modul input output dan metode hamming

MAKALAH ORGANISASI dan ARSITEKTUR KOMPUTER
MODUL INPUT / OUTPUT
dan KODE HAMMING
Oleh
Rayinda Rizki Jati Nugroho
1510520034
Made Nugraha Dwitama
1510530037
M Girindra A P
1510530040
Eka Prayudi
1510530041
2
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan YME, dimana atas rahmat dan karunianya, kami dapat menyelesaikan Makalah Organisasi dan Arsitektur Komputer tentang Modul Input / Output dan Kode Hamming.
Makalah ini telah kami susun dan kami buat sedimikian rupa dengan mendapatkan bantuan dari semua pihak dimana memperlancar dalam pembuatan makalah ini. Karena itu kami mengucapkan banyak – banyak terimakasih kepada semua pihak yang memungkinkan kami untuk menyelesaikan makalah ini.
Kami menyadari bahwa makalah ini masih banyak kekurangan baik dari segi susunan kalimat, tutur kata bahasa, ataupun struktur pembuatan makalah. Oleh karena itu dengan tangan terbuka segala kritik dan saran yang bersifat membangun agar kedepannya kami dapat membuat makalah yang jauh lebih baik dari makalah sebelum – sebelumnya.
Akhir kata kami sangat berharap agar makalah Organisasi dan Arsitektur Komputer tentang Modul Input / Output dan Kode Hamming yang kami buat ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan semua pihak.
Mataram, 17 Mei 2016
Penyusun ssssss
3
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................................................................................... 2
DAFTAR ISI .............................................................................................................................. 3
BAB I ......................................................................................................................................... 4
PENDAHULUAN ..................................................................................................................... 4
Latar Belakang ....................................................................................................................... 4
Rumusan Masalah .................................................................................................................. 4
Tujuan .................................................................................................................................... 4
BAB II ........................................................................................................................................ 5
PEMBAHASAN ........................................................................................................................ 5
2.1 Sistem Masukan dan Keluaran Komputer ................................................................... 5
2.2 Perangkat Eksternal ..................................................................................................... 5
2.3 Modul Input / Output................................................................................................... 6
2.4 Input / Output Terprogram .......................................................................................... 9
2.5 Interupsi Input / Output ............................................................................................. 10
2.6 Direct Memory Access .............................................................................................. 12
2.7 Canel dan Prosesor dari Input / Output ..................................................................... 13
2.8 Kode Hamming ......................................................................................................... 14
2.9 Konsep Dasar Kode Hamming .................................................................................. 15
2.10 Penerapan Kode Hamming .................................................................................... 16
BAB III .................................................................................................................................... 20
PENUTUP................................................................................................................................ 20
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................................. 21
4
BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Modul input / output merupakan komponen inti dari sebuah struktur sistem komputer, dimana input / output memungkinkan untuk melakukan perpindahan data pada sebuah komputer, baik itu mengeluarkan data berupa hasil proses atau output, maupun memasukan data kedalam komputer berupa informasi atau input. Kode Hamming adalah sepertangkat koreksi kesalahan kode yang dapat digunakan untuk mendeteksi dan memperbaiki kesalahan bit yan dapat terjadi ketika data komputer dipindahkan atau disimpan.
Rumusan Masalah
Adapun beberapa rumusan masalah yang kami temui saat pembuatan Makalah ini beberapa diantaranya :
1. Bagaimana modul input dan output pada sebuah arsitektur dan struktur komputer ?
2. Apa itu kode Hamming ?
3. Bagaimana cara kerja kode Hamming ?
Tujuan
Adapun tujuan yang kami harapkan tercapai dengan pembuatan Makalah ini diantaranya :
1. Pembaca dapat mengerti bagaimana struktur modul input dan output pada sebuah komputer
2. Pembaca dapat mengetahui apa itu kode Hamming
3. Pembaca dapat mengerti cara kerja dari kode Hamming.
5
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Sistem Masukan dan Keluaran Komputer
Bagaimana modul I/O dapat menjalankan tugasnya, yaitu menjembatani CPU dan memori dengan dunia luar merupakan hal yang terpenting untuk kita ketahui. Inti mempelajari sistem I/O suatu komputer adalah mengetahui fungsi dan struktur modul I/O. Perhatikan gambar 6.1 yang menyajikan model generik modul I/O.
2.2 Perangkat Eksternal
Mesin komputer akan memiliki nilai apabila bisa berinteraksi dengan dunia luar. Lebih dari itu, komputer tidak akan berfungsi apabila tidak dapat berinteraksi dengan dunia luar. Sebagai contoh bagaimana bisa menginstruksikan CPU untuk melakukan suatu operasi apabila tidak ada keyboard. Bagaimana bisa melihat hasil kerja sistem komputer bila tidak ada monitor. Keyboard dan monitor tergolong dalam perangkat eksternal komputer.
Perangkat eksternal atau peripheral tersambung dalam sistem CPU melalui perangkat pengendalinya, yaitu modul I/O. Secara umum perangkat eksternal dibagi menjadi 3 kategori yaitu :
6
 Human Readable, perangkat yang berhubungan dengan manusia sebagai pengguna komputer. contohnya yaitu monitor, keyboard, mouse, printer, joystick, disk drive, flash drive, dll
 Machine Readable, perangkat yang berhubungan dengan peralatan. Biasanya berupa modul sensor dan tranduser untuk memonitor dan kontrol suatu peralatan atau sistem.
 Communication, perangkat yang berhubungan dengan komunikasi jarak jauh. Contohnya yaitu NIC dan Modem.
Pembagian perangkat eksternal juga bisa berdasarkan arah datanya, yaitu perangkat output, perangkat input, dan kombinasi input – output. Contoh dari perangkat output yaitu monitor, proyektor, dan printer. Perangkat input contohnya yaitu keyboard, mouse, joystick, scanner, mark reader, bar code reader, scanner, dan microphone.
2.3 Modul Input / Output
 Fungsi Modul Input / Output
Modul input / output merupakan suatu komponen dalam sistem komputer yang bertanggung jawab atas kontrol sebuah perangkat luar atau lebih dan bertanggung jawab pula dalam pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun dengan register – register CPU. Untuk mewujudkan hal ini, diperlukan antarmuka internal dengan komputer (CPU dan memori utama) dan antarmuka dengan perangkat eksternal untuk menjalankan fungsi – fungsi pengontrolan. Fungsi dalam menjalankan tugas bagi modul I/O dapat dibagi menjadi beberapa kategori, diantaranya :
7
 Kontrol dan pewaktuan
 Komunikasi CPU
 Komunikasi perangkat eksternal
 Pembufferan data
 Deteksi kesalahan
Fungsi kontrol dan pewaktuan (control dan timing) adalah hal yang penting untuk mensinkronkan kerja masing – masing komponen penyusun komputer. dalam satu waktu, CPU berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak menentu da kecepatan transfer komunikasi data yang beragam, baik dengan perangkat internal seperti register – register, memori utama, memori sekunder, dan perangkat periferal. Proses tersebut bisa berjalan apabila ada fungsi kontrol dan pewaktuan yang mengatur sistem secara keseluruhan. Contoh kontrol pemindahan data dari periferal ke CPU melalui sebuah modul I/O dapat meliputi langkah – langkah sebagai berikut :
 Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari CPU ke modul I/O
 Modul I/O memberi jawaban atas permintaan CPU
 Apabila perangkat eksternal telah siap untuk transfer data, maka CPU akan mengirimkan perintah ke modul I/O
 Modul I/O akan menerima paket data dengan panjang tertentu dari periferal
 Selanjutnya data dikirim ke CPU setelah diadakan sinkronasi panjang data dan kecepatan transfer oleh modul I/O sehingga paket – paket data dapat diterima CPU dengan baik.
Transfer data tidak akan terlepas dari penggunaan sistem bus, maka interaksi CPU dan modul I/O akan melibatkan kontrol dan pewaktuan sebuah arbitrasi bus atau lebih. Adapun fungsi komunikasi antara CPU dan modul I/O meliputi proses – proses berikut :
 Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah – perintah dari CPU yang dirikimkan sebagai sinyal bagi bus kontrol contohnya sebuah modul I/O untuk disk dapat menerima perintah, contohnya yaitu Read Sector, Scan record ID, dan format disk.
 Data, pertukaran data antara CPU dan modul I/O melalui bus data
8
 Status Reporting, yaitu pelaporan kondisi status modul I/O maupun perangkat periferal, umumnya berupa status kondisi Busy, atau Ready. Juga macam – macam status kondisi kesalahan (error)
 Address Recognition, bahwa peralatan atau komponen penyusun komputer dapat dihubungi atau dipanggil maka harus memiliki alamat yang unik, begitu pula pada perangkat periferal, sehingga setiap modul I/O harus mengetahui alamat periferal yang dikontrolnya.
Pada sisi modul I/O ke perangkat periferal juga terdapat komunikasi yang meliputi komunikasi data, kontrol, maupun status.
Fungsi selanjutnya yaitu buffering . tujuan utama buffering adalah mendapatkan penyesuaian data sehubungan perbedaan lanju transfer data dari perangkat periferal dengan kecepatan pengolaan pada CPU. Umumnya laju transfer data dari perangkat periferal lebih lambat dari kecepatan CPU maupun media penyimpanan.
Fungsi terakhir yaitu deteksi kesalahan. Apabila pada perangkat periferal terdapat masalah sehingga proses tidak dapat dijalankan, maka modul I/O akan melaporkan kesalahan tersebut. Contoh informasi kesalahan pada periferal printer seperti kertas tergulung, tinta habis, kertas habis, dan alin – lain. Teknik yang umum untuk deteksi kesalahan adalah penggunaan bit paritas.
9
2.4 Input / Output Terprogram
Pada I/O terprogram, data saling dipertukarkan antara CPU dan modul I/O. CPU mengeksekusi program yang memberikan operasi I/O kepada CPU secara langsung, seperti pemindahan data, pengiriman perintah baca maupun tulis, dan monitoring perangkat.
Kelemahan teknik ini adalah CPU akan menunggu sampai operasi I/O selesai dilakukan modul I/O sehingga akan membuang waktu, apalagi CPU lebih cepat proses operasinya. Dalam teknik ini, modul I/O tidak dapat melakukan interupsi kepada CPU terhadap proses – proses yang diinteruksikan padanya. Seluruh proses merupakan tanggung jawab CPU sampai operasi lengkap dilaksanakan. Untuk melaksanakan perintah – perintah I/O, CPU akan mengeluarkan sebuah alamat bagi modul I/O dan perangkat peripheralnya sehingga terspesifikasi secara khusus dan sebuah perintah I/O yang akan dilakukan. Terdapat empat klasifikasi perintah I/O, yaitu:
 Perintah control
Perintah ini digunkan untuk mengaktivasi perangkat peripheral dan memberitahukan tugas yang diperintahkan padanya.
 Perintah test
Perintah ini digunakan CPU untuk menguji berbagai kondisi status modul I/O dan peripheralnya. CPU perlu mengetahui perangkat peripheralnya dalam keadaan aktif dan siap digunakan, juga untuk mengetahui operasi – operasi I/O yang dijalankan serta mendeteksi kesalahannya.
 Perintah read.
Perintah pada modul I/O untuk mengambil suatu paket data kemudian menaruh dalam buffer internal. Proses selanjutnya paket data dikirim melalui bus data setelah terjadi sinkronisasi data maupun kecepatan transfernya.
 Perintah write.
Perintah ini kebalikan dari read. CPU memerintahkan modul I/O untuk mengambil data dari bus data untuk diberikan pada perangkat peripheral tujuan data tersebut.
10
71 Dalam teknik I/O terprogram, terdapat dua macam inplementasi perintah I/O yang tertuang dalam instruksi I/O, yaitu: memory-mapped I/O dan isolated I/O. Dalam memory-mapped I/O, terdapat ruang tunggal untuk lokasi memori dan perangkat I/O. CPU memperlakukan register status dan register data modul I/O sebagai lokasi memori dan menggunakan instruksi mesin yang sama untuk mengakses baik memori maupun perangkat I/O. Konskuensinya adalah diperlukan saluran tunggal untuk pembacaan dan saluran tunggal untuk penulisan. Keuntungan memory-mapped I/O adalah efisien dalam pemrograman, namun memakan banyak ruang memori alamat. Dalam teknik isolated I/O, dilakukan pemisahan ruang pengalamatan bagi memori dan ruang pengalamatan bagi I/O. Dengan teknik ini diperlukan bus yang dilengkapi dengan saluran pembacaan dan penulisan memori ditambah saluran perintah output. Keuntungan isolated I/O adalah sedikitnya instruksi I/O.
2.5 Interupsi Input / Output
Teknik interrupt – driven I/O memungkinkan proses tidak membuang – buang waktu. Prosesnya adalah CPU mengeluarkan perintah I/O pada modul I/O, bersamaan perintah I/O dijalankan modul I/O maka CPU akan melakukan eksekusi perintah – perintah lainnya. Apabila modul I/O telah selesai menjalankan instruksi yang diberikan padanya akan melakukan interupsi pada CPU bahwa tugasnya telah selesai. Dalam teknik ini kendali perintah masih menjadi tanggung jawab CPU, baik pengambilan perintah dari memori maupun pelaksanaan isi perintah tersebut. Terdapat selangkah kemajuan dari teknik sebelumnya, yaitu CPU melakukan multitasking beberapa perintah sekaligus sehingga tidak ada waktu tunggu bagi CPU. Cara kerja teknik interupsi di sisi modul I/O adalah modul I/O menerima perintah, misal read. Kemudian modul I/O melaksanakan perintah pembacaan dari peripheral dan meletakkan paket data ke register data modul I/O, selanjutnya modul mengeluarkan sinyal interupsi ke CPU melalui saluran kontrol. Kemudian modul menunggu datanya diminta CPU. Saat permintaan terjadi, modul meletakkan data pada bus data dan modul siap menerima perintah selanjutnya. Pengolahan interupsi saat perangkat I/O telah menyelesaikan sebuah operasi I/O adalah sebagai berikut :
 Perangkat I/O akan mengirimkan sinyal interupsi ke CPU.
11
 CPU menyelesaikan operasi yang sedang dijalankannya kemudian merespon interupsi.
 CPU memeriksa interupsi tersebut, kalau valid maka CPU akan mengirimkan sinyal acknowledgment ke perangkat I/O untuk menghentikan interupsinya. 72 4. CPU mempersiapkan pengontrolan transfer ke routine interupsi. Hal yang dilakukan adalah menyimpan informasi yang diperlukan untuk melanjutkan operasi yang tadi dijalankan sebelum adanya interupsi. Informasi yang diperlukan berupa:
o Status prosesor, berisi register yang dipanggil PSW (program status word).
o Lokasi intruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Informasi tersebut kemudian disimpan dalam stack pengontrol sistem.
o Kemudian CPU akan menyimpan PC (program counter) eksekusi sebelum interupsi ke stack pengontrol bersama informasi PSW. Selanjutnya mempersiapkan PC untuk penanganan interupsi.
o Selanjutnya CPU memproses interupsi sempai selesai.
o Apabila pengolahan interupsi selasai, CPU akan memanggil kembali informasi yang telah disimpan pada stack pengontrol untuk meneruskan operasi sebelum interupsi. Terdapat bermacam teknik yang digunakan CPU dalam menangani program interupsi ini, diantaranya :
 Multiple Interrupt Lines.
 Software poll.
 Daisy Chain.
 Arbitrasi bus.
Teknik yang paling sederhana adalah menggunakan saluran interupsi berjumlah banyak (Multiple Interrupt Lines) antara CPU dan modul – modul I/O. Namun tidak praktis untuk menggunakan sejumlah saluran bus atau pin CPU ke seluruh saluran interupsi modul – modul I/O. Alternatif lainnya adalah menggunakan software poll. Prosesnya, apabila CPU mengetahui adanya sebuah interupsi, maka CPU akan menuju ke routine layanan interupsi yang tugasnya melakukan poll seluruh modul I/O untuk menentukan modul yang melakukan interupsi. Kerugian software poll adalah memerlukan waktu yang lama karena harus mengidentifikasi
12
seluruh modul untuk mengetahui modul I/O yang melakukan interupsi. Teknik yang lebih efisien adalah daisy chain, yang menggunakan hardware poll. Seluruh modul I/O tersambung dalam saluran interupsi CPU secara melingkar (chain). Apabila ada permintaan interupsi, maka CPU akan menjalankan sinyal acknowledge yang berjalan pada saluran interupsi sampai menjumpai modul I/O yang mengirimkan interupsi.
Teknik berikutnya adalah arbitrasi bus. Dalam metode ini, pertama – tama modul I/O memperoleh kontrol bus sebelum modul ini menggunakan saluran permintaan interupsi. Dengan demikian hanya akan terdapat sebuah modul I/O yang dapat melakukan interupsi.
2.6 Direct Memory Access
Teknik yang dijelaskan sebelumnya yaitu I/O terprogram dan Interrupt-Driven I/O memiliki kelemahan, yaitu proses yang terjadi pada modul I/O masih melibatkan CPU secara langsung. Hal ini berimplikasi pada :
o Kelajuan transfer I/O yang tergantung pada kecepatan operasi CPU.
o Kerja CPU terganggu karena adanya interupsi secara langsung.
Bertolak dari kelemahan di atas, apalagi untuk menangani transfer data bervolume besar dikembangkan teknik yang lebih baik, dikenal dengan Direct Memory Access (DMA). Prinsip kerja DMA adalah CPU akan mendelegasikan kerja I/O kepada DMA, CPU hanya akan terlibat pada awal proses untuk memberikan instruksi lengkap pada DMA dan akhir proses saja. Dengan demikian CPU dapat menjalankan proses lainnya tanpa banyak terganggu dengan interupsi. Blok diagram modul DMA terlihat pada ilustrasi berikut :
13
Dalam melaksanakan transfer data secara mandiri, DMA memerlukan pengambilalihan kontrol bus dari CPU. Untuk itu DMA akan menggunakan bus bila CPU tidak menggunakannya atau DMA memaksa CPU untuk menghentikan sementara penggunaan bus. Teknik terakhir lebih umum digunakan, sering disebut cycle-stealing, karena modul DMA mengambil alih siklus bus. Penghentian sementara penggunaan bus bukanlah bentuk interupsi, melainkan hanyalah penghentian proses sesaat yang berimplikasi hanya pada kelambatan eksekusi CPU saja. Terdapat tiga buah konfigurasi modul DMA seperti yang terlihat pada ilustrasi berikut :
2.7 Canel dan Prosesor dari Input / Output
Sistem komputer mengalami peningkatan kompleksitas dan kecanggihan komponen-komponennya, yang sangat tampak pada fungsi-fungsi I/O sebagai berikut :
 Pemroses mengendalikan perangkat I/O secara langsung.
Masih digunakan sampai saat ini untuk perangkat sederhana yang dikendalikan mikroprosessor sehingga menjadi perangkat berintelijen (inteligent device).
 Pemroses dilengkapi pengendali I/O (I/O controller).
14
Pemroses menggunakan I/O terpogram tanpa interupsi, sehingga tak perlu memperhatikan rincian-rincian spesifik antarmuka perangkat.
 Perangkat dilengkapi fasilitas interupsi.
Pemroses tidak perlu menghabiskan waktu menunggu selesainya operasi I/O, sehingga meningkatkan efisiensi pemroses.
 I/O controller mengendalikan memori secara langsung lewat DMA. Pengendali dapat memindahkan blok data ke/dari memori tanpa melibatkan pemroses kecuali diawal dan akhir transfer.
 Pengendali I/O menjadi pemroses terpisah. Pemroses pusat mengendalikan.memerintahkan pemroses khusus I/O untuk mengeksekusi program I/O di memori utama. Pemroses I/O mengambil dan mengeksekusi intruksi-intruksi ini tanpa intervensi pemroses pusat. Dimungkinkan pemroses pusat menspesifikasikan barisan aktivitas I/O dan hanya diinterupsi ketika seluruh barisan intruksi diselesaikan.
 Pengendali I/O mempunyai memori lokal sendiri. Perangkat I/O dapat dikendalikan dengan keterlibatan pemroses pusat yang minimum. Arsitektur ini untuk pengendalian komunikasi dengan terminal-terminal interaktif. Pemroses I/O mengambil alih kebanyakan tugas yang melibatkan pengendalian terminal. Evolusi bertujuan meminimalkan keterlibatan pemroses pusat, sehingga pemroses tidak disibukkan dengan tugas I/O dan dapat meningkatkan kinerja sistem.
2.8 Kode Hamming
Kerusakan data atau kesalahan data yang diterima oleh terminal penerima dalam sistem komunikasi data sering terjadi, hal yang mendasar sebagai penyebab adalah adanya interferensi sinyal luar yang masuk ke dalam jalur komunikasi, koneksi kawat penghubung, terminal, konektor pada layer terendah yang kurang baik. Hal tersebut menyebabkan sinyal gangguan (noise), sebagai akibat gangguan tersebut muncul permasalahan pada data yang diterima oleh penerima berupa data error.
Terlebih pada transmisi data serial dengan kecepatan tinggi dan kualitas jalur transmisi yang rendah kesalahan (error)sangat mungkin terjadi, ukuran banyaknya bit error dalam blok data disebut sebagai bit error rate (BER}.Terdapat toleransi kesalahan bit dalam sistem transmisi data, dan batasan nilai BERdalam satu kelompok data 105 bit.
Dalam penanganan kesalahan (error handling) bit terkirim tahapan utama dalam penerimaan data adalah deteksi kesalahan bit terkirim, selanjutnya dilakukan
15
koreksi terhadap kesalahan (error). Perbaikan data bisa dilakukan oleh penerima atau pengirim melalui permintaan pengiriman ulang data, permintaan ini melalui sinyal NAK dari penerima ke pengirim.
Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa proses deteksi kesalahan melalui bit yang ditambahkan (redundant bit) ke dalam data, dengan metode pengkodean tersebut dapat ditentukan kesalahan bitnya. Sistem pengkodean yang lain yang dapat digunakan dalam komunikasi data adalah kode Hamming.
2.9 Konsep Dasar Kode Hamming
Konsep Dasar Kode Hamming adalah dengan menggunakan bit pariti untuk disisipkan pada posisi tertentu dalam blok data, dengan demikian memungkinkan untuk dapat digunakan dalam pemeriksaan kesalahan dalam blok data. Aturan untuk menyatakan bit Hamming adalah melalui pendekatan 2n, nilai n dan n adalah bilangan bulat positif, cara untuk menentukan bit Hamming adalah sebagai berikut:
 Data = 1011 → penyisipan bit Hamming adalah 101x1xx
 Nilai x dapat dipilih 1 atau 0 dan disisipkan pada data
 Menentukan jumlah modulo-2 bit-1 agar data berpariti genap.
Bit ke- 7 6 5 4 3 2 1
Data 1 0 1 x 1 x x
Langkah selanjutnya adalah menentukan bit-Hamming yang harus disisipkan ke dalam bit-bit data, dalam hal ini semua bit yang ditandai dengan hurf x adalah tempat posisi bit Humming yang seharus disisipkan. Dengan demikian data yang semula terdiri dari 4 bit data maka pada akhirnya jumlah bit adalah 7 bit.
Tabel penentuan bit-Hamming Bit Humming Ke Memeriksa Bit Data Keterangan Membuat Pariti Genap
1
posisi 3, 5, dan 7
diberi logika 1
2
posisi 3, 6, dan 7
diberi logika 0
4
posisi 5, 6, dan 7
diberi logika 0
Bit-Hamming disisipkan ke dalam data, sehingga menjadi:
Bit ke- 7 6 5 4 3 2 1
Data 1 0 1 0 1 0 1
Deteksi data error yang diakibatkan data berubah saat transmisi, diasumsikan terjadi perubahan pada bit ke 3 dari nilai logika 1 menjadi logika 0. Sehingga data yang diterima sebgai berikut:
Bit ke- 7 6 5 4 3 2 1
Data 1 0 1 000 1
Pemeriksaan data melalui bit-bit Hamming ditemukan error berikut posisi bitnya, pada contoh terjadi error pada posisi bit ke 3.
16
Tabel penentuan error(modulo-2)
Berdasarkan tabel penentuan error diperoleh nilai biner 011, yang berarti bisa ditentukan kesalahan adalah pada posisi bit ke 3 pada data.
Perbaikan logika bit dapat dilakukan dengan melakukan inverting bit ke dari data, dengan demikian tidak diperlukan lagi pengiriman NAK ke pengirim untuk melakukan pengiriman ulang.
2.10 Penerapan Kode Hamming
Kode Hamming digunakan untuk mendeteksi error dan perbaikan kode pesan terkirim, kode koreksi error adalah sebuah algoritma untuk mendeteksi adanya kesalahan dalam pesan yang dikirimkan sekaligus memperbaiki pesan tersebut sehingga pesan dapat tersampaikan dengan benar melalui sistem transmisi data melalui sistem jaringann berbasis pada isi pesan itu sendiri. Sedang Error dapat terjadi yang disebabkan oleh berbagai sebab, sebuah bit dalam pesan mungkin ditambah, terhapus atau berubah. Kode koreksi Error banyak diaplikasikan pada CD player, high speed modem, dan cellular phone. Deteksi error lebih sederhana dibanding perbaikan sebuah error. Sebagai contoh pengujian digit sering kali dijumpai secara embedded pada sejumlah credit card dengan tujuan mendeteksi keslahan. Berikut merupakan sebuah contoh bagaimana mendeteksi dan memperbaiki kesalahan pada pesan yang dikirimkan:
Aturan main:
 Data asli yang akan dikirimkan dinyatakan dalam variabel Di dan check bit dengan (Cj ).
 Posisi biner diawali dari bit 1, posisi check bit Cj pada 2n,yaitu 1, 2, 4, 8, ...
 Penentuan check bit dilakukan melalui EXOR untuk semua bit data.
 Untuk penentuan kode humming dari 4 bit data, maka terdapat D1, D2, D3 dan D4 dan untuk check bit 2n didapat C0, C1 dan C2, sebagai berikut:
Cj = (2n)
26
25
24
23
22
21
20
Posisi bit
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1 Bit Humming Ke Memeriksa Bit Data (Modulo-2)Pariti
1
posisi 3, 5, dan 7
ganjil (ada kesalahan) → 1
2
posisi 3, 6, dan 7
ganjil (ada kesalahan) → 1
4
posisi 5, 6, dan 7
genap (benar) → 0
17
Kode
D4
D3
D2
C2
D1
C1
C0
C0= D1 xor D2 xor D4
C1= D1 xor D3 xor D4
C2= D2 xor D3 xor D4
Contoh
Terdapat dua buah data yang akan dikirimkan meliputi:
a. 101
b. 011
Buatlah pesan yang harus dikirim dengan mengikutkan kode Humming!
Jawab:
Oleh karena data terdiri dari 3 bit yaitu D1, D2 dan D3, maka format pesan dengan sisipan kode Hamming sebagai berikut:
a. Penyelesaian untuk data = 101
Kode pesan yang akan dikirim
18
b. Penyelesaian untuk data = 011
Kode pesan yang akan dikirim:
Perbaikan Data Terkirim
Permasalahan 1:
Misal pada penerima untuk data 101 terdapat perubahan, yaitu dari pesan yang benar terkirim adalah 101101ternyata diterima oleh penerima mejadi 111101. Carilah posisi bit ke berapa yang mengalami perubahan menggunakan aturan main kode Hamming!
Solusi:
Berdasarkan data yang diterima maka perubahan terjadi pada posisi bit ke 101, yaitu dari logika 0 mejadi logika 1 sehingga dapat digambarkan sebagai berikut:
Jika posisi bit dinayatakan dengan Bk, maka aturan kode Hamming berlaku:
19
Kombinasi Bk yaitu B0, B1, B2 diperoleh 101 = 5, artinya pada deteksi ternyata terjadi perubahan pada posisi bit ke 5 pada pesan yang diterima. Kesimpulan perbaikan adalah pada posisi bit ke 5 dan nilainya dibalikan (inverting) sebagai berikut:
Permasalahan 2:
Sebuah pesan data yang akan dikirimkan adalah 11 0001 0110 0010, kode yang digunakan adalah kode Hamming. Buatlah blok data yang seharus dikirim!
Solusi:
Berdasarkan aturan 2n, ternyata bit-Hamming harus disisipkan pada posisi bit ke 1, 2, 4, 8, dan 16, maka formulanya adalah:
Penentuan bit kode Hamming untuk pengganti x adalah nilai 1 atau nilai 0, yaitu dilakukan dengan menandai posisi bit 1 pada data dan nilai biner ditambahkan pada masing-masing posisi dengan prinsip modulo-2. Perlu diketahui jika modulo-2 dengan penambahan bit 1 untuk pariti genap hasilnya sama dengan 0 (nol) dan untuk pariti ganjil hasilnya sama dengan 1 (satu).
Dari susunan pesan, logika satu pada data terletak pada bit ke 6, 10, 11, 13, 18 dan 19. Dengan mengikuti aturan pengkodean Humming akan diperoleh pesan sebagai berikut:
20
BAB III
PENUTUP
Demikian makalah Organisasi dan Arsitektur Komputer tentang Modul Input / Output dan Kode Hamming kami buat. Tentunya dalam pembuatan makalah ini masih banyak kesalahan baik cara pengetikan, penyampaian, maupun tata bahasa yang kurang pas karena keterbatasan pengetahuan dan kurangnya referensi yang belum kami peroleh. Sekian penutup dari makalah ini kami buat, atas partisipasinya kami ucapkan banyak – banyak terimakasih.
21
DAFTAR PUSTAKA
http://cecepsudirman.blogspot.co.id/2013/01/modul-input-output.html
http://nugrahahahahaha.blogspot.co.id/
http://image.slidesharecdn.com/inputoutputmodule-140220131642-phpapp02/95/input-output-module-8-638.jpg?cb=1392902232
http://tugasso.blog.com/manajemen-io/ Published: By: Unknown - 06.20

makalah orkom memori internal dan eksternal komputer

Memori Internal dan memori Eksternal Komputer (Orkom)

BAB II
PEMBAHASAN

Memori Internal

Pengertian Memori Semikonduktor
Memori  semikonduktor  adalah  memori  komputer  yang  terbuat  dari  bahan
semikonduktor,  perangkat  penyimpanan  data  elektronik  ini  biasanya
diimplementasikan  ke  sebuah  semikonduktor  berbasis  sirkuit  terpadu  (IC).
Berdasarakan kemampuannya dalam menahan data saat tidak ada teganggan, memori
semikonduktor  dibedakan  menjadi  non-volatile  dan  volatile.  Non-volatile  sendiri
adalah kemampuan memori semikonduktor untuk menyimpan data dalam perangkat
bahkan saat komputer sudah tidak dialiri daya atau dengan kata lain komputer sudah
dalam  keadaan  mati.  Sedangkan  volatile  adalah  ketidakmampuan  memori  menahan
data atau dengan kata lain data akan hilang ketika komputer dimatikan.
Jenis-jenis Memori Semikonduktor
Secara umum memori semikonduktor dibagi dalam beberapa bagian yaitu :
1.   Fungsi
a)   Memori Baca-Tulis
Memori  ini  adalah  memori  utama  dalam  komputer,  tugasnya  adalah
menyediakan  tempat  untuk  pengolahan  data  dalam  CPU.  Memori  Baca-Tulis  yang
biasanya digunakan dikenal dengan nama RAM. Tujuan utamanya adalah kecepatan
pengolahan  process,  data-data  yang  dieksekusi   adalah  data  sementara   yang  harus
diolah  oleh  CPU,  bukan  untuk  menyimpan  data  secara  permanen.  Tempat
penyimpanan data di dalam RAM tidak hanya dapat ditulisi dan dibaca sesuai yang
kita inginkan tetapi juga digunakan untuk penyimpan variabel-variabel dan hasil-hasil
sementara dari suatu proses.
b)   Memori Hanya Dibaca
ROM (Read Only Memory) adalah memori semikonduktor yang diciptakan dengan isi
yang tidak dapat dirubah. Perubahan program bagian tidak mungkin lagi dilakukan di
dalam memori jenis ini. ROM 
7
biasanya  juga  berisi  program  yang  dapat  dipakai  secara  umum  misalnya  karakter
Generator,  Dekoder  atau  fungsi  –  fungsi  lain  yang  lazim  dipakai.  Jenis  memori  ini
tidak  memungkinkan  diisi  program  oleh  pengguna.  Keuntungannya  data  tidak  akan
berubah atau hilang meski listrik mati, terkena virus, dan lain-lain.
2.   Cara Akses
a)   Memori  Akses Acak
RAM  (Random  access  memory)  adalah  sebuah  tipe penyimpanan  komputer yang
isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap tidak memperdulikan letak data tersebut
dalam memori. RAM biasanya digunakan untuk penyimpanan primer (memori utama)
dalam komputer untuk digunakan dan mengubah informasi secara aktif.
b)   Memori  Akses Seri
Serial/Sequential Access Memory (SAM) adalah sebuah tipe penyimpanan komputer
yang isinya dapat diakses secara seri atau secara berurutan atau sekuensial. Artinya
jika  pada  suatu  waktu  akses  berada  pada  suatu  lokasi  alamat  “n”  lalu  ingin
melanjutkan
melakukan akses ke lokasi alamat “n+5” maka ia harus melalui akses alamat “n+1”
sampai dengan alamat “n+4” baru masuk ke alamat “n+5”.
3.   Jenis Sel Memori
a)   Statis RAM
Static Random-Access Memory (SRAM)   adalah jenis memori semikonduktor   semi
volatile.  Kata  static  menunujukkan  bahwa  SRAM  hanya  dapat  memegang  isinya
selama listrik masih berjalan. SRAM didesain menggunakan transistor tanpa kapasitor
sehingga tidak membutuhkan refresh secara periodic karena adanya kebocoran daya.
SRAM menggunakan ‘bistable flip-flops’ untuk menyimpan data dalam bit. Setelah
ditulis  dalam  SRAM,  data  akan  disimpan.  Waktu  akses  yang  cepat  merupakan
karakteristik utama dari SRAM sehingga digunakan sebagai komponen memori utama
di berbagai perangkat elektronik.
b)   Dinamis RAM
DRAM  (Dynamic  random-access  memory)  merupakan  jenis  random  akses  memori
yang  menyimpan  setiap  bit  data  yang  terpisah  dalam  kapasitor  dalam  satu  sirkuit
terpadu. Dalam strukturnya, DRAM hanya memerlukan satu transistor dan kapasitor
per bit, sehingga memiliki tingkat kepadatan yang tinggi.   Karena kapasitornya selalu
bocor,  informasi  yang  tersimpan  akhirnya  hilang  kecuali  kapasitor  itu  disegarkan
secara berkala. Karena kebutuhan dalam penyegaran, hal ini yang membuatnya sangat
8
dinamis.   Memori  DRAM  itu  mudah  "menguap"  karena  kehilangan  datanya  bila
kehilangan aliran listrik.
4.   Teknologi
a)   Bipolar Memory
Bipolar memory adalah memori komputer  yang memakai IC bipolar sebagai
bagian  dari  memorinya.  Dengan  menggunakan  bipolar  memori  itu  berarti  komputer
menggunakan  2  buah  multi  Emitter  Transistor.  Memori  bipolar  hampir  tidak
mempunyai  penundaan  waktu  tulis  dan  waktu  baca,  tetapi  mempunyai  kelemahan
karena  setiap  bit  yang  tersimpan  menimbulkan  kerugian  daya  yang  realtif  besar,
karena satu diantara dua transistor selalu aktif (ON).
b)   MOS Memory
MOS (Metal Oxide Semiconductor) adalah transistor yang banyak digunakan
karena  kerapatan  (kepadatan)  yang  tinggi,  yang  memungkinkan  penempatan  dari
fungsi  yang  jauh  lebih  banyak  dalam  satu  serpihan  dengan  ukuran  tertentu
dibandingkan dengan menggunakan rangkaian bipolar.
Kelebihan Dan Kekurangan Memori Semikonduktor
·  Kelebihan memori adalah sebagai berikut:
1.   Dapat menyimpan data dengan mudah dan praktis
2.   Membuat penyimpanan data tidak memerlukan banyak tempat.
3.   Memori seperti flashdisk mudah dibawa kemana-mana.
4.   Ukuran memori yang kecil dapat menampung data yang sangat besar sesuai
kapasitas memori.
5.   Bentuk, jenis, kapasitas dan ukuran beragam sesuai yang kita butuhkan.
·  Kekurangan memori adalah sebagai berikut:
1.    Harga  memori  terlalu  mahal  menurut  golongan  masyarakat  menengah
kebawah.
2.  Memori  digunakan  hanya  oleh  golongan  tertentu  saja.  Kurangnya  sosialisasi
penggunaan memori sehingga sulit untuk digunakan oleh orang awam.
3.   Data dapat hilang bila memori rusak atau terkena virus dan sebagainya.
1.  Koreksi Error
Dalam  melaksanakan fungsi  penyimpanan, memori  semikonduktor  dimungkinkan
9
mengalami   kesalahan. Baik   kesalahan berat   yang   biasanya   merupakan kerusakan
fisik   memori maupun  kesalahan  ringan  yang   berhubungan  data   yang   disimpan.
Kesalahan  ringan  dapat dikoreksi   kembali.  Untuk   mengadakan  koreksi   kesalahan
data   yang   disimpan  diperlukan  dua  mekanisme,  yaitu  mekanisme  pendeteksian
kesalahan dan mekanisme perbaikan kesalahan.
Mekanisme   pendeteksian  kesalahan  dengan  menambahkan  data   word  (D)   dengan
suatu kode, biasanya   bit   cek   paritas   (C). Sehingga   data   yang   disimpan memiliki
panjang   D   +   C. Kesalahan akan diketahui dengan menganalisa data dan bit paritas
tersebut.  Mekanisme  perbaikan kesalahan  yang  paling  sederhana  adalah  kode
Hamming. Metode ini diciptakan Richard Hamming di Bell Lab pada tahun 1950.
Perhatikan gambar  4.5, disajikan tiga  lingkaran Venn (A, B, C)  saling  berpotongan
sehingga terdapat 7 ruang. Metode diatas adalah koreksi kesalahan untuk word data 4
bit (D=4). Gambar 4.5a adalah data aslinya. Kemudian setiap lingkaran harus diset bit
logika  1  berjumlah genap  sehingga   harus   ditambah  bit   –  bit   paritas   pada   ruang
yang   kosong   seperti   gambar   4.5b. Apabila  ada  kesalahan  penulisan  bit  pada  data
10
seperti gambar 4.5c akan dapat diketahui karena lingkaran A dan B memiliki logika 1
berjumlah ganjil.
Lalu bagaimana  dengan word lebih dari  4 bit  ?  Ada  cara  yang  mudah yang  akan
diterangkan  berikut.  Sebelumnya   perlu  diketahui   jumlah  bit   paritas   yang   harus
ditambahkan
untuk  sejumlah  bit  word.  Contoh  sebelumnya  adalah  koreksi  kesalahan  untuk
kesalahan tunggal yang   sering   disebut   single   error   correcting  (SEC). Jumlah bit
paritas   yang   harus   ditambahkan lain  pada   double   error   correcting    (DEC).
Tabel   4.5  menyajikan  jumlah  bit   paritas   yang   harus ditambahkan  dalam  sistem
kode Hamming.
Contoh koreksi kode Hamming 8 bit data :
Dari tabel 4.5 untuk 8 bit data diperlukan 4 bit tambahan sehingga panjang seluruhnya
adalah 12 bit. Layout bit disajikan dibawah ini :
11
Bit cek paritas ditempatkan dengan perumusan 2N dimana N = 0,1,2, ……, sedangkan
bit data adalah sisanya. Kemudian dengan exclusive-OR dijumlahkan sebagai berikut :
Setiap cek bit (C) beroperasi pada setiap  posisi bit data  yang nomor posisinya berisi
bilangan  1  pada  kolomnya.   Sekarang  ambil  contoh  suatu  data,  misalnya  masukkan
data  :  00111001  kemudian  ganti  bit  data  ke  3  dari  0  menjadi  1  sebagai  error-nya.
Bagaimanakah cara mendapatkan bit data ke 3 sebagai bit yang terdapat error?
Sekarang kita lihat posisi bit ke-6 adalah data ke-3. 
Mekanisme  koreksi  kesalahan  akan  meningkatkan  realibitas  bagi  memori  tetapi
resikonya 
12
adalah  menambah  kompleksitas   pengolahan  data.  Disamping   itu  mekanisme
koreksi   kesalahan akan menambah kapasitas memori karena adanya penambahan bit
–  bit cek paritas. Jadi ukuran memori   akan lebih besar   beberapa   persen atau dengan
kata   lain kapasitas   penyimpanan akan berkurang karena beberapa lokasi digunakan
untuk mekanisme koreksi kesalahan.
2.  ORGANISASI DRAM TINGKAT LANJUT
1.  Bentuk diagram blok dasar memori utama masih berupa keping DRAM.
Keping DRAM tradisional memiliki kendala dalam hal arsitektur internal, olah
interface, dan interface untuk bus memori prosesor.
2.  Enhanced DRAM
·  Arsitektur  DRAM  baru  yang  paling  sederhana  enhanced  DRAM  (EDRAM)
Dibuat  oleh  Ramtron  [BOND94].  EDRAM  mengintegrasikan  cache  SRAM
yang kecil pada keping DRAM generik.
·  Memori  akses  acak  statik (bahasa  Inggris: Static  Random  Access
Memory, SRAM)  adalah  sejenis  memori semikonduktor.  Kata  "statik"
menandakan  bahwa  memori  memegang  isinya  selama  listrik  tetap  berjalan,
tidak seperti RAM dinamik (DRAM) yang membutuhkan untuk "disegarkan"
("refreshed")  secara  periodik.  Hal  ini  dikarenakan  SRAM  didesain
menggunakan  transistor  tanpa  kapasitor.  Tidak  adanya  kapasitor  membuat
tidak  ada  daya  yang  bocor  sehingga  SRAM  tidak  membutuhkan  refresh
periodik.  SRAM  juga  didesain  menggunakan  desain  cluster  enam  transistor
untuk  menyimpan  setiap  bit  informasi.  Desain  ini  membuat  SRAM  lebih
mahal  tapi  juga  lebih  cepat  jika  dibandingkan  dengan  DRAM.  Secara  fisik
chip, biaya pemanufakturan chip SRAM kira kira tiga puluh kali lebih besar
dan  lebih  mahal  daripada  DRAM.  Tetapi  SRAM  tidak  boleh  dibingungkan
dengan memori  baca-saja dan memori  flash,  karena  ia  merupakan memori
volatil dan  memegang  data  hanya  bila  listrik  terus  diberikan.  Akses
acak menandakan  bahwa  lokasi  dalam  memori  dapat  diakses,  dibaca  atau
ditulis  dalam  waktu  yang  tetap  tidak  memperdulikan  lokasi  alamat  data
tersebut  dalam  memori.  Chip  SRAM  lazimnya  digunakan  sebagai  chace
13
memori  ,  hal  ini  terutama  dikarenakan  kecepatannya.  Saat  ini  SRAM  dapat
diperoleh dengan waktu akses dua nano detik atau kurang , kira kira mampu
mengimbangi kecepatan processor 500 MHz atau lebih.
·  EDRAM  mencakup  beberapa  feature  lainnya  yang  dapat  meningkatkan
kinerja.
3.  Cache DRAM
·  Cache DRAM (CDRAM) dibuat oleh Mitsubishi [HIDA90] = EDRAM.
·  CDRAM  mencakup  cache  SRAM  cache  SRAM  yang  lebih  besar  dari
EDRAM (16 vs 2 kb).
4.  Synchronous DRAM
·  Pendekatan yang berbeda  meningkatkan kinerja DRAM  synchronous DRAM
(SDRAM)
·  SDRAM    bertukar  data  dengan  prosesor  yang  disinkronkan  dengan  signal
pewaktu eksternal dan bekerja dengan kecepatan penuh bus prosesor/memori
tanpa mengenal keadaan wait.
·  Dengan menggunakan akses sinkron. DRAM memindahkan data ke dalam dan
keluar di bawah kontrol waktu sistem.
5.  Rambus DRAM
14
·  RDRAM menggunakan pendekatan terhadap masalah memory-bandwidt yang
lebih revolusioner.
·  Keping-keping  RDRAM  dikemas  secara  vertikal  dengan  seluruh  pin-nya  di
salah satu sisi.
·  Bus  DRAM  khusus  memberikan  alamat  dan  informasi  kontrol  dengan
menggunakan protokol berorientasi blok yang asinkron.
6.  Ram Link
·  Perubahan  yang  paling  radikal  dari  DRAM  tradisional   produk  Ramlink
[GJES92] dibuat IEEE yang disebut Scalable Coherent Interface (SCI).
·  RamLink  berkonsentrasi  pada  interface  prosesor/memori  dibandingkan  pada
arsitektur internal keping DRAM.
·  RamLink  adalah  memory  interface  yang  memiliki  koneksi  point-point  yang
disusun dalam bentuk cincin.
15

Memori Eksternal

Memory Eksternal adalah memori yang menyimpan data dalam media fisik berbentuk
kaset  atau  disk.  agar  tetap  mengaliri  transistor  sehingga  tetap  dapat  menyimpan  data.  Oleh
karena  penjagaan  arus  itu  harus  dilakukan  setiap  beberapa  saat  (yang  disebut  refreshing)
maka proses ini memakan waktu yang lebih banyak daripada kinerja Static RAM.
Memori  eksternal  biasa  disebut  juga  perangkat  keras  untuk  melakukan  operasi
penulisan,  pembacaan  dan  penyimpanan  data,  di  luar  memori  utama.  Memori  eksternal
mempunyai  dua  tujuan  utama  yaitu  sebagai  penyimpan  permanen  untuk  membantu  fungsi
RAM dan yang untuk mendapatkan memori murah yang berkapasitas tinggi bagi penggunaan
jangka panjang.
A.  Piringan Magnet
1.  Pengertian
Magnetic disk adalah Direct Access Storage Device (DASD) pertama yang
dibuat  oleh  industri  komputer  Magnetic  Disk  merupakan  piringan  bundar  yang
terbuat dari bahan tertentu (logam atau plastik) dengan permukaan dilapisi bahan
yang  dapat  di  magnetasi.  Mekanisme  baca  /  tulis  yang  digunakan  disebut  head
yaitu  kumparan  pengkonduksi  (conducting  coil)  selama  operasi  pembacaan  dan
penulisan, head bersifat stationer sedangkan piringan bergerak-gerak di bawahnya
biasanya yang menggantung diatas permukaan dan tertahan pada sebuah bantalan
udara, kecuali pada flopy disk dimana head disk menyentuh ke permukaan.
Dalam  magnetic  disk  terdapat  dua  metode  layout  data  pada  disk  yaitu
Constant  Angular  Velocity  dan  Multiple  Soned  Recording.  Disk  diorganisasi
(permukaan  dari  piringan  dibagi)  dalam  bentuk  cincin  –  cincin  konsentris  yang
disebut track atau garis yang memisahkan atar track seperti gambar dibawah. tiap
track  dipisahkan  oleh  gap,  fungsi  gap  adalah  untuk  mencegah  atau  mengurangi
kesalahan  pembacaan  atau  penulisan  yang  disebabkan  melesetnya  head  atau
karena interferensi medan magnet.
Blok-blok data disimpan dalam disk berukuran blok yang disebut dengan
sector. Track biasanya terisi beberapa sector, umumnya 10 hingga 100 sector tiap
tracknya, untuk lebih jelas lagi lihat gambar berikut ini :
16
Gambar 1 : Blok data pada magnetic disk
Contoh dari magentic disk adalah Hard disk dan Floppy disk.
2.  Karakter Fisik pada Magnetic Disk
Disk Pack adalah jenis alat penyimpanan pada magnetic disk, yang terdiri
dari  beberapa  tumpukan  piringan  aluminium.  Dalam  sebuah  pack  /  tumpukan
umumnya  terdiri  dari  11  piringan.  Setiap  piringan  diameternya  14  inch  (8  inch
pada  mini  disk)  dan  menyerupai  piringan  hitam.  Permukaannya  dilapisi  dengan
metal-oxide film yang mengandung magnetisasi seperti pada magnetic tape.
Banyak track pada piringan menunjukkan karakteristik penyimpanan pada
lapisan permukaan, kapasitas disk drive dan mekanisme akses. Disk mempunyai
200  –  800  track  per-permukaan  (banyaknya  track  pada  piringan  adalah  tetap).
Pada  disk  pack  yang  terdiri  dari  11  piringan  mempunyai  20  permukaan  untuk
menyimpan data.
Kedua sisi dari setiap piringan digunakan untuk menyimpan data, kecuali
pada  permukaan  yang  paling  atas  dan  paling  bawah  tidak  digunakan  untuk
menyimpan data, karena pada bagian tersebut lebih mudah terkena kotoran / debu
dari pada permukaan yang di dalam. Juga arm pada permukaan luar hanya dapat
mengakses separuh data.
Untuk  mengakses,  disk  pack  disusun  pada  disk  drive  yang  didalamnya
mempunyai sebuah controller, access arm, read / write head dan mekanisme untuk
rotasi pack. Ada disk drive yang dibuat built-in dengan disk pack, sehingga disk
pack  ini  tidak  dapat  dipindahkan  yang  disebut  non-removable.  Sedangkan  disk
pack yang dapat dipindahkan disebut removable.
Disk  controller  menangani  perubahan  kode  dari  pengalamatan  record,
termasuk  pemilihan  drive  yang  tepat  dan  perubahan  kode  dari  posisi  data  yang
dibutuhkan disk pack pada drive. Controller juga mengatur buffer storage untuk
17
menangani masalah deteksi kesalahan, koreksi kesalahan dan mengontrol aktivitas
read / write head.
Susunan piringan pada disk pack berputar terus-menerus dengan kecepatan
perputarannya  3600  per-menit.  Tidak  seperti  pada  tape,  perputaran  disk  tidak
berhenti di antara piringan-piringan pada device.
Kerugiannya  bila  terjadi  situasi  dimana  read  /  write  head  berbenturan
dengan  permukaan  penyimpanan  record  pada  disk,  hal  ini  disebut  sebagai  head
crash.
3.  Komponen pada Magnetic Disk
Hard  disk  terdiri  atas  beberapa  komponen  penting.  Komponen  utamanya
adalah  pelat  (platter)  yang  berfungsi  sebagai  penyimpan  data.  Pelat  ini  adalah
suatu cakram padat yang berbentuk bulat datar, kedua sisi permukaannya dilapisi
dengan  material  khusus  sehingga  memiliki  pola-pola  magnetis.  Pelat  ini
ditempatkan dalam suatu poros yang disebut spindle.
Gambar 2 : Komponen pada magnetic disk.
1)  Spindle
Hard disk terdiri dari spindle yang menjadi pusat putaran dari kepingkeping cakram magnetik penyimpan data. Spindle ini berputar dengan cepat,
oleh karena itu harus menggunakan high quality bearing.
Dahulu  hard  disk  menggunakan  ball  bearing  namun  kini  hard  disk
sudah menggunakan fluid bearing. Dengan fluid bearing maka gaya friksi dan
tingkat kebisingan dapat diminimalisir. Spindle ini yang menentukan putaran
hard disk. Semakin cepat putaran rpm hard disk maka semakin cepat transfer
datanya.
18
2)  Cakram Magnetik (Magnetic Disk)
Pada  cakram  magnetik  inilah  dilakukan  penyimpanan  data  pada  hard
disk.  Cakram  magnetik  berbentuk  plat  tipis  dengan  bentuk  seperti  CD-R.
Dalam hard disk terdapat beberapa cakram magnetik.
Hard  disk  yang  pertama  kali  dibuat,  terdiri  dari  50  piringan  cakram
magnetik dengan ukuran 0.6 meter dan berputar dengan kecepatan 1.200 rpm.
Saat  ini  kecepatan  putaran  hard  disk  sudah  mencapai  10.000rpm  dengan
transfer data mencapai 3.0 Gbps.
3)  Read-write Head
Read-write  Head  adalah  pengambil  data  dari  cakram  magnetik.  Head
ini melayang dengan jarak yang tipis dengan cakram magnetik. Dahulu head
bersentuhan  langsung  dengan  cakram  magnetik  sehingga  mengakibatkan
keausan  pada  permukaan  karena  gesekan.  Kini  antara  head  dan  cakram
magnetik sudah diberi jarak sehingga umur hard disk lebih lama.
Read-write  head  terbuat  bahan  yang  terus  mengalami  perkembangan,
mulai  dari  Ferrite  head,  MIG  (Metal-In-Gap)  head,  TF  (Thin  Film)  Head,
(Anisotropic)  Magnetoresistive  (MR/AMR)  Heads,  GMR  (Giant
Magnetoresistive) Heads dan sekarang yang digunakan adalah CMR (Colossal
Magnetoresistive) Heads.
4)  Enclosure
Enclosure  adalah  lapisan  luar  pembungkus  hard  disk.  Enclosure
berfungsi melindungi semua bagian dalam hard disk agar tidak terkena debu,
kelembaban dan hal lain yang dapat mengakibatkan kerusakan data.
Dalam enclosure terdapat breath filter yang membuat hard disk tidak
kedap udara, hal ini bertujuan untuk membuang panas yang ada didalam hard
disk karena proses putaran spindle dan pembacaan Read-write head.
5)  Interfacing Module
Interfacing  modul  berupa  seperangkat  rangkaian  elektronik  yang
mengendalikan kerja bagian dalam hard disk, memproses data dari head dan
19
menghasilkan  data  yang  siap  dibaca  oleh  proses  selanjutnya.  Interfacing
modul  yang  dahulu  banyak  dipakai  adalah  sistem  IDE  (Integrated  Drive
Electronics) dengan sistem ATA yang mempunyai koneksi 40 pin.
4.  Cara Kerja Magnetic Disk
1)  Representasi Data dan Pengalamatan
Data  pada  disk  juga  di  block  seperti  data  pada  magnetic  tape.
Pemanggilan sebuah block adalah banyaknya data yang diakses pada sebuah
storage device. Data dari disk dipindahkan ke sebuah buffer pada main storage
computer untuk diakses oleh sebuah program. Kemampuan mengakses secara
direct  pada  disk  menunjukkan  bahwa  record  tidak  selalu  diakses  secara
sequential. Ada 2 teknik dasar untuk pengalamatan data yang disimpan pada
disk, yaitu :
a)  Metode Silinder;
Pengalamatan  berdasarkan  nomor  silinder,  nomor  permukaan  dan
nomor record. Semua track dari disk pack membentuk suatu silinder. jadi
bila suatu disk pack dengan 200 track per-permukaan, maka mempunyai
200 silinder.
Bagian nomor permukaan dari pengalamatan record menunjukkan
permukaan  silinder  record   yang  disimpan.  Jika  ada  11   piringan,  maka
nomor  permukaannya  dari  0  –  19  (1  –  20).  Pengalamatan  dari  nomor
record  menunjukkan  dimana  record  terletak  pada  track  yang  ditunjukkan
dengan nomor silinder dan nomor permukaan.
b)  Metode Sektor
Setiap track dari pack dibagi ke dalam sektor-sektor. Setiap sektor
adalah  storage  area  untuk  banyaknya  karakter  yang  tetap.  Pengalamatan
recordnya berdasarkan nomor sektor, nomor track dan nomor permukaan.
Nomor  sektor  yang  diberikan  oleh  disk  controller  menunjukkan  track
mana yang akan diakses dan pengalamatan record terletak pada track yang
mana.
Setiap  track  pada  setiap  piringan  mempunyai  kapasitas
penyimpanan  yang  sama,  meskipun  diameter  tracknya  berlainan.
Keseragaman  kapasitas  dicapai  dengan  penyesuaian  density  yang  tepat
20
dari  representasi  data  untuk  setiap  ukuran  track.  Keuntungan  lain
pendekatan keseragaman kapasitas adalah file dapat ditempatkan pada disk
tanpa merubah lokasi nomor sektor (track atau cylinder) pada file.
2)  Movable-Head Disk Access
Movable-head  disk  drive  mempunyai  sebuah  read/write  head  untuk
setiap  permukaan  penyimpanan  recordnya.  Sistem  mekanik  yang  digunakan
oleh kumpulan posisi dari access-arm sedemikian sehingga read / write head
dari  pengalamatan  permukaan  menunjuk  ke  track.  Semua  access-arm  pada
device  dipindahkan  secara  serentak  tetapi  hanya  head  yang  aktif  yang  akan
menunjuk ke permukaan.
3)  Cara Pengaksesan Record yang Disimpan pada Disk Pack
Disk controller merubah kode yang ditunjuk oleh pengalamatan record
dan  menunjuk  track  yang  mana  pada  device  tempat  record  tersebut.  Access
arm dipindahkan, sehingga posisi read / write head terletak pada silinder yang
tepat.
Read  /  write  head  ini  menunjuk  ke  track  yang  aktif.  Maka  disk  akan
berputar  hingga  menunjuk  record  pada  lokasi  read  /  write  head.  Kemudian
data  akan  dibaca  dan  ditransfer  melalui  channel  yang  diminta  oleh  program
dalam komputer.
Keterangan :
a)  ST  /  Seek  Time  (pemindahan  arm  ke  cylinder),  adalah  waktu  yang
dibutuhkan  untuk  menggerakkan  read  /  write  head  pada  disk  ke  posisi
silinder yang tepat.
b)  HAT  /  Head  Activational  Time  (peralihan  track),  adalah  waktu  yang
dibutuhkan untuk menggerakkan read / write head pada disk ke posisi track
yang tepat.
c)  RD /  Rotational Delay (pemilihan record), adalah waktu yang dibutuhkan
untuk perputaran piringan sampai posisi record yang tepat.
ACCESS TIME = ST + HAT + RD  + TT
21
d)  TT  /  Transfer  Time,  adalah  waktu  yang  menunjukkan  kecepatan
perputaran dan banyaknya data yang ditransfer.
4)  Fixed - Head Disk Access
Disk yang mempunyai sebuah read / write head untuk setiap track pada
setiap permukaan penyimpanan, yang mekanisme pengaksesannya tidak dapat
dipindahkan dari cylinder ke cylinder.
Banyaknya read / write head menyebabkan harga dari fixed-head disk
drive  lebih  mahal  dari  movable-head  disk  drive.  Disk  yang  menggunakan
fixed-head  disk  drive  mempunyai  kapasitas  dansdensity  yang  lebih  kecil
dibandingkan dengan disk yang menggunakan movable-head disk drive.
5)  Organisasi Berkas dan Metoda Akses pada Magnetic Disk
Untuk membentuk suatu berkas di dalam magnetic disk bisa dilakukan
secara  sequential,  index-sequential  ataupun  direct.  Sedangkan  untuk
mengambil suatu data dari berkas  yang disimpan dalam disk, bisa dilakukan
secara  langsung  dengan  menggunakan  direct  access  method  atau  dengan
sequential access method (secara sequential).
5.  Kelebihan dan Kekurangan Magnetic Disk
1)  Keunggulan :
a)  Penyimpanan data pada media ini bersifat nonvolatile, artinya data yang
telah disimpan tidak akan hilang ketika komputer dimatikan.
b)  Data pada media ini dapat dibaca, dihapus dan ditulis ulang.
c)  Media ini mudah digunakan.
2)  Kelemahan :
a)  Musuh utama dari media magnetik seperti disket floppy dan hard disk
ialah jamur dan karat. Karena jamur dan karat ini, maka daya tahan atau
umur media ini menjadi pendek.
b)  Media magnetik ini ialah bentuknya yang bergaris-garis (track, sector),
sehingga kecepatan dan kapasitas simpannya termasuk rendah jika
dibanding dengan media optik.
22
B.  Raid
1.  Pengertian
RAID,  singkatan  dari  Redundant  Array  of  Independent  Disk  merujuk
kepada  sebuah  teknologi  di  dalam  penyimpanan  data  komputer  yang  digunakan
untuk  mengimplementasikan  fitur  toleransi  kesalahan  pada  media  penyimpanan
komputer  (terutama  hard  disk)  dengan  menggunakan  cara  redundansi
(penumpukan) data, baik itu dengan menggunakan perangkat lunak, maupun unit
perangkat keras RAID terpisah.
Kata  “RAID”  juga  memiliki  beberapa  singkatan  Redundant  Array  of
Inexpensive Disks, Redundant Array of Independent Drives, dan juga Redundant
Array  of  Inexpensive  Drives.  Teknologi  ini  membagi  atau  mereplikasi  data  ke
dalam beberapa hard disk terpisah. RAID didesain untuk meningkatkan keandalan
data dan meningkatkan kinerja I/O dari hard disk.
RAID  merupakan  organisasi  disk  memori  yang  mampu  menangani
beberapa  disk  dengan  sistem  akses  paralel  dan  redudansi  ditambahkan  untuk
meningkatkan reliabilitas. Kerja paralel ini  menghasilkan resultan kecepatan disk
yang lebih cepat.
2.  Konsep
Sejak pertama kali diperkenalkan, RAID dibagi ke dalam beberapa skema,
yang  disebut  dengan  “RAID  Level“.  Pada  awalnya,  ada  lima  buah  RAID  level
yang pertama kali dikonsepkan, tetapi seiring dengan waktu, level-level tersebut
berevolusi, yakni dengan menggabungkan beberapa level yang berbeda dan juga
mengimplementasikan  beberapa  level  proprietary  yang  tidak  menjadi  standar
RAID.
RAID menggabungkan beberapa hard disk fisik ke dalam sebuah unit logis
penyimpanan, dengan menggunakan perangkat lunak atau perangkat keras khusus.
Solusi  perangkat  keras  umumnya  didesain  untuk  mendukung  penggunaan
beberapa  hard  disk  secara  sekaligus,  dan  sistem  operasi  tidak  perlu  mengetahui
bagaimana cara kerja skema RAID tersebut. Sementara itu, solusi perangkat lunak
umumnya  diimplementasikan  di  dalam  level  sistem  operasi,  dan  tentu  saja
menjadikan  beberapa  hard  disk  menjadi  sebuah  kesatuan  logis  yang  digunakan
untuk melakukan penyimpanan.
23
Ada beberapa konsep kunci di dalam RAID: mirroring (penyalinan data ke
lebih dari satu buah hard disk), striping (pemecahan data ke beberapa hard disk)
dan juga koreksi kesalahan, di mana redundansi data disimpan untuk mengizinkan
kesalahan dan masalah untuk dapat dideteksi dan mungkin dikoreksi (lebih umum
disebut sebagai teknik fault tolerance/toleransi kesalahan).
Level-level  RAID  yang  berbeda  tersebut  menggunakan  salah  satu  atau
beberapa teknik yang disebutkan di atas, tergantung dari kebutuhan sistem. Tujuan
utama penggunaan RAID adalah untuk meningkatkan keandalan/reliabilitas yang
sangat  penting  untuk  melindungi  informasi  yang  sangat  kritis  untuk  beberapa
lahan  bisnis,  seperti  halnya  basis  data,  atau  bahkan  meningkatkan  kinerja,  yang
sangat penting untuk beberapa pekerjaan, seperti halnya untuk menyajikan video
on demand ke banyak penonton secara sekaligus.
Konfigurasi  RAID  yang  berbeda-beda  akan  memiliki  pengaruh  yang
berbeda pula pada keandalan dan juga kinerja. Masalah yang mungkin terjadi saat
menggunakan banyak disk adalah salah satunya akan mengalami kesalahan, tapi
dengan  menggunakan  teknik  pengecekan  kesalahan,  sistem  komputer  secara
keseluruhan  dibuat  lebih  andal  dengan  melakukan  reparasi  terhadap  kesalahan
tersebut dan akhirnya “selamat” dari kerusakan yang fatal.
Teknik  mirroring  dapat  meningkatkan  proses  pembacaan  data  mengingat
sebuah  sistem  yang  menggunakannya  mampu  membaca  data  dari  dua  disk  atau
lebih, tapi saat untuk menulis kinerjanya akan lebih buruk, karena memang data
yang sama akan dituliskan pada beberapa hard disk yang tergabung ke dalam larik
tersebut.
Teknik  striping,  bisa  meningkatkan  performa,  yang  mengizinkan
sekumpulan data dibaca dari beberapa hard disk secara sekaligus pada satu waktu,
akan tetapi bila satu hard disk mengalami kegagalan, maka keseluruhan hard disk
akan mengalami inkonsistensi.
Teknik  pengecekan  kesalahan  /  koreksi  kesalahan  juga  pada  umumnya
akan menurunkan kinerja sistem, karena data harus dibaca dari beberapa tempat
dan  juga  harus  dibandingkan  dengan  checksum  yang  ada.  Maka,  desain  sistem
RAID  harus  mempertimbangkan  kebutuhan  sistem  secara  keseluruhan,  sehingga
perencanaan  dan  pengetahuan  yang  baik  dari  seorang  administrator  jaringan
sangatlah dibutuhkan. Larik-larik RAID modern umumnya menyediakan fasilitas
24
bagi para penggunanya untuk memilih konfigurasi yang diinginkan dan tentunya
sesuai dengan kebutuhan.
Beberapa  sistem  RAID  dapat  didesain  untuk  terus  berjalan,  meskipun
terjadi kegagalan. Beberapa hard disk  yang mengalami kegagalan tersebut dapat
diganti saat sistem menyala (hot-swap) dan data dapat diperbaiki secara otomatis.
Sistem lainnya  mungkin mengharuskan shutdown ketika data sedang diperbaiki.
Karenanya,  RAID  sering  digunakan  dalam  sistem-sistem  yang  harus  selalu  online, yang selalu tersedia (highly available), dengan waktu down-time yang, sebisa
mungkin, hanya beberapa saat saja.
3.  Struktur
Disk  memiliki  resiko  untuk  mengalami  kerusakan.  Kerusakan  ini  dapat
berakibat  turunnya  kinerja  atau  pun  hilangnya  data.  Meski  pun  terdapat  backup
data,  tetap  saja  ada  kemungkinan  data  yang  hilang  karena  adanya  perubahan
setelah  terakhir  kali  data  di-backup.  Karenanya  reliabilitas  dari  suatu  disk  harus
dapat terus ditingkatkan.
Berbagai  macam  cara  dilakukan  untuk  meningkatkan  kinerja  dan  juga
reliabilitas  dari  disk.  Biasanya  untuk  meningkatkan  kinerja,  dilibatkan  banyak
disk  sebagai  satu  unit  penyimpanan.  Tiap-tiap  blok  data  dipecah  ke  dalam
beberapa subblok, dan dibagi-bagi ke dalam disk-disk tersebut. Ketika mengirim
data  disk-disk  tersebut  bekerja  secara  paralel,  sehingga  dapat  meningkatkan
kecepatan  transfer  dalam  membaca  atau  menulis  data.  Ditambah  dengan
sinkronisasi  pada  rotasi  masing-masing  disk,  maka  kinerja  dari  disk  dapat
ditingkatkan. Cara ini dikenal sebagai RAID. Selain masalah kinerja RAID juga
dapat meningkatkan realibilitas dari disk dengan jalan melakukan redundansi data.
Tiga karakteristik umum dari RAID ini, yaitu :
a)  RAID  adalah  sekumpulan  disk  drive  yang  dianggap  sebagai  sistem  tunggal
disk.
b)  Data didistribusikan ke drive fisik array.
c)  Kapasitas redunant disk digunakan untuk  menyimpan informasi paritas, yang
menjamin recoveribility data ketika terjadi masalah atau kegagalan disk.
25
Jadi, RAID merupakan salah satu jawaban masalah kesenjangan kecepatan
disk  memori  dengan  CPU  dengan  cara  menggantikan  disk  berkapasitas  besar
dengan  sejumlah  disk-disk  berkapasitas  kecil  dan  mendistribusikan  data  pada
disk-disk tersebut sedemikian rupa sehingga nantinya dapat dibaca kembali.
4.  Level
RAID  dapat  dibagi  menjadi  8  level  yang  berbeda,  yaitu  level  0,  level  1,
level 2, level 3, level 4, level 5, level 6, level 0+1 dan 1+0. Setiap level tersebut
memiliki kelebihan dan kekurangannya.
a)  RAID Level 0
RAID level 0 menggunakan kumpulan disk dengan striping pada level
blok, tanpa redundansi. Jadi hanya menyimpan melakukan striping blok data
ke  dalam  beberapa  disk.  Level  ini  sebenarnya  tidak  termasuk  ke  dalam
kelompok  RAID  karena  tidak  menggunakan  redundansi  untuk  peningkatan
kinerjanya.
Gambar 3 : Struktur RAID Level 0
b)  RAID Level 1
RAID level 1 ini merupakan disk mirroring, menduplikat setiap disk.
Cara ini dapat meningkatkan kinerja disk, tetapi jumlah disk yang dibutuhkan
menjadi dua kali lipat, sehingga biayanya menjadi sangat mahal. Pada level 1
(disk duplexing dan disk mirroring) data pada suatu partisi hard disk disalin ke
sebuah  partisi  di  hard  disk  yang  lain  sehingga  bila  salah  satu  rusak  ,  masih
tersedia salinannya di partisi mirror.
26
Gambar 4 : RAID Level 1
c)  RAID Level 2
RAID  level  2  ini  merupakan  pengorganisasian  dengan  errorcorrecting-code (ECC). Seperti pada memori di mana pendeteksian terjadinya
error menggunakan paritas bit. Setiap byte data mempunyai sebuah paritas bit
yang  bersesuaian  yang  merepresentasikan  jumlah  bit  di  dalam  byte  data
tersebut di mana paritas bit=0 jika jumlah bit genap atau paritas=1 jika ganjil.
Jadi,  jika  salah  satu  bit  pada  data  berubah,  paritas  berubah  dan  tidak  sesuai
dengan paritas bit yang tersimpan. Dengan demikian, apabila terjadi kegagalan
pada  salah  satu  disk,  data  dapat  dibentuk  kembali  dengan  membaca  errorcorrection bit pada disk lain.
Gambar 5 : RAID Level 2
d)  RAID Level 3
RAID  level  3  merupakan  pengorganisasian  dengan  paritas  bit
interleaved.  Pengorganisasian  ini  hampir  sama  dengan  RAID  level  2,
perbedaannya  adalah  RAID  level  3  ini  hanya  memerlukan  sebuah  disk
redundan,  berapapun  jumlah  kumpulan  disk-nya.  Jadi  tidak  menggunakan
27
ECC, melainkan hanya menggunakan sebuah bit paritas untuk sekumpulan bit
yang mempunyai posisi yang sama pada setiap disk yang berisi data. Selain itu
juga menggunakan data striping dan mengakses disk-disk secara paralel.
Gambar 6 : RAID Level 3
e)  RAID Level 4
RAID  level  4  merupakan  pengorganisasian  dengan  paritas  blok
interleaved,  yaitu  menggunakan  striping  data  pada  level  blok,  menyimpan
sebuah paritas blok pada sebuah disk yang terpisah untuk setiap blok data pada
disk-disk lain yang bersesuaian. Jika sebuah disk gagal, blok paritas tersebut
dapat  digunakan  untuk  membentuk  kembali  blok-blok  data  pada  disk  yang
gagal tadi. Kecepatan transfer untuk membaca data tinggi, karena setiap diskdisk  data  dapat  diakses  secara  paralel.  Demikian  juga  dengan  penulisan,
karena disk data dan paritas dapat ditulis secara paralel.
Gambar 7 : RAID Level 4
f)  RAID Level 5
28
RAID  level  5  merupakan  pengorganisasian  dengan  paritas  blok
interleaved  tersebar.  Data  dan  paritas  disebar  pada  semua  disk  termasuk
sebuah  disk  tambahan.  Pada  setiap  blok,  salah  satu  dari  disk  menyimpan
paritas dan disk yang lainnya menyimpan data. Sebagai contoh, jika terdapat
kumpulan dari 5 disk, paritas blok ke n akan disimpan pada disk (n mod 5) +
1; blok ke n dari empat disk yang lain menyimpan data yang sebenarnya dari
blok  tersebut.  Sebuah  paritas  blok  tidak  menyimpan  paritas  untuk  blok  data
pada disk yang sama, karena kegagalan sebuah disk akan menyebabkan data
hilang  bersama  dengan  paritasnya  dan  data  tersebut  tidak  dapat  diperbaiki.
Penyebaran  paritas  pada  setiap  disk  ini  menghindari  penggunaan  berlebihan
dari sebuah paritas disk seperti pada RAID level 4.
Gambar 8 : RAID Level 5
g)  RAID Level 6
RAID  level  6  disebut  juga  redundansi  P+Q,  seperti  RAID  level  5,
tetapi  menyimpan  informasi  redundan  tambahan  untuk  mengantisipasi
kegagalan  dari  beberapa  disk  sekaligus.  RAID  level  6  melakukan  dua
perhitungan  paritas  yang  berbeda,  kemudian  disimpan  di  dalam  blok-blok
yang terpisah pada disk-disk yang berbeda. Jadi, jika disk data yang digunakan
sebanyak n buah disk, maka jumlah disk yang dibutuhkan untuk RAID level 6
ini adalah n+2 disk. Keuntungan dari RAID level 6 ini adalah kehandalan data
yang  sangat  tinggi,  karena  untuk  menyebabkan  data  hilang,  kegagalan  harus
terjadi  pada  tiga  buah  disk  dalam  interval  rata-rata  untuk  perbaikan  data
(Mean  Time  To  Repair  atau  MTTR).  Kerugiannya  yaitu  penalti  waktu  pada
saat  penulisan  data,  karena  setiap  penulisan  yang  dilakukan  akan
mempengaruhi dua buah paritas blok.
29
Gambar 9 : RAID Level 6
h)  RAID Level 0+1 dan 1+0
RAID level 0+1 dan 1+0 ini merupakan kombinasi dari RAID level 0
dan  1.  RAID  level  0  memiliki  kinerja  yang  baik,  sedangkan  RAID  level  1
memiliki  kehandalan.  Namun,  dalam  kenyataannya  kedua  hal  ini  sama
pentingnya.  Dalam  RAID  0+1,  sekumpulan  disk  di-strip,  kemudian  strip
tersebut  di-mirror  ke  disk-disk  yang  lain,  menghasilkan  strip-strip  data  yang
sama.
Kombinasi  lainnya  yaitu  RAID  1+0,  di  mana  disk-disk  di-mirror
secara  berpasangan,  dan  kemudian  hasil  pasangan  mirrornya  di-strip.  RAID
1+0  ini  mempunyai  keuntungan  lebih  dibandingkan  dengan  RAID  0+1.
Sebagai  contoh,  jika  sebuah  disk  gagal  pada  RAID  0+1,  seluruh  strip-nya
tidak dapat diakses, hanya sebagian strip saja yang dap at diakses, sedangkan
pada RAID 1+0, disk yang gagal tersebut tidak dapat diakses, tetapi pasangan
mirror-nya masih dapat diakses, yaitu disk-disk selain dari disk yang gagal.
Gambar 10 & Gambar 11 : RAID Level 0+1 dan RAID Level 1+0
30
C.  Memori Optikal
1.  Pengertian
Media  Memori  Optik  (penyimpanan  optik)  adalah  media  penyimpanan
data  yang  menyimpan  data  sebagai  pola  titik-titik  yang  dapat  dibaca  dengan
menggunakan  cahaya  laser.  Data  yang  disimpan  dalam  medium  penyimpanan
optik  dibaca  dengan  memantulkan  sinar  laser  terhadap  permukaan  medium
penyimpanan  data.  Bila  memang  sinar  tersebut  mengenai  titik  di  mana  data
disimpan,  maka  sinar  tersebut  akan  dipantulkan  kembali  secara  berbeda,  untuk
memberitahukan bahwa di sana ada titik yang berisi data.
Gambar 12 : Contoh dari memori optikal
Ciri-Ciri dari memori optikal :
a)  Menggunakan laser untuk menulis dan membaca data.
b)  Dapat digunakan untuk menyimpan data yang volumenya sangat besar
c)  Dapat membaca cepat
2.  Jenis-Jenis
Media penyimpanan optikal dapat dibagi menjadi 2 jenis, yaitu :
a)  Phase-change disk
Disk  ini  dilapisi  oleh  bahan  yang  dapat  mengkristal  (beku)  menjadi
crystalline  (serpihan-serpihan  kristal)  atau  menjadi  amorphous  state  (bagian
yang  tak  berbentuk).  Bagian  crytalline  ini  lebih  transparan,  karenanya
tembakan  laser  yang  mengenainya  akan  lebih  terang  melintasi  bahan  dan
memantul  dari  lapisan  pemantul.  Drive  Phase-change  disk  ini  menggunakan
sinar laser dengan kekuatan yang berbeda. Sinar laser dengan kekuatan tinggi
31
digunakan  melelehkan  disknya  kedalam  amorphous  state,  sehingga  dapat
digunakan untuk menulis data lagi. sinar laser dengan kekuatan sedang dipakai
untuk  menghapus  data  denga  cara  melelehkan  permukaan  disknya  dan
membekukannya kembali ke dalam keadaan crytalline, sedangakan sinar laser
dengan kekuatan lemah digunakan untuk membaca data yang telah disimpan.
b)  Dye-Polimer disk
Dye-polimer  merekam  data  dengan  membuat  bump(gelombang)  disk
dilapisi dengan bahan yang dapat enyerap sinar laser. sinar laser ini membakar
spot  hingga  spot  ini  memuai  dan  membentuk  bump(gelombang).  bump  ini
dapat dihilangakan atau didatarkan kembali dengan cara dipanasi lagi dengan
sinar laser.
Titik-titik tersebut dapat dibuat dengan menggunakan sinar laser pula,
untuk  semua  media  penyimpanan  optik  yang  mampu  ditulisi,  seperti  halnya
Compact  Disk  Recordable  (CD-R).  Sinar  ini  umumnya  menggunakan  daya
yang tinggi agar dapat memberikan titik-titik data dalam medium yang hendak
ditulisi.  Orang-orang  menyebut  proses  ini  sebagai  proses  “burning”,  karena
memang kita sedang “membakar” medium dengan laser.
Medium  penyimpanan  optik  biasanya  berbentuk  cakram,  sehingga
banyak  berbentuk  piringan.  Berikut  ini  adalah  beberapa  media  penyimpanan
optik:
1)  Compact Disk (CD)
2)  Digital Versatile Disk (DVD)
3)  BluRay Disk (BDD)
4)  High Density Digital Versatile Disk (HD-DVD).
3.  Jenis
Ada beberapa Jenis Optical disk saat ini, dimulai dari CD, DVD, Blu Ray,
hingga  saat  ini  ada  yang  terbaru  dari  optical  disk  yaitu  FM  DISK.  Berikut
penjelasan jenis-jenis Optical Disk.
a)  CD (Compact Disk)
CD  merupakan  jenis  piringan  optic  yang  pertama  kali  muncul.
Pembacaan  dan  penulisan  data  pada  piringan  melalui  laser.  CD  berbentuk
lingkaran  dengan  diameter  120  mm  serta  memiliki  libang  ditengahnya  yang
32
berdiameter 15 mm. kapasitas penyimpanan CD dapat mencapai 870 Mb yang
dapat menyimpan data hingga 99 menit.
Gambar 13 : keping CD
Contohnya :
1)  CD-Rom (Compact Disk read only memory) adalah jenis piringan optic
yang mempunyai sifat hanya bisa dibaca. Kapasitas sebuah CD Rom yang
berukuran 4,72 inch dapat menampung hingga 640 Mb atau kira-kira
300.000 halamat text.
2)  CD-R (CD Recordable) merupakan jenis CD yang dapat menyimpan data
seperti halnya disket, namun isinya tidak dapat diubah lagi.
3)  CD-RW (CD Writetable) merupakan jenis CD yang dapat menyimpan data
namun isinya dapat dihapus dan dapat diganti dengan data yang baru.
b)  DVD (Digital Video Disk / Digital Versatile Disk)
Gambar 14 : keping DVD
DVD  adalah  merupakan  pengembangan  dari  CD.  DVD  memiliki
kapasitas yang jauh lebih besar dari pada CD biasa, yaitu sekitar 4,7  –  17 GB.
Kemampuan DVD dapat dilihat dari jenisnya, yaitu :
1)  Single-side, single layer kapasitas 4,7 GB
33
2)  Double-side, single layer kapasitas 8,5 GB
3)  Single-sided, double layer kapasitas 9,4 GB
4)  Double-sided, double layer kapasitas 17 GB
c)  Blu Ray
Teknologi  Blu-ray  adalah  merupakan  format  disc  optic,  yang
merupakan perkembangan dari CD dan DVD. Keunggulan dari blu-ray yaitu
pada kapasitas lapisan-sided Blu-ray disc, dimana lebih besar 35 kali dari CD
dan  lebih  besar  lima  kali  dari  DVD.  Kapasitas  Blu-Ray  disc  dual  layer
memiliki kemampuan menyimpan data sampai dengan 50 Gb per keping.
Selain itu, spesifikasi Blu-ray dalam kecepatan membaca tiga kali lipat
lebih  cepat  dibandingkan  DVD.  Ini  mengarah  ke  video  kualitas  tinggi  dan
audio jernih, Khusus yang penting dalam applikasi HDTV.
Gambar 15 : Keping Blu Ray
34
.
Teknologi Multi-layering telah disesuaikan dengan kemampuan double
Blu-ray disc dalam  aplikasi standar, dan ada versi eksperimental ditampilkan
sampai  dengan  sepuluh  kali  lipat  peningkatan  dalam  ruang  penyimpanan.
Manfaat  tambahan  Blu-ray  player  melalui  pemutar  DVD  termasuk  Internet
konektivitas  untuk  men-download  subtitles  dan  update  fitur  built-in  Java
virtual machine.
Blu-ray disc menggunakan ultra-short dengan panjang gelombang laser
405  nanometer,  dimana  lebih  kecil  dari  pada  DVD  yang  mencapai  650
nanometer.  Dengan  begitu,  maka  bisa  menyorot  objek  dengan  presisi  lebih
tinggi.  Hasilnya,  data  bisa  diikat  dengan  lebih  ketat  dan  disimpan  di  ruang
yang lebih kecil. Inilah yang membuat BD mampu menyimpan lebih banyak
data meskipun ukuran disknya sama dengan CD atau DVD.
Blu-ray disc juga memiliki lapisan permukaan  yang lebih tipis hanya
0,1mm  dibandingkan  HD-DVD  yang  tebalnya  0,6mm.  Dengan  begitu,  laser
bisa menembakkan data dengan lebih fokus. Untuk read atau write, kecepatan
minimal  Blu-ray  adalah  1x  atau  sekitar  36Mbps,  jauh  dari  DVD  yang
kecepatannya  hanya  10Mbps.  Dan  kabarnya,  kecepatan  tersebut  masih  akan
digeber hingga 8x atau 288Mbps.
d)  FM Disk (Fluorescent Multiplayer Disk)
Gambar 16 : keping FM Disk
Fluorescent Multilayer Disc (FM Disc) adalah jenis optical disk yang
mampu  menampung  sampai  140  GB  data  sekaligus,  dengan  kecepatan  baca
data sampai 1 GB per detik.
35
FM  Disc  berbeda  dengan  kepingan  yang  beredar  saat  ini.  Warnanya
tidak  keperakan  atau  keemasan,  melainkan  bening  seperti  sebuah  plastik
transparan biasa.
D.  Pita Magnet
Sistem  pita  magnetik  menggunakan  teknik  pembacaan  dan  penulisan  yang
identik dengan sistem disk magnetik.  Medium pita magnetik berbentuk track  –  track
paralel,  sistem  pita  lama  berjumlah  9  buah  track  sehingga  memungkinkan
penyimpanan  satu  byte  sekali  simpan  dengan  satu  bit  paritas  pada  track  sisanya.
Sistem pita baru menggunakan 18 atau 36 track sebagai penyesuaian terhadap lebar
word dalam format digital. Seperti pada disk, pita magnetik dibaca dan ditulisi dalam
bentuk blok – blok yang bersambungan (kontinyu) yang disebut physical record. Blok
–  blok  tersebut  dipisahkan  oleh  gap  yang  disebut  inter-record  gap.  Gambar  5.9
menyajikan format fisik pita magnetik.
Gambar 17 : Format fisik pita magnetik
Head  pita  magnetik  merupakan  perangkat  sequential  access.  Head  harus
menyesuaikan  letak  record  yang  akan  dibaca  ataupun  akan  ditulisi.  Apabila  head
berada di tempat lebih atas dari record yang diinginkan maka pita perlu dimundurkan
dahulu,  baru  dilakukan  pembacaan  dengan  arah  maju.  Hal  ini  sangat  berbeda  pada
teknologi  disk  yang  menggunakan  teknik  direct  access.  Kecepatan  putaran  pita
magnetik adalah rendah sehingga transfer data menjadi lambat, saat ini pita magnetik
mulai ditinggalkan digantikan oleh jenis – jenis produk CD

Published: By: Unknown - 07.18

my name is Eka Prayudi
i was born on 17 june 1996

Published: By: Unknown - 06.08