Manajemen file

Posted by : Azka Sabtu, 12 Mei 2018

Manajemen Sistem File.

File system atau disebut juga dengan manajemen file adalah suatu metode dan struktur data yang dipakai oleh sistem operasi untuk mengatur serta menorganisir file yang terdapat pada disk atau partisi disk. Manajemen file (File system) ini dapat diartikan sebagai disk atau partisi yang dipakai untuk menyimpan file-file dalam cara tertentu.

A. Inilah manfaat manajemen file

Adapun manfaat dari manajemen file diantaranya yaitu, dapat mengurangi resiko kehilangan file misalnya seperti terhapusnya file secara tidak sengaja, file tersimpan dimana saja dan tidak teraturnya letak file serta dapat memudahkan kita dalam pencarian file, dapat menghemat kapasitas penyimpanan dengan cara melakukan penghapusan file yang tidak terpakai. Untuk mendapatkan manfaat dari manajemen file kamu harus dapat melakukan manajemen file dengan baik dan benar.

B. Sasaran sistem file

· Untuk memenuhi kebutuhan dari manajemen data bagi pemakai atau user.

· Untuk menjamin data yang terdapat pada file adalah valid.

· Untuk optimasi kinerja.

· Untuk menyediakan dukungan masukan (input) dan keluaran (output) bagi beragam tipe perangkat penyimpanan.

· Untuk meminimalkan atau mengeliminasi potensi kehilangan data.

· Untuk menyediakan sekumpulan rutin interface masukan (input) dan keluaran (output).

· Dan untuk menyediakan dukungan masukan (input) dan keluaran (output) bagi banyak pemakai (user) di sistem multiuser.

C. Beberapa fungsi yang diharapkan dari pengelolaan file

· Mekanisme pemakaian file secara bersama.

· Penciptaan, modifikasi dan penghapusan file.

· Kemampuan men-beckup dan recovery untuk dapat mencegah kehilangan file dikarenakan kecelakaan atau adanya upaya penghancuran file.

· Pemakai bisa mengacu file dengan nama simbolik (Symbolic name) bukan menggunakan penamaan yang mengacu perangkat fisik.

· Supaya pada lingkungan sensitif, informasi dapat tersimpan dengan aman dan rahasia.

· Sistem file harus menyediakan interface user-friendly.

D. Arsitektur Pengelolaan File

Pengelolaan file, biasanya terdiri seperti di bawah ini:

· Yang pertama adalah sistem akses, yaitu berhubungan dengan bagaimana cara data yang disimpan pada file akses.

· Yang kedua adalah manajemen file, yaitu berhubungan dengan penyediaan mekanisme operasi pada file, misalnya seperti: penyimpanan, pengacuan, pemakaian bersama, dan juga pengamanan.

· Yang ketiga adalah, manajemen ruang penyimpanan yaitu berhubungan dengan alokasi ruang untuk file di perangkat penyimpan.

· Dan yang keempat adalah mekanisme Integritas file, yaitu berhubungan dengan jaminan informasi pada file yang tidak terkorupsi.

F. 3 tipe file yang terdapat pada sistem operasi

Terdapat tiga tipe file pada sistem operasi, diantaranya seperti di bawah ini:

· File regular yang berisi informasi, yang terdiri dari file teks dan biner. File teks ini berisi baris-baris teks (txt). Lalu file biner eksekusi (exe), dan juga biner hasil dari program aplikasi. Struktur internal file biner eksekusi hanya diketahui oleh sistem operasi, sedangkan struktur internal dari file biner hasil program aplikasi hanya diketahui oleh program aplikasi saja yang menggunakan file tersebut.

· File folder yaitu file yang dimiliki oleh sistem operasi, biasanya berisi informasi-informasi mengenai daftar file yang termasuk didalam folder tersebut.

· Dan file khusus merupakan nama logic dari perangkat input dan perangkat output.

INTERFACE SISTEM FILE

Konsep File

File atau file komputer, adalah identitas dari data yang disimpan di dalam sistem file yang dapat diakses dan diatur oleh pengguna. Sebuah file memiliki nama yang unik dalam direktori di mana ia berada. Alamat direktori dimana suatu file ditempatkan diistilahkan dengan path.

Dalam sebuah file terdapat beberapa informasi, diamana informasi tersebut terdapat dalam sebuah atribut file. Atribut file adalah sebuah file berisi aliran data (atau data stream) yang berisi sekumpulan data yang saling berkaitan serta atribut file (yang bersifat wajib atau opsional), yang kadang-kadang disebut properties yang berisi informasi yang berkaitan dengan file yang bersangkutan. Informasi mengenai kapan sebuah file dibuat adalah contoh dari atribut file.

Berikut beberapa contoh atribut dari sebuah file :

1. Name – Informasi yang disimpan untuk keperluan identifikasi formasi oleh pengguna.

2. Type – dibutuhkan sistem untuk mendukung tipe yang berbeda.

3. Location – pointer kelokasI file pada device.

4. Size – ukuran file yang sedang digunakan.

5. Protection – kontrol terhadap pengguna yang sedang melakukan baca, tulis dan eksekusi.

6. Time, date, dan user identification – proteksidata untuk pengamanan dan monitoring pengguna.

Dalam penggunaan file, terdapat enam operasi yang biasa digunakan oleh sistem operasi dalam melakukan pengoperasian pada sebuah file,enam operasi dasar yang berkaitan dengan manajemen file sistem, anatara lain adalah :

1. Membuat file (Create File)

Terdapat dua hal yang harus kita lakukan untuk membuat suatu file. Pertama, kita harus menemukan tempat dalam sistem file untuk file yang akan kita buat tadi. Kedua, adalah membuat entry untuk file tersebut. Entry ini mencatat nama dari file dan lokasinya dalam sistem.

2. Menulis sebuah file (Write File)

Untuk menulis file, kita membuat sebuah system call yang meyebutkan nama file dan informasi apa yang akan kita tulis dalam file tersebut. Setelah diberikan nama filenya, sistem akan mencari file yang akan kita tulis tadi dan meletakkan pointer dilokasi yang akan kita write berikutnya.Pointer write harus diupdate setiapkali write dilakukan.

3. Membaca sebuah file (Read File)

Untuk membaca file, kita menggunakan sebuah system call yang menspesifikasikan nama file dan di blok mana di memori file harus diletakkan. Lalu direktori kembali dicari hingga ditemukan entry yang bersesuaian. Sistem harus menjaga agar pointer berada di posisi dimana read berikutnya akan dilakukan. Setelah pembacaan file selesai, maka pointer akan di-update.

4. Memposisikan sebuah file (Reposition)

Direktori dicari untuk entry yang bersesuaian, lalu kemudian current file position dari file di set ke suatu nilai tertentu. Operasi file ini dikenal juga sebagai file seek.

5. Menghapus file (Delete)

Untuk menghapus sebuah file, kita mencari direktori dari file yang ingin kita hapus tersebut, dan setelah ditemukan, semua tempat yang dipakai file tadi kita lepaskan sehingga dapat digunakan oleh file lainnya. Entry dari direktori itu kemudian dihapus.

6. Menghapus sebagian isi file (Truncate)

User mungkin ingin menghapus isi dari sebuah file, tapi tetap ingin menjaga atribut-atributnya. Truncating file mengijinkan pendefinisian ulang panjang file menjadi nol tanpa mengubah atribut lainnya sehingga tempat yang digunakan oleh file dapat dilepaskan dan dipergunakan oleh file lain.

Dalam sebuah file terdapat juga beberapa ekstensi yang berfungsi sebagai pengenal dari jenis file itu sendiri. Jenis file merupakan salah satu atribut file yang cukup penting. Saat kita mendesain sebuah sistem file, kita perlu mempertimbangkan bagaimana sistem operasi akan mengenali file-file dengan jenis yang berbeda. Apabila sistem operasi dapat mengenali, maka membuka file tersebut bukan suatu masalah. Seperti contohnya, apabila kita hendak mencari bentuk obyek biner sebuah program, yang tercetak biasanya tidak dapat dibaca, namun hal ini dapat dihindari apabila sistem operasi telah diberitahu akan adanya jenis file tersebut.

Cara yang paling umum untuk mengimplementasikan jenis file tersebut adalah dengan memasukkan jenis file tersebut ke dalam nama file. Nama file dibagi menjadi dua bagian. Bagian pertama adalah nama dari jenis file tersebut, dan yang kedua, atau biasa disebut extension adalah jenis dari file tersebut. Kedua nama ini biasanya dipisahkan dengan tanda '.', contoh: " file.txt".

JENIS FILE	EKSTENSI	FUNGSI
Executable	exe, com, bin, atau tidak ada	Siap menjalankan program bahasa mesin
Object	obj atau o	Dikompilasi, bahasa mesin, tidak terhubung (link)
Source code	c, cc, java, asm, pas	Kode-kode program dalam berbagai bahasa pemrograman
Batch	bat, sh	Memerintahkan ke command intepreter
Text	txt, doc	Data text, dokumen
Word processor	wp, tex, rtf, doc	Macam-macam format dari text processor
Library	lib, a, sol, dll	Libraries dan routine untuk programmer
Print/ view	jpg, pdf, ps	File ASCII/binary dalam format untuk mencetak atau melihat
Archive	zip, tar	File - file yang berhubungan dikelompokkan ke dalam satu file, dikompres, untuk pengarsipan
Multimedia	mpeg, mov, rm	File binary yang berisi informasi audio atau A/V

Tabel Ekstensi File

1.2. Metode Akses

Didalam sebuah file terdapat berbagai informasi yang dibuat oleh pengguna. Apabila pengguna ingin melakukan penaksesan data atau informasi ini harus diakses dan dibaca melalui memori komputer. Informasi dalam file dapat diakses dengan beberapa cara, yaitu:

1. Akses sekuensial

Akses ini merupakan yang paling sederhana dan paling umum digunakan. Informasi dalam file diproses secara berurutan. Sebagai contoh, editor dan kompilator biasanya mengakses file dengan cara ini.

2. Akses langsung

Sebuah file dibuat dari rekaman-rekaman logical yang panjangnya sudah ditentukan, yang mengizinkan program untuk membaca dan menulis rekaman secara cepat tanpa urutan tertentu.

Implementasi Sistem File

1. Struktur Sistem File

· File : Kumpulan informasi yang berhubungan dan tersimpan dalam secondary storage

· Sistem File : Metode penyimpanan dan pengorganisasian file untuk mempermudah proses pencarian dan pengaksesan

Layered Sistem File

Ket:

· I/O control (driver device dan interrupt handler) : Sebagai pengirim informasi antara memori dan sistem disk

· Basic file system : memberi perintah device driver untuk membaca dan menulis blok fisik pada disk

· File-organization module : berisi informasi tentang logical address dan physical address dari file tersebut, mengatur juga sisa disk dengan melacak alamat yang belum dialokasikan dan menyediakan alamat tersebut saat user ingin menulis file ke dalam disk

· Logical file system : tingkat ini berisi informasi tentang simbol nama file, struktur dari direktori, proteksi dan sekuriti dari file tersebut

File Control Block

File Control Block : Informasi mengenai sebuah file yang disimpan pada struktur penyimpan

a) membuka file b) membaca file

Virtual File System(VFS)

VFS digunakan untuk mengimplementasikan berbagai sistem file dengan tipe yang berbeda dalam waktu bersamaan

Skema :

2. Implementasi Direktori

· Sistem direktori berfungsi memetakan nama simbolik file (nama file dan nama jalurnya) menjadi informasi untuk menemukan blok-blok file.

· Menggunakan daftar nama file linier dengan pointer ke blok data dan table Hash.

Algoritma Direktori:

1.Linier List (daftar nama file linier dengan pointer ke blok data)

+ : mudah diterapkan dalam program

– : memakan waktu saat akses dan eksekusi

2.Tabel hash (daftar linier dengan struktur data hash)

+ : mengurangi waktu pencarian direktori

– : berukuran tetap

Direktori pada CP/M

Direktori pada CP/M merupakan direktori entri yang mencakup nomor blok disk untuk setiap file.

Direktori pada MS-Dos

MS-DOS merupakan sistem direktori hierarki atau berstruktur pohon

Direktori pada UNIX

i-node berisi informasi tentang :

· tipe

· ukuran

· waktu

· owner

· blok-blok di disk

Contoh Directory di Linux

• /bin

• /boot

• /dev

• /etc

• /lib

• /mnt

• /opt

• /sbin

• /tmp

• /usr

• /var

3. METODE ALOKASI

Metode alokasi berhubungan dengan bagaimana blok-blok pada disk dialokasikan untuk file.

1. alokasi berurutan (contiguous allocation)

2. alokasi berhubungan(linked allocation)

3. alokasi berindeks (indexed allocation)

Alokasi Berurutan (Contiguous Allocation)

Setiap file menempati sekumpulan blok yang berurutan pada disk.

· Kelebihan: Model ini sangat sederhana karena hanya membutuhkan lokasi awal (block #) dan panjang (jumlah blok), Akses pada blok disk dilakukan secara random .

· Kekurangan: memakan banyak ruang (permasalahan dynamic storage-allocation). File yang disimpan secara berurutan tidak dapat berkembang.

Contoh Contiguous Allocation

Alokasi Berhubungan (Linked Allocation)

Setiap file adalah sebuah linked list dari blok-blok terpisah pada disk.

· Kelebihan: Berhubungan mempunyai bentuk yang sederhana, hanya memerlukan alamat awal. Sistem manajemen ruang bebas pada alokasi berhubungan. Tidak memakan banyak ruang.

· Kekurangan: tidak menggunakan random access.

Contoh Linked Allocation

Alokasi Berindeks (Indexed Allocation)

· Pointer digabungkan didalam suatu blok yang dinamakan blok indeks

· Setiap file memiliki blok indeks masing-masing

· Direktori mengandung alamat dari blok indeks

· Kelemahan: Jika blok indeks terlalu kecil, maka itu tidak akan bisa memuat pointer yang cukup untuk sebuah file yang besar

· Suatu mekanisme akan dibutuhkan menangani masalah tersebut

Contoh Indexed Allocation

Kinerja dari Metode Alokasi

1. Countiguous allocation: Efisien untuk file kecil. Mendukung akses secara langsung

2. Linked allocation: Mendukung akses secara sequential

3. Indexed allocation: Tergantung dari struktur index, ukuran file, dan posisi dari blok yang dibutuhkan

4. Manajemen Ruang Bebas

Bit Vector

· Daftar ruang kosong diimplementasikan sebagai bit map atau bit vector

· Setiap bit merepresentasikan 1 blok. Blok yang kosong ditandai dengan angka 1 dan blok yang ada isinya ditandai dengan angka 0

Perhitungan nomor blok kosong pada vektor bit ini adalah :

(jumlah bit per word)*(jumlah nilai-0 word) + offset dari bit pertama.

Kelemahan dari cara ini : pemetaan bit-nya membutuhkan ruang tambahan (blok tersendiri).

• Linked List

1. Skema ini menghubungkan blok-blok yang masih kosong menjadi linked list

2. Blok kosong pertama pointer menunjuk ke blok kosong kedua, dan blok kosong kedua pointer menunjuk ke blok ketiga yang kosong

Keunggulan : tidak membutuhkan terlalu banyak ruang khusus untuk pointer

Kelemahan : sulit untuk mendapatkan ruang kosong berurutan dengan mudah

• Grouping

Menggunakan satu blok untuk menyimpan alamat blok-blok kosong di dekatnya. Jika blok telah terisi, maka akan terhapus, dan blok alamat kembali kosong

• Counting

Ruang kosong list berupa urutan blok-blok kosong, maka dilakukan pendaftaran rangkaian blok kosong dengan memasukkan alamat blok kosong pertama dari rangkaian, lalu disertakan jumlah blok kosong yang bersebelahan dengannya

5. Efisiensi Penggunaan Space pada Disk

•Untuk memperbaiki kinerja ada beberapa cara:

1. Menggunakan page cache

2. Menggunakan Unified Buffer Cache

6. Perbaikan (Recovery)

•Pemeliharaan harus dijalankan untuk memastikan kegagalan sistem tidak akan terjadi saat kehilangan data atau saat data tidak konsisten

•Ada 2 jenis pemulihan :

1. Pengecekan yang kontinu : dengan logging

2. Backup dan Restore

7. Sistem File Log Structured

•Sistem File Log structured mencatat setiap update dari file system sebagai transaction

•Semua transactions ditulis dalam sebuah log

•Transactions dalam log ditulis secara asynchronously ke dalam file system: Ketika file system dimodifikasi,transaction dibuang dari log

•Jika files system crashes, semua sisa transactions dalam log harus tetap dijaga

•Hasil implementasinya disebut log-based transaction-oriented

8. Network File System (NFS)

• NFS : implementasi & spesifikasi dari sistem perangkat lunak untuk mengakses remote file melalui LAN (atau WAN)

• workstation yang saling berhubungan dipandang sebagai mesin independent dengan file sistem yang independent, memungkinkan sharing diantara sistem file secara transparent

• Didesain untuk operasi pada lingkungan heterogen dari mesin

Tiga Sistem File yang Independen