SISTEM BERKAS

BAB 1

SISTEM FILE

            Sebuah sistem file sangat membantu para programmer untuk memungkinkan mereka mengakses file, tanpa memperhatikan detail dari karakteristik dan waktu penyimpanan. Sistem file ini juga yang mengatur direktori, device access dan buffer.

KLASIFIKASI FILE

1. Master File (Berkas Induk)

2. Transaction File (Berkas Transaksi)

3. Report File (Berkas Laporan)

4. Work File (Berkas Kerja)

5. Program File (Berkas Program)

 6. Text File (Berkas Teks)

7. Dump File (Berkas Tampung)

 8. Library File (Berkas Pustaka)

 9. History File (Berkas Sejarah)

1. Master file

            Adalah file yang berisi data yang relatif tetap. Master file (berkas induk) berisi objek-objek yang harus ada di sebuah unit kerja (enterprise). Misalkan, di sebuah perguruan tinggi, objek-objek yang harus ada seperti (1) mahasiswa, (2) dosen, (3) mata kuliah, (4) biaya kuliah, (5) ruang kelas, dan sebagainya. Objek-objek tersebut harus disimpan datanya di dalam file komputer, dan akan masuk ke dalam katagori master file.

2. Transaction file

            Transaction file adalah berkas transaksi yang harus disimpan di dalam media penyimpanan eksternal komputer. Transaction file terjadi akibat adanya hubungan (relasi) antar master file

3. Report file

            Adalah file yang berisi data yang dibuat untuk laporan / keperluan user. File tersebut dapat dicetak pada kertas printer atau hanya ditampilkan di layar.

 4. Work file

            Merupakan file sementara dalam sistem. Suatu work file merupakan alat untuk melewatkan data yang dibuat oleh sebuah program ke program lain. Biasanya file ini dibuat pada waktu proses sortir.

5. Program file

            Adalah file yang berisi instruksi-instruksi untuk memproses data yang akan disimpan pada file lain / pada memori utama. Instruksi tersebut dapat ditulis dalam bahasa tingkat tinggi (COBOL, FORTRAN, BASIC, dan lain-lain), bahasa assembler dan bahasa mesin.

 6. Text file

            Adalah file yang berisi input data alphanumeric dan grafik yang digunakan oleh sebuah text editor program. Text file hanya dapat diproses dengan text editor.

7. Dump file

            Adalah file yang digunakan untuk tujuan pengamanan (security), mencatat tentang kegiatan peng-update-an, sekumpulan transaksi yang telah diproses atau sebuah program yang mengalami kekeliruan.

8. Library file

            Adalah file yang digunakan untuk penyimpanan program aplikasi, program utilitas atau program lainnya.

9. History file

            File ini merupakan tempat akumulasi dari hasil pemrosesan master file dan transaction file. File ini berisikan data yang selalu bertambah, sehingga file ini terus berkembang, sesuai dengan kegiatan yang terjadi.

MODEL AKSES FILE

            Ada 3 model akses yang mungkin oleh sebuah program terhadap file, yaitu : 1. Input 2. Output 3. Input / Output

 1. Input file

            Adalah file yang hanya dapat dibaca dengan program. Contoh :

• Transaction file merupakan input file untuk meng-update program

• Program file dari source code merupakan input file untuk program compiler

2. Output file

            Adalah file yang hanya dapat ditulis oleh sebuah program / file yang dibuat dengan program. Contoh :

• Report file merupakan output dari program yang meng-update master file.

• Program file yang berupa object code merupakan output file dari program compiler.

3. Input / Output file

            Adalah file yang dapat dibaca dari dan ditulis ke selama eksekusi program. Contoh :

• Master File (Berkas Induk),  work file dengan sort program (Berkas Kerja)  

Organisasi file

Adalah suatu teknik atau cara yang digunakan menyatakan dan menyimpan recordrecord dalam sebuah file. Ada 4 teknik dasar organisasi file, yaitu

1. Sequential 2. Relative 3. Indexed Sequential 4. Multi – Key

Faktor-faktor yang mempengaruhi dalam proses pemilihan organisasi file :

• Karakteristik dari media penyimpanan yang digunakan

• Volume dan frekuensi dari transaksi yang diproses

• Respontime yang diperlukan

Cara memilih organisasi file tidak terlepas dari 2 aspek utama, yaitu :

1. Model Penggunaannya

2. Model Operasi File

 BAB 2

MEDIA PENYIMPANAN BERKAS

Media penyimpanan adalah peralatan fisik yang menyimpan representasi data.

            Media penyimpanan / storage atau memori dapat dibedakan atas 2 bagian :

1) Primary Memory  ⇒  Primary Storage (Internal Storage)

2) Secondary Memory ⇒  Secondary Storage (External Storage)

Magnetic tape

            Magnetic tape adalah model pertama dari pada secondary memory. Tape ini juga dipakai untuk alat input / output dimana informasi dimasukkan ke CPU dari tape dan informasi diambil dari CPU lalu disimpan pada tape lainnya.

Panjang tape pada umumnya 2400 feet, lebarnya ½ inch dan tebalnya 2 mm. Data disimpan dalam bintik kecil yang bermagnit dan tidak tampak pada bahan plastik yang dilapisi ferroksida. Flexible plastiknya disebut Mylar. Mekanisme aksesnya adlah tape drive. Jumlah data yang ditampung tergantung pada model tape yang digunakan. Untuk tape yang panjangnya 2400 feet, dapat menampung kira-kira 23.000.000 karakter. penyimpanan data pada tape adalah dengan cara sequential.

Keuntungan penggunaan magnetic tape : 

Ø  Panjang record tidak terbatas 

Ø  Density data tinggi 

Ø  Volume penyimpanan datanya besar dan harganya murah 

Ø  Kecepatan transfer data tinggi 

Ø  Sangat efisien bila semua/kebanyakan record dari sebuah tape file memerlukan pemrosesan seluruhnya (bersifat serial / sequential).

Representasi Data dan Density pada Magnetic Tape

            Data direkam secara digit pada media tape sebagai titik-titik magnetisasi pada lapisan ferroksida. Magnetisasi positif menyatakan 1 bit, sedangkan magnetisasi negatif menyatakan 0 bit atau sebaliknya (tergantung tipe komputer dari pabriknya).

Parity dan Error Control pada Magnetic Tape

            Salah satu teknik untuk memeriksa kesalahan data pada magnetic tape adalah dengan teknik parity check. Ada 2 macam parity check : (Dilakukan oleh komputer secara otomatis tergantung jenis komputer yang digunakan).

1) Odd Parity (Parity Ganjil)

            Jika data direkam dengan menggunakan Odd Parity, maka jumlah 1 bit (yang merepresentasikan suatu karakter) adalah Ganjil.

Jika jumlah 1 bitnya sudah ganjil, maka parity bit (yang terletak pada track ke-9) adalah 0 bit; Tetapi jika jumlah 1 bitnya masih genap, maka parity bitnya adalah 1 bit.

2) Even Parity (Parity Genap)

            Bila kita merekam data dengan menggunakan even parity, maka jumah 1 bit (yang merepresentasikan suatu karakter) adalah Genap.

Jika jumlah 1 bitnya sudah genap, maka parity bit (yang terletak pada track ke-9) adalah 0 bit; Tetapi jika jumlah 1 bitnya masih ganjil, maka parity bitnya adalah 1 bit.

BAB 3

ORGANISASI BERKAS SEQUENTIAL + KUIS

Pengertian Berkas Sequential

            Organisasi berkas sequential adalah merupakan cara yang paling dasar untuk mengorganisasikan kumpulan record-record dalam sebuah berkas. Dalam organisasi berkas sequential, pada waktu record ini dibuat, record-record direkam secara berurutan.

Media Penyimpanan Berkas Sequentia,l berkas sequential dapat disimpan dalam SASD, seperti magnetic tape atau pada DASD, seperti magnetic disk.

Pembuatan Berkas Sequential

Pembuatan berkas sequential meliputi penulisan record-record dalam serangkaian yang diinginkan pada media penyimpanan. Pembuatan berkas transaksi sequential meliputi tugas-tugas:

Ø  Pengumpulan data

Ø  Perubahan data dalam bentuk bahasa yang dapat dibaca oleh mesin

Ø  Pengeditan data

Ø  Pemeriksaan transaksi yang ditolak _ Penyortiran edit data

Retrieval Terhadap Berkas Sequential

Record pada berkas sequential di retrieve secara berurutan. Urutan dimana record tersebut ditulis pada berkas menentukan urutan dimana record tersebut di dapat kembali.

Retrieve dari sebuah berkas dapat dibagi 2, yaitu : Report Generation dan Inquiry, yang bergantung pada jumlah data yang dihasilkan. Pada umumnya berkas sequential diakses dalam model report generation. Karena record-record harus diakses secara berurutan, tentunya lebih efisien mengakses setiap record dari berkas tersebut.

Update Terhadap Berkas Sequential

Telah kita ketahui bahwa master file berisi data yang relatif tetap. Tetapi kadangkadang

Kita perlu mengadakan perubahan pada berkas tersebut. Hal ini kita sebut sebagai proses Update.

            Frekuensi dimana sebuah master file harus di-update bergantung pada faktor-faktor :

Ø  Tingkat perubahan data

Ø  Ukuran dari master file

Ø  Kebutuhan yang mendesak dari data yang sedang berjalan pada master file

Ø  File activity ratio

Dalam pembuatan berkas laporan sequential dikenal 3 jenis record :

1) Header Record

      Mencakup report header, page header dan group header. Dikenal sebagai    informapengenal (Identifying Information).

2) Detail Record

      Mencakup isi laporan yang umumnya disusun dalam kolom.

3) Footer Record

      Mencakup report footer, page footer dan group footer. Dikenal sebagai       informaringkasan (Summary Information).

BAB 4

ORGANISASI BERKAS RELATIF

PENGERTIAN BERKAS RELATIF 

Suatu cara yang efektif dalam mengorganisasi sekumpulan record yang membutuhkan akses sebuah record dengan cepat adalah Organisasi Berkas Relatif.

Dalam berkas relative ada hubungan antara key yang dipakai untuk mengidentifikasi record dengan lokasi record dalam penyimpanan sekunder.

Urutan record secara logic tidak ada hubungannya dengan urutan secara fisik.Record tidak perlu tersortir secara fisik menurut nilai key.

            Ada 3 teknik dasar yang digunakan untuk menyatakan fungsi pemetaan R, dimana R (NILAI KEY) ADDRESS.

1. Direct Mapping (Pemetaan Langsung)

2. Directory Lookup (Pencarian Tabel)

3. Calculation (Kalkulasi)

1. Teknik Pemetaan Langsung  

Teknik ini merupakan teknik yang sederhana untuk menerjemahkan nilai record key menjadi address. Ada 2 cara dalam pemetaan langsung, yaitu :   Absolute Addressing (Pengalamatn Mutlak)  Relative Addressing (Pengalamatan Relatif)

Pengalamatan Mutlak  

R(NILAI KEY)                  ADDRESS.

NILAI KEY = ALAMAT MUTLAK 

Nilai key yang diberikan oleh pemakai program sama dengan ADDRESS sebenarnya dari record tersebut pada penyimpanan sekunder.

Pengalamatan Relatif

 R(NILAI KEY)                  ADDRESS.

NILAI KEY = ALAMAT RELATIF 

Alamat Relatif dari sebuah record dalam sebuah berkas adalah urutan record tersebut dalam berkas.

2. Teknik Pencarian Tabel  

Dasar pemikiran pendekatan pencarian table adalah sebuah table atau direktori dari nilai key dan address. Untuk menemukan sebuah record dalam berkas relative, pertama dicari dalam direktori nilai key dari record tersebut, yang akan menunjukkan alamat dimana record tersebut berada dalam penyimpanan.

3. Teknik Kalkulasi Alamat  R (NILAI KEY) ADDRESS.  

            Adalah dengan melakukan kalkulasi terhadap nilai key, hasilnya adalah alamat relatif. Ide dasar dari kalkulasi alamat adalah mengubah jangkauan nilai key yang mungkin, menjadi sejumlah kecil alamat relative.  Salah satu kelemahan dari teknik pengalamatan relative adalah ruang harus disediakan sebanyak jangkauan nilai key, terlepas dari berapa banyak nilai key.

Salah satu masalah dari teknik ini adalah ditemukannya alamat relative yang sama untuk nilai k

Teknik-teknik yang terdapat pada kalkulasi alamat :  

(Scatter storage techniques), (Randomizing technique), (Key-to-address transformation methods), (Direct addressing techniques), (Hash table methods), (Hashing).

BAB 5

ORGANISASI BERKAS INDEKS SEQUENTIAL

Pengertian Berkas Indeks Sequential

            Salah satu cara yang paling efektif untuk mengorganisasi kumpulan record-record yang membutuhkan akses record secara sequential maupun akses record secara individu berdasarkan nilai key adalah organisasi berkas indeks sequential.

Jadi berkas indeks sequential merupakan kombinasi dari berkas sequential dan berkas relatif. 

Implementasi Organisasi Berkas Indeks Sequential

Ada 2 pendekatan dasar untuk mengimplementasikan konsep dari organisasi

berkas indeks sequential :

Ø  Blok Indeks dan Data (Dinamik)

Ø  Prime dan Overflow Data Area (Statik)

Kedua pendekatan tersebut menggunakan sebuah bagian indeks dan sebuah bagian data,mana masing-masing menempati berkas yang terpisah.

Blok Indeks Dan Data

Pada pendekatan ini berkas indeks dan berkas data diorganisasikan dalam blok.

Berkas indeks mempunyai struktur tree, sedangkan berkas data mempunyai struktur sequential dengan ruang bebas yang didistribusikan antar populasi record.

Prime dan Overflow Data Area.

Pendekatan lain untuk mengimplementasikan berkas indeks sequential adalah berdasarkan struktur indeks dimana struktur indeks ini lebih ditekankan pada

karakteristik fisik dari penyimpanan, dibandingkan dengan distribusi secara logik dari nilai key. Indeksnya ada beberapa tingkat, misalnya tingkat cylinder indeks dan tingkat track indeks. Berkas datanya secara umum diimplementasikan sebagai 2 berkas, yaitu prime area dan overflow area.

BAB 6

ORGANISASI BERKAS DENGAN BANYAK KEY

Pengertian Organisasi Berkas Dengan Banyak Key

Organisasi berkas yang memperbolehkan record diakses oleh lebih dari satu key field disebut organisasi berkas dengan banyak key.

            Ada banyak teknik yang dipakai untuk organisasi berkas dengan banyak key ini.

Hampir semua pendekatan bergantung pada pembentukan indeks yang dapat memberi akses langsung dengan banyak nilai key.

Ada 2 teknik dasar untuk pemberian hubungan antara sebuah indeks dan data record dari berkas, yaitu :

Ø  Inversion

Ø  Multi-list

Organisasi Inverter File

Satu pendekatan dasar untuk memberikan hubungan antara sebuah indeks dan data record dari file adalah inversi. Sebuah key pada indeks inversi mempunyai semua nilai key dimana masing-masing nilai key mempunyai penunjuk ke record yang bersangkutan. File yang demikian disebut inverted file.

Organisasi Multi-list File

            Suatu pendekatan lain yang memberikan hubungan antara sebuah indeks dan data record dari sebuah file disebut organisasi multi-list file.

Seperti sebuah inverted file, sebuah multi-list file mempunyai sebuah indeks untuk setiap secondary key.

Organisasi multi-list file berbeda dengan inverted file, dimana dalam indeks inversi untuk sebuah nilai key mempunyai sebuah penunjuk untuk sebuah data record dengan nilai key, sedangkan dalam indeks multi-list untuk sebuah nilai key mempunyai hanya sebuah penunjuk untuk data record pertama dengan nilai key . Data record mempunyai penunjuk untuk data record selanjutnya dengan nilai key dan seterusnya. Maka terdapat sebuah linked-list dari data record untuk setiap nilai dari secondary key.

BAB 7

PENGENALAN KONTROL INPUT/OUTPUT

Definisi dan Persyaratan Kontrol I/O

            Sebuah sistem kontrol I/O bertujuan untuk memberikan bantuan kepada user

untuk memungkinkan mereka mengakses berkas, tanpa memperhatikan detail dari

karakteristik dan waktu penyimpanan. Kontrol I/O menyangkut manajemen berkas dan

peralatan manajemen yang merupakan bagian dari sistem operasi.

Tugas dari Sistem Kontrol I/O adalah :

1) Memelihara directori dari berkas dan lokasi informasi

2) Menentukan jalan bagi aliran data antara main memory dan alat penyimpanan         sekunder    

3) Mengkoordinasi komunimasi antara CPU dan alat penyimpanan sekunder

4) Menyiapkan berkas penggunaan input atau output telah selesai

Macam-macam Channel

1. Selector Channel;

Dapat mengatur aliran data antara memori utama dengan sebuah peralatan pada saat tersebut. Karena saluran merupakan processor-processor yang cepat maka saluran selektor biasanya hanya menggunakan peralatan I/O dengan kecepatan tinggi, seperti disk. Penggunaan peralatan dengan kecepatan rendah, misalkan card reader.

2. Multiplexor Channel;

Dapat mengatur aliran data antara memori utama dengan beberapa peralatan. Saluran Multiplexor lebih efektif bila menggunakan peralatan dengan kecepatan rendah, dibandingkan dengan selector channel. Dengan saluran multiplexor,

beberapa peralatan dapat diaktifkan secara serentak, tetapi saluran harus melengkapi saluran program untuk satu peralatan sebelum memulai dengan saluran program lain.

3. Block Multiplexor Channel;

Mengatur aliran data ke berbagai peralatan. Block Multiplexor Channel dapat mengeksekusi satu instruksi dari saluran program untuk satu peralatan, kemudian dapat mengalihkan instruksi-instruksi dari saluran program itu ke peralatan yang lain.

Macam-macam Device

1. Dedicated Device

Digunakan untuk pengaksesan oleh satu orang pada setiap saat.

Contoh : Terminal.

2. Shared Device

Digunakan untuk pengaksesan oleh banyak pemakai secara bersamaan.

Contoh : Disk.

Aktifitas I/O untuk shared device adalah sangat kompleks dibanding aktifitas I/O pada dedicated device. Dua fungsi yang sangat penting dari shared device adalah lokasi tempat dan pemberian akses yang tepat.

Beberapa saluran akan memberi perintah :

Ø  Test I/O, untuk menentukan apakah jalur (pathway) yang menuju peralatan

            sedang sibuk.

Ø  Start I/O, pada peralatan tertentu.

Ø  Halt I/O, pada peralatan tertentu.

Manajemen Buffer

Terbagi menjadi 4 jenis manajemen yaitu :

1. Single Buffering;

2. Anticipatory Buffering;

3. Double Buffering;

4. Three Buffers;

1. Single Buffering;

Gambar di atas menunjukkan struktur data dari buffer dalam bentuk yang sederhana, yang terdiri dari satu record per-block dan satu buffer per-berkas, dimana buffer ini berfungsi mengisikan permintaan dari sebuah program. Struktur buffer ini berisi sebuah pointer pada alamat awal & channel program untuk berkas.

Struktur dasar dari channel program untuk mengisi buffer adalah :

o Tunggu instruksi READ dari program

o Memberitahukan instruksi start I/O ke unit kontrol

o Tunggu hingga buffer dikosongkan

o Memberitahukan interupsi pada program sehingga dapat mulai membaca dari buffer

2. Anticipatory Buffering;

Pendekatan lain yang dapat menghilangkan beberapa hal yang mungkin untuk menunggu CPU adalah dengan menggunakan Anticipatory Buffering. Dengan anticipatory buffering, sistem kontrol I/O akan berusaha mendahulukan kebutuhan program akan data. Diusahakan agar buffer selalu penuh.

3. Double Buffering;

Untuk mengurangi kemungkinan dari program menunggu, maka double

buffer dapat digunakan. Dua dari tempat buffer yang ada, hanya satu yang

ditetapkan untuk berkas.

BAB 8

BERKAS SORT DAN MERGE

Pengertian berkas sort dan merge

Dalam sistem penyortiran dikenal 2 metode, yaitu:

 Metode sort internal

 Metode sort eksternal

Ada 4 teknik sort/merge file, yaitu:

 Natural Merge

 Balanced Merge

 Polyphase Merge

 Cascade Merge

NATURAL MERGE

Merge yang menangani 2 input file sekaligus disebut 2 way natural merge. Merge yang menangani M input file sekaligus disebut M way natural merge. M menunjukkan derajat merge.

BALANCED MERGE

Dari metode natural merge kita lihat bahwa, jika kita gunakan M input file, maka file seluruhnya yang kita gunakan adalah M + 1 file. Sedangkan pada balanced merge, jika kita gunakan M input file, maka file seluruhnya yang dipakai adalah 2 M file.

POLYPHASE MERGE

Pada M way polyphase merge digunakan 2M-1 input file dengan 1 output file. Jadi jika kita menggunakan 2 way polyphase Merge, maka banyaknya input file yang digunakan ada 3 input file.

CASCADE MERGE

Jenis lain dari unbalanced merge yang berusaha mengurangi

penyalinan/copy dari record-record disebut cascade merge.