Struktur data dan file system

A.    Struktur Data

Struktur data adalah cara menyimpan atau merepresentasikan data di dalam komputer agar bisa dipakai secara efisien Sedangkan data adalah representasi dari fakta dunia nyata.

Fakta atau keterangan tentang kenyataan yang disimpan, direkam atau direpresentasikan dalam bentuk tulisan, suara, gambar, sinyal atau simbol.

Secara garis besar type data dapat dikategorikan menjadi :

1. Type data sederhana

a. Type data sederhana tunggal, misalnya Integer, real, boolean dan karakter

b. Type data sederhana majemuk, misalnya String

2. Struktur Data, meliputi

a. Struktur data sederhana, misalnya array dan record

b. Struktur data majemuk, yang terdiri dari

    Linier : Stack, Queue, serta List dan Multilist

    Non Linier : Pohon Biner dan Graph

Pemakaian struktur data yang tepat di dalam proses pemrograman akan menghasilkan algoritma yang lebih jelas dan tepat, sehingga menjadikan program secara keseluruhan lebih efisien dan sederhana.

Struktur  Data yang standar yang biasanya di gunakan di bidang informatika adalah :

-          List Linier (Linked List) dan variasinya

-          Multilist

-          Stack (tumpukan)

-          Queue (antrian)

-          Tree (pohon)

-          Graph (Graf)

  

data uktur data yang ″standar″ yang biasanya adalah :

B.     File system

File System adalah metode untuk menyimpan dan mengatur file-file dan data yang tersimpan di dalamnya untuk membuatnya mudah ditemukan dan diakses. File System dapat menggunakan media penyimpan data seperti HardDisk atau CD Rom. File System juga dapat melibatkan perawatan lokasi fisik file, juga memberikan akses ke data pada file server dengan berlaku sebagai klien untuk protokol jaringan (mis. NFS atau SMB klien), atau dapat juga berlaku sebagai file system virtual dan hanya ada sebagai metode akses untuk data virtual.

File System juga merupakan struktur logika yang digunakan untuk mengendalikan akses terhadap data yang ada pada disk. Ia berfungsi menyediakan mekanisme untuk penyimpanan data dan program yang dimiliki oleh sistem operasi serta seluruh pengguna dari sistem komputer.

File System terdiri dari dua bagian:

·         Kumpulan file yang masing-masingnya menyimpan data-data yang berhubungan

·         Struktur direktori yang mengorganisasi dan menyediakan informasi mengenai seluruh file dalam sistem

Masing-masing Sistem Operasi menggunakan cara yang berbeda dalam mengatur dan mengendalikan akses data dalam disk. Cara pengaturan dan pengendalian ini tidak bergantung pada spesifikasi dari perangkat keras. Misalnya suatu hard disk dengan spesifikasi yang sama dapat menggunakan  file system yang berbeda.

Struktur logika dari suatu hard disk memiliki pengaruh yang besar terhadap kinerja, daya tahan, dan pengembangan dari suatu disk. Penetapan file system dalam suatu disk dilakukan pada saat disk tersebut di format. Disk umumnya terdiri dari beberapa plate. Pada setiap plate terdapat dua permukaan (surface). Setiap permukaan ini dilapisi dengan lapisan magnetis.

Setiap surface dibagi menjadi track-track. Kumpulan track pada semua permukaan yang terletak pada posisi yang sama membentuk silinder. Setiap track dibagi menjadi sector-sector. Semua sector ini mempunyai ukuran yang sama. Umumnya ukuran satu sector adalah 512 bytes. Sector merupakan unit penyimpanan data terkecil dalam disk (secondary storage).

Pada setiap permukaan terdapat head, yang berfungsi untuk membaca dan menulis data pada sector tertentu. Setiap head ini ditempelkan pada disk arm, yang berfungsi untuk memindahkan head ke posisi track yang dinginkan. Semua arm ini bergerak bersamaan ke posisi silinder yang diinginkan.

Ketika terjadi pengaksesan file, disk arm memindahkan head ke track yang diinginkan, kemudian head akan menunggu sector yang tepat untuk diakses.
Setelah menemukan sector yang tepat head mengakses data yang terdapat pada sector tersebut.

Lebih umum lagi, file system merupakan database khusus untuk penyimpanan, pengelolaan, manipulasi dan pengambilan data.

1.       Aspek-aspek file system

Kebanyakan file System menggunakan media penyimpan mendasar yang menawarkan akses ke suatu array dengan blok ukuran tertentu yang dinamakan sector, umumnya dengan ukuran pangkat 2 (512 bytes atau 1,2, atau 4 KiB). Software File System bertugas menata sektor-sektor tersebut menjadi file dan direktori, serta mengatur sektor mana milik file mana dan sektor mana yang belum terpakai. Kebanyakan file system mengalamatkan data dalam unit dengan ukuran tertentu yang disebut cluster atau blok yang mengandung sejumlah disk sector (biasanya antara 1-64). Cluster atau blok ini adalah space disk terkecil yang dapat dialokasikan untuk menyimpan file. Bagimanapun, file system bisa jadi tidak perlu menggunakan media penyimpan sama sekali. File System dapat dipakai untuk menata dan mewakili akses ke setiap data, apakah data itu disimpan atau dibuat secara dinamis.

1.1 Nama File

Tidak peduli apakah file System memiliki media penyimpan atau tidak, file system umumnya memiliki direktori yang menyesuaikan antara nama file dan file, biasanya dengan menghubungkan nama file dan suatu index dalam file.

1.2 Metadata

Informasi lain yang disimpan biasanya berhubungan dengan tiap file yang ada dalam file system. Panjang data yang dikandung dalam sebuah file dapat disimpan sebagai nomor blok yang disediakan untuk file atau sebagai hitungan byte.Waktu di mana file terakhir kali dimodifikasi dapat disimpan sebagai timestamp dari file. Beberapa file system juga menyimpan waktu pembuatan file, waktu terakhir kali diakses, dan waktu di mana meta data dari file diubah. Informasi lain termasuk juga tipe media file (blok, karakter, soket, subdirektori), User-ID pemilik dan Group-ID, serta setting access permission-nya (read only, executeble, dll). Atribut sebarang dapat dilekatkan pada file system tingkat lanjut, seperti XFS, ext2/ext3, beberapa versi UFS dan HFS+ menggunakan atribut file diperluas. Fitur ini diterapkan pada kernel Linux, FreeBSD dan MacOS X, serta membolehkan metadata untuk dihubungkan dengan file pada level file system. Misalnya info tentang pembuat dokumen, pengkodean karakter dari dokumen plain-text, atau checksum.

1.3 File system hirarkis

File System hirarkis merupakan minat riset awal dari Dennis Ritchie. Implementasi sebelumnya terbatas pada beberapa level, terutama IBM, bahkan pada database awal mereka seperti IMS. Setelah suksesnya Unix, Ritchie memperluas konsep file system ini ke dalam setiap objek dalam pengembangan Sistem Operasi berikutnya yang dikembangkannya, seperti Plan 9 dan Inferno.

1.4 Fasilitas

File System tradisional menawarkan fasilitas untuk membuat, memindah dan menghapus file dan direktrori. File System tradisional masih kekurangan fasilitas untuk membuat link tambahan ke direktrori, merubah link parent, dan membuat link bidireksional ke file. File system tradisional juga menawarkan fasilitas untuk memotong, menambah catatan, membuat, memindah, menghapus dan modifikasi file di tempat. Mereka tidak menawarkan fasilitas untuk menambah di awal atau untuk meghapus dari bagian awal file, membiarkan penyisipan tunggal sembarang ke file atau penghapusan dari file. Operasi yang disediakan sangat asimetris dan kekurangan manfaat dalam konteks yang tidak diharapkan. Misalnya, pipe interproses dalam Unix harus dilakukan di luar file system karena konspe pipe tidak menawarkan pemotongan dari awal file.

1.5 Keamanan akses

Akses aman ke dalam operasi file system dasar dapat didasarkan pada skema Access Control List atau Capability. Hasil riset menunjukkan bahwa ACL sulit mengamankan secara patut. File System komersial masih menggunakan Access Control List.

2.   Type-type file sistem

Tipe-tipe File System dapat diklasifikaskan ke dalam disk file system, file system jaringan dan file system untuk tujuan khusus.

2.1 File system Disk

Sebuah file system disk adalah file system yang didesain untuk menyimpan data pada sebuah media penyimpan data, umumnya disk drive baik yang langsung atau tidak langsung terhubung ke komputer. Contoh File System Disk misalnya FAT (FAT 12, FAT 16, FAT 320), NTFS, HFS, HFS+, ext2, ext3, ISO 9660, ODS-5 dan UDF. Beberapa File System Disk ada yang termasuk file system journaling atau file system versioning.

2.2 File System Flash

Sebuah file system Flash adalah file system yang didesain untuk menyimpan data pada media flash memory. Hal ini menjadi lazim ketika jumlah perangkat mobile semakin banyak dan kapasitas memory flash yang semakin besar. Block device layer dapat mensimulasikan sebuah disk drive agar file system disk dapat digunakan pada flash memory, tapi hal ini kurang optimal untuk beberapa alasan :

 Menghapus blok. Blok Flash memory harus dihapus sebelum dapat ditulis. Waktu yang dibutuhkan untuk menghapus sebuah blok bisa jadi signifikan, dan hal ini juga bermanfaat untuk menghapus blok yang tidak dipakai saat media dalam keadaan idle.

 Random Access. file system Disk ditingkatkan untuk mencegah pencarian disk, Flash memory tidak membebankan proses pencarian sama sekali

  Level pemakaian: media memori flash cenderung mudah rusak ketika satu blok tunggal di-overwrite secara berulang; file system flash didesian untuk me-write secara merata

2.3 File System Database

Konsep baru untuk manajemen file adalah konsep file system berbasis database. Sebagai perbaikan bagi Manajemen terstruktur hirarkis, file diidentifikasi oleh karakteristiknya, seperti tipe file, topik, pembuat atau metadata yang sama.

2.4 File System Transaksional

Setiap operasi disk dapat melibatkan perubahan ke sejumlah file dan struktur disk yang berbeda. Dalam banyak kasus, perubahan ini berhubungan. Hali in iberarti bahwa operasi ini dieksekusi pada waktu yang sama. Ambil contoh ketika sebuah Bank mengirimkan uang ke Bank lain secara elektronik. Komputer Bank akan ‘mengirim’ perintah transfer ke Bank lain dan meng-update record-nya untuk menunjukkan bahwa telah terjadi transaksi. Jika untuk beberapa alasan terjadi crash antar komputer sebelum komputer berhasil mengupdate record-nya sendiri, maka tidak akan ada tidak akan ada record transfer tapi Bank akan kehilangan uangnya. Pemrosesan transaksi memperkenalkan jaminan bahwa pada tiap point ketika transaksi berlangsung, sebuah transaksi dapat disudahi secara tuntas atau diulang sepenuhnya. Hal ini berarti jika terjadi crash atau kegagalan power, setelah recovery, kondisi yang disimpan akan tetap. File System journaling adalah salah satu teknik yang digunakan untuk mengenalkan konsistensi level-transaksi ke dalam struktur file system.

2.5 File System Jaringan

File System Network adalah file system yang bertindak sebagai klien untuk protokol akses file jarak jauh, memberikan akses ke file pada sebuah server. Contoh dari File system network ini adalah klien protokol NFS, AFS, SMB, dan klien FTP dan WebDAV

2.6 File System untuk Tujuan khusus

File System untuk tujuan khusus adalah file system yang tidak termasuk disk file system atau file system Jaringan. Termasuk dalam kategori ini adalah sistem di mana file ditata secara dinamis oleh software, ditujukan untuk tujuan tertentu seperti untuk komunikasi antar proses komputer atau space file sementara. File system untuk tujuan khusus sangat banyak dipakai oleh OS yang berpusat pada file seperti UNIX. Contoh file system ini adalah file system procfs (/proc) yang dipakai oleh beberapa varian Unix, yang memberikan akses ke informasi mengenai proses dan fitur-fitur dari OS

3.   Hubungan filesystem dan sistem operasi

Pada umumnya setiap sistem operasi mempunya filesystem yang tugasnya untuk memanajemen file. Pada sistem operasi masa kini memiliki komponen terpisah untuk menangani filesystem yang dulunya disebut disk operasting system (DOS). Dalam beberapa microcomputer, DOS diload secara terpisah dari bagian yang lain.

Oleh sebab itu, dibutuhkan interface antara filesystem dan user yang disediakan oleh software dalam sistem operasi. Interface ini dapat berupa textual seperti Unix Shell atau grafis seperti file browser. Jika berupa grafis, seringkali digunakan metafora seperti folder, isi, dokumen, file dan direktori folder.

Filesystem pada Linux

Sistem operasi Linux yang didasari dari Unix, mendukung banyak filesystem yang berbeda, tapi pilihan yang umum untuk sistem diantaranya adalah keluarga ext* (ext2, ext3 dan ext4), JFS, XFS dan ReiserFS.

Filesystem pada Windows

Pada sistem operasi windows banyak menggunakan filesyste FAT dan NTFS. FAT (File Allocate Table) adalah Evolusi filesystem yang digunakan dalam MS DOS. Selama beberapa tahun, banyak fitur telah dikembangkan yang terinspirasi dari fitur serupa yang ada pada filesystem yang dipakai Linux.

Filesystem pada Mac OS X

Pada sistem operasi Mac OS X menggunakan filesystem HFS Plus. HFS Plus adalah filesystem yang kaya metadata dan case preserve. Karena Mac OS X mempunyai root semacam root yang juga dimiliki oleh sistem operasi Linux turunan dari Unix, aturan Unix juga ditambahkan dalam HFS Plus. Versi terbaru dari HFS plus menambahkan journaling untuk mencegah kerusakan pada struktur filesystem dan mengenalkan sejumlah optimasi dalam hal algoritma alokasi dalam usaha untuk memecah fie secara otomatis tanpa membutuhkan defragmenter luar.

4.   Macam-Macam dari File System

1. FAT 12

Berkas yang menggunakan ukuran unit alokasi yang memiliki berkas hingga 12 bit,sehingga hanya dapat menyimpan maksimum hanya 212 unit alokasi saja sekitar 4096,Digunakan pada OS MS.DOS Batas kapasitas FAT adalah 32 MB di gunakan pada floopydisk.
2.FAT 16

 menggunakan unti alokasi hingga 16 bit. dapat menyimpan 2¹⁶ unit alokasi sekitar 65536 buah. kapasitas 4 GB

3.FAT 32

memiliki tabel alokasi sebesar 32 bit,bisa menyimpan hingga 232 unti. ukuran unti alokasi maksimum adalah 32768

4.EXT 2

EXT 2 selain digunakan untuk system operasi LINUX tapi juga di System Operasi lain seperti Free BSD,Windows 98,Windows NT. konsep yang di gunakan blog,inode dan directory.
5.EXT 3

ext3 merupakan peningkatan dari ext 2.Keuntungan dari ext 3 yaitu pada segi kecepatan menulis data,ext3 mempunyai throughput yang lebih besar dari ext 2. Apabila kita ingin berpindah dari ext 2 ke ext3 tidak memerlukan format ulang hardisk. EXT 3 memungkinkan kita untuk dapat memilih jenis dan type proteksi data.

6.EXT 4

 perkembangan baru dari pada ext3 kelebihan dari EXT 4 adalah :

• Sengaja di desain untuk memberi performa yang lebih baik
• Daya tampung max file system 1 EXA dan mengurasi waktu dalam pengecekan H.D.D
• EXT 4 mempunyai keunggulan performa dalam menulis dan membaca data yang cukup besar.