TUGAS 4 SISTEM OPERASI

TUGAS 4 FILE SYSTEM

1.        Jelaskan bagaimana pengimplementasian dari sebuah direktori dalam disk?

Jawab:

Sistem direktori berfungsi memetakan nama simbolik file (nama file dan nama jalurnya) menjadi informasi untuk menemukan blok-blok file yang menggunakan daftar nama file Linier List dengan pointer ke blok data dan Hash Table. Berikut pengimplementasian dari sebuah direktori dalam disk, yaitu:

a)      Linier List

Pemilihan algoritma untuk pencarian sebuah direktori merupakan salah satu penentu tingkat efisiensi dan performance suatu sistem berkas. Salah satu algoritma itu adalah implementasi direktori linier list. Algoritma ini merupakan algoritma yang paling sederhana dalam pembuatan program yang mengimplementasikan linier list dari nama-nama berkas yang memiliki pointer ke blok-blok data. Namun, algoritma ini tidak efisien apabila digunakan pada suatu direktori yang memiliki jumlah berkas yang sangat banyak karena proses eksekusi berkas membutuhkan waktu yang lama. Misalnya, untuk membuat berkas, kita harus memastikan bahwa dalam direktori tidak ada berkas yang mempunyai nama yang sama. Kemudian, berkas yang baru tersebut ditambahkan pada akhir direktori tersebut. Untuk menghapus sebuah berkas, kita mencari terlebih dahulu nama berkas yang hendak dihapus dalam direktori, kemudian membebaskan space yang dialokasikan pada berkas tersebut. Apabila kita menginginkan untuk menggunakan kembali entry berkas tersebut, ada beberapa alternatif yang bisa kita gunakan, yaitu:

ü  Pertama, kita bisa menandai berkas tersebut misalnya melalui pemberian nama berkas yang khusus pada berkas tersebut.

ü  Kedua, kita bisa menempatkan berkas tersebut pada sebuah list of free directory entries.

ü  Ketiga adalah dengan menyalin entry terakhir dalam direktori ke suatu freed location.

Salah satu kerugian yang ditimbulkan dalam penggunaan algoritma ini adalah pencarian berkas dilakukan secara linier search. Oleh karena itu, banyak sistem operasi yang mengimplementasikan sebuah software cache yang menyimpan informasi tentang direktori yang paling sering digunakan, sehingga pengaksesan ke disk bisa dikurangi. Berkas-berkas yang terurut dapat mengurangi rata-rata waktu pencarian karena dilakukan secara binary search. Namun, untuk menjaga agar berkas-berkas selalu dalam keadaan terurut, pembuatan maupun penghapusan berkas akan lebih rumit. Struktur data tree seperti B-tree bisa digunakan untuk mengatasi masalah ini.

b)      Hash Table

Pada implementasi ini, linier list tetap digunakan untuk menyimpan direktori, hanya saja ada tambahan berupa struktur data hash. Prosesnya yaitu hash table mengambil nilai yang dihitung dari nama berkas dan mengembalikan sebuah pointer ke nama berkas yang ada di linier list. Oleh karena itu, waktu pencarian berkas bisa dikurangi. Akan tetapi, ada suatu keadaan yang menyebabkan terjadinya peristiwa collisions, yaitu suatu kondisi di mana terdapat dua berkas yang memiliki nilai hash yang sama, sehingga menempati lokasi yang sama. Solusi yang dipakai untuk mengatasi hal tersebut yaitu dengan menggunakan chained-overflow hash table, yaitu setiap hash table mempunyai linked list dari nilai individual dan crash dapat diatasi dengan menambah tempat pada linked list tersebut. Efek samping dari penambahan chained-overflow tersebut adalah dapat memperlambat pencarian.

Ada beberapa kelemahan dari implementasi direktori hash, yaitu ukurannya yang tetap dan adanya ketergantungan fungsi hash dengan ukuran hash table. Sebagai contoh, misalnya kita membuat sebuah linear-probing hash table yang memiliki 32 entry. Sebuah fungsi hash dibutuhkan untuk mengubah nama berkas menjadi bilangan bulat dari 0 s.d. 31, misalnya dengan menggunakan fungsi modulo 32. Jika kita ingin untuk menambahkan sebuah berkas yang harus diletakkan pada lokasi yang ke-33, kita harus memperbesar ukuran dari hash table tersebut, sehingga diperlukan sebuah fungsi hash baru untuk disesuaikan dengan ukuran hash table tersebut. Oleh karena itu, berkas-berkas yang sebelumnya sudah ditempatkan di suatu lokasi pada hash table yang lama harus dicari tempat yang bersesuaian dengan menggunakan fungsi hash yang baru.

Dengan adanya pernyataan-pernyataan diatas, dapat disimpulkan bahwa untuk memberikan akses yang efisien ke disk, sistem operasi mengizinkan satu atau lebih sistem berkas yang digunakan untuk menyimpan, meletakkan, dan mengambil data dengan mudah. Sistem berkas tersebut terdiri dari beberapa lapisan yang mana setiap lapisan akan menyediakan fitur-fitur untuk dipergunakan pada lapisan di atasnya. Lapisan tersebut (dari tingkat yang terbawah) antara lain device driver, I/O control, basic file system, file-organization module, logical file system, dan application program. Berbagai operasi yang dilakukan pada sistem berkas, seperti membuka maupun membaca berkas, sangat membutuhkan informasi tentang berkas yang hendak digunakan. Semua informasi tentang berkas tersebut didapatkan pada file control block.

Dalam pengimplementasiannya, sistem operasi harus mampu mendukung berbagai jenis sistem berkas. Teknik yang digunakan oleh sistem operasi untuk mendukung kemampuan ini disebut Virtual File System (VFS). Konsep dalam mengimplementasikan VFS ini adalah konsep object oriented yaitu menggunakan sebuah berkas yang dapat merepresentasikan seluruh tipe berkas. Berkas ini disebut common file model. Oleh karena itu, digunakanlah tiga lapisan utama dalam mengimplementasikan sistem berkas, diantaranya file system interface, VFS interface, dan file system types.

Algoritma untuk mencari berkas dalam sebuah direktori juga digunakan sebagai parameter performance dari sebuah sistem operasi. Ada dua algoritma yang sering digunakan dalam pengimplementasian direktori, yaitu implementasi direktori linier dan hash. Masing-masing bentuk implementasi ini memiliki kelebihan dan kekurangan tersendiri. Untuk implementasi linier, kelebihannya adalah sederhana dalam pembuatan programnya dan kekurangannya adalah lamanya mengakses berkas apabila terdapat banyak sekali berkas dalam sebuah direktori. Sedangkan pada implementasi direktori hash, kecepatan pencarian berkas lebih cepat dibandingkan dengan pencarian dalam direktori linier dan kekurangannya adalah ukuran tabel yang statis, sehingga perlu dilakukan pengubahan fungsi hash apabila ingin mengubah ukuran tabel hash.

2.        Sebutkan keunggulan dari file system UNIX dan Window?

Jawab:

a)      Macam-Macam Keunggulan File System pada Linux

1)       Ext 2 (2nd Extended)

Ext 2 merupakan tipe file system yang paling tua yang masih ada. File system ini pertama kali dikenalkan pada tahun 1993. Ext 2 adalah file system yang paling ampuh di linux dan menjadi dasar dari segala distribusi linux. Pada Ext 2 file system, file data disimpan sebagai data blok. Data blok ini mempunyai panjang yang sama dan meskipun panjangnya bervariasi di antara Ext 2 file system, besar blok tersebut ditentukan pada saat file system dibuat dengan mk2fs. Jika besar blok adalah 1024 bytes, maka file dengan besar 1025 bytes akan memakai 2 blok. Ext 2 File System menyimpan data secara hirarki standar yang banyak digunakan oleh sistem operasi. Data tersimpan di dalam file, file tersimpan di dalam direktori. Sebuah direktori bisa mencakup file dan direktori lagi di dalamnya yang disebut sub direktori.

Keunggulan Ext 2FS:

ü  Administrator sistem dapat memilih ukuran blok yang optimal (dari 1024 sampai 4096 bytes), tergantung dari panjang file rata-rata, saat membuat file sistem.

ü  Administrator dapat memilih banyak inode dalam setiap partisi saat membuat file sistem.

ü  Strategi update yang aman dapat meminimalisasi dari system crash.

ü  Mendukung pengecekan kekonsistensian otomatis saat booting.

ü  Mendukung file immutable (file yang tidak dapat dimodifikasi) dan append-only (file yang isinya hanya dapat ditambahkan pada akhir file tersebut).

2)      Ext 3 (3rd Extended)

Ext 3 merupakan peningkatan dari Ext 2 File System.

Keunggulan Ext 3FS:

ü  Journaling

Dengan menggunakan journaling, maka waktu recovery pada shut down yang mendadak tidak akan selama pada Ext 2.

ü  Integritas Data

Ext 3 menjamin adanya integritas data setelah terjadi kerusakan atau unclean shut down. Ext 3 memungkinkan kita memilih jenis dan tipe proteksi dari data.

ü  Kecepatan

Daripada menulis data lebih dari sekali, Ext 3 mempunyai throughput yang lebih besar daripada Ext 2 karena Ext 3 memaksimalkan pergerakan head harddisk. Kita bisa memilih tiga jurnal mode untuk memaksimalkan kecepatan, tetapi integritas data tidak terjamin.

ü  Mudah Dilakukan Migrasi

Kita dapat melakukan migrasi atau konversi dari Ext 2 ke Ext 3 tanpa harus melakukan format ulang pada harddisk.

3)      Ext 4 (4th Extended)

Ext 4 dirilis secara komplit dan stabil berawal dari kernel 2.6.28. Jadi, apabila distro yang secara default memiliki kernel tersebut atau di atasnya secara otomatis system sudah support Ext 4. Apabila masih menggunakan Ext 3, dapat dilakukan konversi ke ext 4 dengan beberapa langkah yang tidak terlalu rumit.

Keunggulan Ext 4FS:

ü  Mempunyai pengalamatan 48-bit blok yang artinya dia akan mempunyai 1 EiB = 1.048.576 TB ukuran maksimum file system dengan ukuran 16 TB untuk maksimum file sizenya, fast fsck, journal checksumming, defragmentation support.

 

b)      Macam-Macam Keunggulan File System pada Windows

1)      FAT (File Allocation Table)

FAT File System merupakan sebuah File System yang menggunakan struktur tabel alokasi berkas sebagai cara dirinya beroperasi. Ada beberapa versi FAT yang ada hingga saat ini, di antaranya:

v  FAT12

FAT12 merupakan sistem berkas yang menggunakan unit alokasi yang memiliki batas hingga 12-bit. File System ini hanya dapat menampung maksimum hanya 212 unit alokasi saja atau sebanyak 4096 buah. FAT12 pertama kali digunakan pada Sistem Operasi MS-DOS. Karena kapasitasnya sedikit yakni hanya 32 MB, maka FAT12 hanya digunakan sebagai file system pada media penyimpanan floppy disk.

v  FAT16

FAT16 merupakan sistem berkas yang menggunakan unit alokasi yang memiliki batas hingga 16-bit. File System ini dapat menampung maksimum 216 unit alokasi atau sebanyak 65536. Kapasitas File System ini sebanyak 4 GB, jauh melebihi versi sebelumnya yang hanya 32 MB. Ukuran unit alokasi yang digunakan FAT16 tergantung kapasitas partisi harddisk yang akan diformat. Jika kapasitasnya kurang dari 16 MB, maka yang akan digunakan adalah FAT12. Jika melebihi 16 MB maka yang digunakan adalah FAT16.FAT16 pertama kali digunakan pada Sistem Operasi MS-DOS pada tahun 1981. Keuntungan menggunakan FAT16 adalah kompatibel hampir di semua sistem operasi, baik Windows 95/98/ME, OS/2, Linux bahkan Unix. Namun, ada juga kekurangan dari FAT versi ini yakni mempunyai kapasitas tetap dalam jumlah cluster dalam partisi, jadi semakin besar harddisk, semakin besar pula ukuran cluster. Selain itu, FAT16 tidak mendukung kompresi, enkripsi, dan control akses dalam partisi.

v  FAT32

FAT32 merupakan sistem berkas yang menggunakan unit alokasi yang memiliki batas hingga 32-bit. File System ini dapat menampung maksimum 232 unit alokasi atau sebanyak 4294967296. Meskipun demikian, dalam implementasinya, jumlah unit alokasi yang dapat dialamati oleh FAT32 hanya 228 atau 268435456 buah. FAT32 pertama kali dikenalkan pada Sistem Operasi Windows 95 OSR2. Pada Sistem Operasi Windows NT 5.x ke atas, hanya mengizinkan pembuatan partisi FAT32 hingga 32 GB. Jika partisinya melebihi 32 GB, maka yang akan digunakan adalah File System NTFS. Keunggulan FAT32 adalah kemampuan menampung jumlah cluster yang lebih besar dalam partisi. Namun, kelemahan menggunakan File System ini adalah terbatasnya Sistem Operasi yang bisa mengenal FAT32.

v  exFAT

exFAT singkatan dari Extended File Allocation Table atau sering disebut sebagai FAT64. exFAT merupakan sistem berkas proprietary yang cocok untuk digunakan oleh media-media penyimpanan berbasis memori flash. File System ini pertama kali dibuat oleh Microsoft untuk perangkat-perangkat benam di dalam Windows Embedded CE 6.0 dan Windows Vista Service Pack 1.

Keunggulan exFAT:

ü  Skalabilitas untuk HDD berukuran besar.

ü  Ukuran besar teoritis maksimal 264 (16 EiB).

ü Ukuran cluster yang didukung hingga 2255 sektor, dengan batasan implementasi hingga 32 MB.

ü  Performa untuk alokasi ruangan kosong dan penghapusan ditingkatkan karena File System ini memperkenalkan implementasi baru, yaitu Free Space Bitmap.

ü  Mendukung lebih dari 216 (65536) berkas di dalam sebuah direktori tunggal.

ü  Mendukung fitur Access Control List (ACL), seperti halnya NTFS.

ü  Mendukung Transaction-Safe FAT File System (sebuah fungsi optional untuk Windows CE yang diaktifkan)

ü  Memiliki ruangan tersendiri yang bisa digunakan oleh OEM untuk melakukan kustomisasi terhadap sistem berkas untuk karakteristik perangkat tertentu.

ü  Timestamp dapat ditampilkan dalam UTC, tidak hanya dalam local time saja.

2)      NTFS (New Technology File System)

NTFS merupakan File System yang memiliki sebuah desain sederhana namun memiliki kemampuan yang lebih baik dibandingkan FAT File System. NTFS pertama kali dikenalkan Microsoft pada Sistem Operasi Windows NT dan mendukung Sistem Operasi yang terbaru yaitu Windows 7. Sejak pertama kali dibuat hingga sekarang, NTFS telah mengalami perkembangan. Beberapa versi NTFS antara lain:

v  NTFS versi 1.0

NTFS ini datang bersama dengan Windows NT 3.1. Versi ini menawarkan fungsi yang sangat dasar, tetapi sudah jauh lebih baik dibandingkan FAT File System.

v  NTFS versi 1.1

NTFS ini datang bersama dengan Windows NT 3.50. Versi ini menambahkan dukungan terhadap pengaturan akses secara diskrit (discretionary access control).

v  NTFS versi 1.2

NTFS ini datang bersama dengan Windows NT 4.0. Versi ini menambahkan dukungan terhadap auditing setiap berkas dan juga kompresi transparan.

v  NTFS versi 2.0

NTFS ini tidak dirilis secara umum, karena berbagai kendala yang dialaminya, yang tidak diumumkan oleh Microsoft. Microsoft menggagalkan proyek NTFS 2.0 dan langsung menginjak NTFS 3.0

v  NTFS versi 3.0

NTFS ini datang bersama dengan Windows 2000. Versi ini menawarkan banyak peningkatan dibandingkan dengan versi sebelumnya. Di antaranya adalah penetapan kuota kepada setiap pengguna, Encrypting File System (EFS), sistem keamanan yang dapat diatur dari server pusat, fitur indeksasi terhadap properti dan isi setiap berkas, dan lain-lain. Selain itu, NTFS 3.0 juga menawarkan dukungan kepada struktur GUID Partition Table dan Logical Disk Management.

v  NTFS versi 3.1

NTFS ini datang bersama dengan Windows XP SP1 dan Windows Server 2003. Versi ini menawarkan perbaikan yang minor yang terjadi dalam versi sebelumnya (khususnya di bidang performa), dan juga penggantian algoritma enkripsi yang digunakan oleh EFS dari DESX atau 3DES menjadi AES-256.

Keunggulan NTFS:

ü  NTFS dapat mengatur kuota volume untuk setiap pengguna

ü  Mendukung sistem berkas terenkripsi secara transparan dengan menggunakan beberapa jenis algoritma enkripsi yang umum digunakan.

ü  Mendukung kompresi data yang transparan, meskipun tidak memiliki rasio yang besar, namun dapat digunakan untuk menghemat penggunaan ruangan harddisk.

ü  Mendukung hard link serta symbolic link seperti halnya sistem berkas dalam sistem operasi keluarga UNIX, meskipun dalam NTFS implementasinya lebih sederhana.

ü  Mendukung penamaan berkas dengan metode pengodean Unicode (16-bit UCS2) hingga 255 karakter.

ü  Memiliki fitur untuk menampung lebih dari satu buah ruangan data dalam sebuah berkas.

 

 

REFERENSI:

https://terminaltechno.blog.uns.ac.id/2009/12/13/implementasi-sistem-file/

http://openstorage.gunadarma.ac.id/linux/docs/v06/Kuliah/SistemOperasi/BUKU/SistemOperasi-4.X-2/ch16s08.html

https://id.wikipedia.org/wiki/FAT

https://id.wikipedia.org/wiki/NTFS

https://dhanz3rd.wordpress.com/2010/12/14/file-system-di-windows-dan-linux/

Terima kasih telah mengunjungi blog saya, semoga bermanfaat.