konsep dasar sistem berkas

Konsep Dasar Sistem Berkas

Komputer dapat menyimpan informasi ke beberapa media penyimpanan yang berbeda, seperti magnetic disks, magnetic tapes, dan optical disks. Bentuk penyimpanan abstraksi dari unit penyimpan informasi dalam bentuk fisik adalah file. File – file dipetakan oleh sistem operasi ke dalam peralatan fisik. File adalah sekumpulan informasi yang saling berkaitan dan didefenisikan oleh pembuatnya. Umumnya berkas adalah sekumpulan bit, byte, record di mana artinya didefenisikan oleh pembuat dan pemakainya. File data dapat berbentuk numeric, alfabeth ataupun alfanumeric. File dapat berbentuk bebas seperti file teks atau terstruktur. Suatu file mempunyai nama dan diacu berdasarkan nama tersebut. Juga mempunyai komponen lain seperti tipe, waktu pembuatan, nama dan nomor account dari pembuatnya, besar ukuran file. Kita dapat menulis informasi, mengubah informasi, menambah dan menghapus informasi dalam file.

Sistem Berkas

· Sistem

Sekelompok Elemen dan Prosedur yang saling berhubungan dan bekerjasama dalam pencapaian suatu tujuan tertentu

· Berkas

Sekumpulan data (informasi) yang diberinama dan tersimpan dalam media penyimpanan sekunder

· Sistem Berkas

Suatu metode pengolahan berkas didalam secondary storage

Informasi dalam berkas ditentukan oleh pembuatnya. Ada banyak beragam tipe informasi yang dapat disimpan dalam berkas. Hal ini disebabkan oleh struktur tertentu yang dimiliki oleh berkas, sesuai dengan tipenya masing-masing.
Contohnya:
• Text file; yaitu urutan karakter yang disusun ke dalam baris-baris.
Sistem Berkas
• Source file; yaitu urutan subroutine dan fungsi, yang nantinya akan dideklarasikan.
• Object file; merupakan urutan byte yang diatur ke dalam blok-blok yang dikenali oleh linker dari sistem.
• Executable file; adalah rangkaian code section yang dapat dibawa loader ke dalam memori dan dieksekusi.

Atribut Pada Berkas
Berkas diberi nama, untuk kenyamanan bagi pengguna, dan untuk acuan bagi data yang terkandung di dalamnya. Nama berkas biasanya berupa string atau karakter. Beberapa sistem membedakan penggunaan huruf besar dan kecil dalam penamaan sebuah berkas, sementara sistem yang lain menganggap kedua hal di atas sama.Ketika berkas diberi nama, maka berkas tersebut akan menjadi mandiri terhadap proses, pengguna, bahkan sistem yang membuatnya.

Atribut berkas terdiri dari:
• Nama; merupakan satu-satunya informasi yang tetap dalam bentuk yang bisa dibaca oleh manusia (human-readable form).
• Type; dibutuhkan untuk sistem yang mendukung beberapa type berbeda.
• Lokasi; merupakan pointer ke device dan ke lokasi berkas pada device tersebut.
• Ukuran(size); yaitu ukuran berkas pada saat itu, baik dalam byte, huruf, ataupun block
• Proteksi; adalah informasi mengenai kontrol akses, misalnya siapa saja yang boleh membaca, menulis, dan mengeksekusi berkas
• Waktu, tanggal dan identifikasi pengguna; informasi ini biasanya disimpan untuk:
o pembuatan berkas
o modifikasi terakhir yang dilakukan pada berkas, dan
o penggunaan terakhir berkas
Data-data tersebut dapat berguna untuk proteksi, keamanan, dan monitoring penggunaan dari berkas. Informasi tentang seluruh berkas disimpan dalam struktur direktori yang terdapat pada penyimpanan sekunder. Direktori, seperti berkas, harus bersifat nonvolatile , sehingga keduanya harus disimpan pada
sebuah device dan baru dibawa bagian per bagian ke memori pada saat dibutuhkan.

Komponen Sistem Berkas

Disk management

Menjelaskan bagaimana seharusnya menyusun blokblok disk ke dalam file.

Naming

Berguna bagi pemakai yan memungkinkan untuk menunjuk file dengan penamaan yaitu dengan

mengenali blok-blok disk.

Protection

Suatu cara untuk memproteksi pemakai-pemakai file dari pemakai lain.

Reliability

File–file yang diperlukan ada tersedia jika terjadi kerusakan sistem.

Struktur File

Byte sequence

Ragkaian byte yang tidak terstruktur (UNIX dan MS-DOS).

Record sequence

File dirangkai dalam record yang tertentu panjangnya dengan beberapa struktur.

Tree

Masing-masing file tidak sama panjangnya serta memiliki key filed pada record.

Operasi Pada Berkas
Sebuah berkas adalah tipe data abstrak. Untuk mendefinisikan berkas secara tepat, kita perlu melihat operasi yang dapat dilakukan pada berkas tersebut. Sistem operasi menyediakan system calls untuk membuat, membaca, menulis, mencari, menghapus, dan sebagainya. Berikut dapat kita lihat apa yang harus dilakukan sistem operasi pada keenam operasi dasar pada berkas.
• Membuat sebuah berkas: Ada dua cara dalam membuat berkas. Pertama, tempat baru di dalam sistem berkas harus di alokasikan untuk berkas yang akan dibuat. Kedua, sebuah direktori harus mempersiapkan tempat untuk berkas baru, kemudian direktori tersebut akan mencatat nama berkas dan lokasinya pada sistem berkas.
• Menulis pada sebuah berkas: Untuk menulis pada berkas, kita menggunakan system call beserta nama berkas yang akan ditulisi dan informasi apa yang akan ditulis pada berkas. Ketika diberi nama berkas, sistem mencari ke direktori untuk mendapatkan lokasi berkas. Sistem juga harus menyimpan penunjuk tulis pada berkas dimana penulisan berikut akan ditempatkan. Penunjuk tulis harus diperbaharui setiap terjadi penulisan pada berkas.
• Membaca sebuah berkas: Untuk dapat membaca berkas, kita menggunakan system call beserta nama berkas dan di blok memori mana berkas berikutnya diletakkan. Sama seperti menulis, direktori mencari berkas yang akan dibaca, dan system menyimpan penunjuk baca pada berkas dimana pembacaan berikutnya akan terjadi. Ketika pembacaan dimulai, penunjuk baca harus diperbaharui. Sehingga secara umum, suatu berkas ketika sedang dibaca atau ditulis, kebanyakan sistem hanya
mempunyai satu penunjuk, baca dan tulis menggunakan penunjuk yang sama, hal ini menghemat tempat dan mengurangi kompleksitas sistem.
• Menempatkan kembali sebuah berkas: Direktori yang bertugas untuk mencari berkas yang bersesuaian, dan mengembalikan lokasi berkas pada saat itu. Menempatkan berkas tidak perlu melibatkan proses I/O. Operasi sering disebut pencarian berkas.
• Menghapus sebuah berkas: Untuk menghapus berkas kita perlu mencari berkas tersebut di dalam direktori. Setelah ditemukan kita membebaskan tempat yang dipakai berkas tersebut (sehingga dapat digunakkan oleh berkas lain) dan menghapus tempatnya di direktori.
• Memendekkan berkas: Ada suatu keadaan dimana pengguna menginginkan atribut dari berkas tetap sama tetapi ingin menghapus isi dari berkas tersebut. Fungsi ini mengijinkan semua atribut tetap sama tetapi panjang berkas menjadi nol, hal ini lebih baik dari pada memaksa pengguna untuk menghapus berkas dan membuatnya lagi. Enam operasi dasar ini sudah mencakup operasi minimum yang di butuhkan. Operasi umum lainnya adalah menyambung informasi baru di akhir suatu berkas, mengubah nama suatu berkas, dan lain-lain. Operasi dasar ini kemudian digabung untuk melakukan operasi lainnya. Sebagai contoh misalnya kita menginginkan salinan dari suatu berkas, atau menyalin berkas ke peralatan I/O lainnya seperti printer, dengan cara membuat berkas lalu membaca dari berkas lama dan menulis ke berkas yang baru.
Hampir semua operasi pada berkas melibatkan pencarian berkas pada direktori. Untuk menghindari pencarian yang lama, kebanyakan sistem akan membuka berkas apabila berkas tersebut digunakan secara aktif. Sistem operasi akan menyimpan tabel kecil yang berisi informasi semua berkas yang dibuka yang disebut “tabel berkas terbuka”. Ketika berkas sudah tidak digunakan lagi dan sudah ditutup oleh yang menggunakan, maka sistem operasi mengeluarkan berkas tersebut dari tabel berkas terbuka. Beberapa sistem terkadang langsung membuka berkas ketika berkas tersebut digunakan dan otomatis menutup berkas tersebut jika program atau pemakainya dimatikan. Tetapi pada sistem lainnya terkadang membutuhkan pembukaan berkas secara tersurat dengan system call (open) sebelum berkas dapat digunakan.

Pada dasarnya ada beberapa informasi yang terkait dengan
pembukaan berkas yaitu:
• Penunjuk Berkas: Pada sistem yang tidak mengikutkan batas berkas sebagai bagian dari system call baca dan tulis, sistem tersebut harus mengikuti posisi dimana terakhir proses baca dan tulis sebagai penunjuk. Penunjuk ini unik untuk setiap operasi pada berkas, maka dari itu harus disimpan terpisah dari atribut berkas yang ada pada disk.
• Penghitung berkas yang terbuka: Setelah berkas ditutup, sistem harus mengosongkan kembali tabel berkas yang dibuka yang digunakan oleh berkas tadi atau tempat di tabel akan habis. Karena mungkin ada beberapa proses yang membuka berkas secara bersamaan dan sistem harus menunggu sampai berkas tersebut ditutup sebelum mengosongkan tempatnya di tabel. Penghitung ini mencatat banyaknya berkas yang telah dibuka dan ditutup, dan menjadi nol ketika yang terakhir membaca berkas menutup berkas tersebut barulah sistem dapat mengosongkan tempatnya
di tabel.
• Lokasi berkas pada disk: Kebanyakan operasi pada berkas memerlukan sistem untuk mengubah data yang ada pada berkas. Informasi mengenai lokasi berkas pada disk disimpan di memori agar menghindari banyak pembacaan pada disk untuk setiap operasi. Beberapa sistem operasi menyediakan fasilitas untuk memetakan berkas ke
dalam memori pada virtual-memory systems . Hal tersebut mengijinkan bagian dari
berkas ditempatkan pada suatu alamat di virtual memory . Operasi baca dan tulis pada memori dengan alamat tersebut dianggap sebagai operasi baca dan tulis pada berkas yang ada di alamat tersebut. Menutup berkas mengakibatkan semua data yang ada pada alamat memori tersebut dikembalikan ke disk dan dihilangkan dari virtual memory yang digunakan oleh proses.

Fungsi manajemen berkas

• Pemakai dapat menciptakan, memodifikasi dan menghapus file.

• Pemakai dapat memakai bersama berkas secara terkendali.

• Mekanisme pemakaian file secara bersama yaitu dengan menyediakan beragam access control file seperti read-only, write dan execute.

• Pemakai dapat menstrukturkan file.

• Pemakai dapat melakukan transfer informasi antar file.

• Kemampuan backup dan recovery harus dised iakan untuk mencegah kehilangan data.

• Pemakai mengacu file dengan nama simbolik, bukn mengacu pada peralatan fisik.

• Untuk penyimpanan data yang rahasia secara aman.

Ada pum fumgsi lainnya dari sistem berkas

• Menyediakan interface user-friendly.

• Mengenali dan mengalokasikan satu file yang di pilih.

• Menggunakan satu directory untuk menggambar lokasi semua file ditambah atributnya.

• Blocking untuk mengakses file.

• Pengalokasian file-file untuk blok-blok bebas.

• Mengelola penyimpanan bebas untuk menyediakan blok-blok.

Gambaran file sistem

• Gambaran pemakai

Pemakai menggunakan nama-nama file dan melihat bagaimana ukuran filenya dalam byte.

• Gambaran sistem

Sistem operasi melihat sistem berkas sebagai sekumpulan blok (virtual) dan ukuran file dalam sector (fisik). Blok dan sector tidak pelu berada dalam ukuran yang sama.