap/block
                          6250 char/in
tape tersebut berisi 46753 record.
1 block 20 record;
                          2400  ft/tape  *  12 in/ft
---------------------------------------------------------------------  =  31304 block/tape
                          100 char/rec
20 rec/block  *  ---------------  +  0.6 in/gap  * 1 gap/block
                          6250 char/in
tape tersebut berisi =  20 *  31304 = 626080 record

d.    Menghitung Waktu Akses pada Tape
Diketahui :
    Kecepatan akses tape untuk membaca / menulis adalah 200 inch / sec.
    Waktu yang dibutuhkan untuk berhenti dan mulai pada waktu terdapat gap adalah 0.004 second.

Hitung :
    Waktu akses yang dibutuhkan tape tersebut, dengan menggunakan data pada contoh sebelumnya.
Jawab :
1 block 1 record;
     46753 block/tape * 0.016 in/block
=  -----------------------------------------  +  46753 block/tape * 0.004 sec/gap * 1 gap/block
                     200 in/sec
=  190.75 sec/tape
waktu akses yang dibutuhkan tape tersebut adalah 190.75 sec.

1 block 20 record;
    2338 block/tape * 0.32 in/block
=  --------------------------------------  +  2338 block/tape * 0.004 sec/gap * 1 gap/block
                     200 in/sec
=  10.55 sec/tape
waktu akses yang dibutuhkan tape tersebut adalah 10.55 sec.