Implementasi Direktori, Keunggulan File System UNIX dan Windows

 

Instruksi Tugas:

1.     Jelaskan bagaimana pengimplementasian dari sebuah direktori dalam disk

2.     Sebutkan keunggulan dari file sistem UNIX dan Window?

Jawaban:

Implementasi Direktori

 

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.

·       Linear List

Metode paling sederhana dalam mengimplementasikan sebuah direktori adalah dengan menggunakan linear list dari nama berkas dengan penunjuk ke blok data. Linear list dari direktori memerlukan pencarian searah untuk mencari suatu direktori didalamnya. Metode sederhana untuk di program tetapi memakan waktu lama ketika dieksekusi. Untuk membuat berkas baru kita harus mencari di dalam direktori untuk meyakinkan bahwa tidak ada berkas yang bernama sama. Lalu kita tambahkan sebuah berkas baru pada akhir direktori. Untuk menghapus sebuah berkas, kita mencari berkas tersebut dalam direktori, lalu melepaskan tempat yang dialokasikan untuknya. Untuk menggunakan kembali suatu berkas dalam direktori kita dapat melakukan beberapa hal. Kita dapat menandai berkas tersebut sebagai tidak terpakai (dengan menamainya secara khusus, seperti nama yang kosong, atau bit terpakai atau tidak yang ditambahkan pada berkas), atau kita dapat menambahkannya pada daftar direktori bebas. Alternatif lainnya kita dapat menyalin ke tempat yang dikosongkan pada direktori. Kita juga bisa menggunakan linked list untuk mengurangi waktu untuk menghapus berkas. Kelemahan dari linear list ini adalah percarian searah untuk mencari sebuah berkas. Direktori yang berisi informasi sering digunakan, implementasi yang lambat pada cara aksesnya akan menjadi perhatian pengguna. Faktanya, banyak sistem operasi mengimplementasikan 'software cache' untuk menyimpan informasi yang paling sering digunakan. Penggunaan 'cache' menghindari pembacaan informasi berulang-ulang pada disk. Daftar yang telah diurutkan memperbolehkan pencarian biner dan mengurangi waktu rata-rata pencarian. Bagaimana pun juga penjagaan agar daftar tetap terurut dapat merumitkan operasi pembuatan dan penghapusan berkas, karena kita perlu memindahkan sejumlah direktori untuk mengurutkannya. Tree yang lebih lengkap dapat membantu seperti B-tree. Keuntungan dari daftar yang terurut adalah kita dapatkan daftar direktori yang terurut tanpa pengurutan yang terpisah.

Ø  Hash Table

Struktur data lainnya yang juga digunakan untuk direktori berkas adalah hash table. Dalam metode ini linear list menyimpan direktori, tetapi struktur data hash juga digunakan. Hash table mengambil nilai yang dihitung dari nama berkas dan mengembalikan sebuah penunjuk ke nama berkas yang ada di-linear list. Maka dari itu dapat memotong banyak biaya pencarian direktori. Memasukkan dan menghapus berkas juga lebih mudah dan cepat. Meski demikian beberapa aturan harus dibuat untuk mncegah tabrakan, situasi dimana dua nama berkas pada hash mempunyai tempat yang sama. Kesulitan utama dalam hash table adalah ukuran tetap dari hash table dan ketergantungan dari fungsi hash dengan ukuran hash table. Sebagai contoh, misalkan kita membuat suatu linear-probing hash table yang dapat menampung 64 data. Fungsi hash mengubah nama berkas menjadi nilai dari 0 sampai 63. Jika kita membuat berkas ke 65 maka ukuran tabel hash harus diperbesar sampai misalnya 128 dan kita membutuhkan suatu fungsi hash yang baru yang dapat memetakan nama berkas dari jangkauan 0 sampai 127, dan kita harus mengatur data direktori yang sudah ada agar memenuhi fungsi hash yang baru. Sebagai alternatif dapat digunakan chained-overflow hash table, setiap hash table mempunyai daftar yang terkait (linked list) dari pada nilai individual dan kita dapat mengatasi tabrakan dengan menambah tempat pada daftar terkait tersebut. Pencarian dapat menjadi lambat, karena pencarian nama memerlukan tahap pencarian pada daftar terkait. Tetapi operasi ini lebih cepat dari pada pencarian linear terhadap seluruh direktori.

 

Implementasi direktori menggunakan daftar nama file linier dengan pointer ke blok data. Hal ini berdampak pada pemrograman yang mudah tetapi memerlukan waktu yang lama untuk eksekusi. Untuk mempercepat waktu eksekusi digunakan Tabel Hash berupa daftar linier dengan struktur data hash. Dengan struktur data hash akan mengurangi waktu pencarian direktori. Tetapi struktur hash mempunyai resiko bertabrakan apabila terjadi situasi dimana dua nama file hash yang berbeda berada pada lokasi yang sama. Struktur hash berukuran tetap.

Dalam struktur sitem file ada file, sistem file, file control block, dan virtual file sistem metode pengalokasian  dalam manajemen sistem file diantaranya yaitu Alokasi berurutan, Alokasi berhubungan, dan Alokasi berindex.

 

METODE ALOKASI

Metode alokasi berhubungan dengan bagaimana blok-blok pada disk dialokasikan untuk file. Terdapat beberapa metode alokasi antara lain alokasi berurutan (contiguous allocation), alokasi berhubungan (linked allocation) dan alokasi berindeks (indexed allocation).

1.     Alokasi Berurutan (Contiguous Allocation)

Pada alokasi berurutan, setiap file menempati sekumpulan blok yang berurutan pada disk. Model ini sangat sederhana karena hanya membutuhkan lokasi awal (block #) dan panjang (jumlah blok). Akses pada blok disk dilakukan secara random dan memakan banyak ruang (permasalahan dynamic storage allocation). File yang disimpan secara berurutan tidak dapat berkembang.

 

alokasi berurutan

Beberapa sistem file yang baru (misalnya Veritas File System) menggunakan skema alokasi berurutan yang dimodifikasi. File sistem Extent-based mengalokasikan blok pada disk secara berkembang (extent). Extent adalah blok berurutan pada disk. Extent dialokasikan untuk alokasi file. Sebuah file terdiri dari satu atau lebih extent.

 

2.     Alokasi Berhubungan (Linked Allocation)

Pada alokasi berhubungan, setiap file adalah sebuah linked list dari blok-blok terpisah pada disk. Pada setiap blok terdapat satu pointer yang menunjuk ke blok lain.

block = 

Alokasi Berhubungan

 Alokasi berhubungan mempunyai bentuk yang sederhana, hanya memerlukan alamat awal. Sistem manajemen ruang bebas pada alokasi berhubungan tidak memakan banyak ruang. Model ini tidak menggunakan random access. Blok yang diakses adalah blok ke-Q pada rantai link dari blok pada file. Perpindahan ke blok = R + 1. Contoh sistem file yang menggunakan alokasi berhubungan adalah file allocation table (FAT) yang digunakan MS-DOS dan OS/2. Bentuk file allocation tabel

File Allocation Table

3.     Alokasi Berindeks (Indexed Allocation)

Pada alokasi berindeks, terdapat satu blok yang berisi pointer ke blok-blok file. Alokasi berindeks berupa bentuk logika.

 

Alokasi Berindeks

Pada alokasi berindeks, memerlukan tabel indeks yang membawa pointer ke blok-blok file yang lain. Akses dilakukan secara random. Merupakan akses dinamis tanpa fragmentasi eksternal, tetapi mempunyai blok indeks yang berlebih. Pemetaan dari logika ke fisik dalam file ukuran maksimum 256K word dan ukuran blok 512 word hanya memerlukan 1 blok untuk tabel indeks. Apabila pemetaan dari logika ke fisik dalam sebuah file dari ukuran tak hingga (ukuran blok adalah 512 word) maka digunakan skema menghubungkan blok link dari tabel indeks (ukuran tak terbatas). Untuk ukuran file maksimum 5123 digunakan skema two-level indeks (Gambar 10-8). Pada skema two-level indeks terdapat tabel indeks luar dan dalam. Indeks dipetakan ke tabel indeks luar kemudian dipetakan ke tabel indeks dalam setelah itu mengakses blok file yang dimaksud. Sistem operasi UNIX mengimplementasikan kombinasi alokasi berurutan dan alokasi berindeks

Skema Two Level Indeks

Alokasi Pada UNIX

 

 

Keunggulan File Sistem UNIX

 

Fungsi File System salah satunya untuk memberi nama pada berkas dan meletakkannya pada media penyimpanan. Fungsi lainnya adalah sebagai konvensi penamaan berkas dan peletakkan berkas pada struktur direktori. Semua sistem operasi memiliki File Systemnya sendiri untuk meletakkan file dalam sebuah struktur hirarki.

FILE SISTEM UNIX

EXT 2

EXT2 merupakan jenis file system yang ampuh di sistem operasi linux. EXT2 juga merupakan salah satu file system yang paling ampuh dan menjadi dasar dari segala distribusi linux. Pada EXT 2 file system, file data disimpan sebagai data blok. Data blok ini mempunyai panjang yang sama dan meskipun panjangnya bervariasi diantara EXT2 file system, besar blok tersebut ditentukan pada saat file system dibuat dengan perintah mk2fs.           

Kelebihan:        
EXT2 merupakan tipe file system yang paling tua yang masih ada. Akronim dari EXT2 adalah second file system. Pertama kali dikenalkan pada tahun 1993. Menyimpan data secara hirarki standar yang banyak digunakan oleh sistem operasi. Maksimum ukuran file yang didukung oleh EXT2 adalah 2 Terabyte, dan volumenya bisa mencapai 4 Tb. Nama file bisa mencapai 255 karakter. Juga mendukung file system linux user, groups, dan permision (POSIX) dan juga mendukung kompresi file. 

Kelemahan:     
Ketika Shut down secara mendadak membutuhkan waktu yang tidak sebentar untuk recover kembali. Untuk melakukan clean up file system, biasanya EXT2 secara otomatis akan menjalankan utility e2fsck pada saat booting selanjutnya. Utility ini mencoba memperbaiki masalah yang kemungkinan terjadi ketika sistem di matikan secara mendadak.           

EXT3

EXT3 merupakan peningkatan dari EXT2 file system dan EXT3 merupakan pengembangan dari EXT2.

Kelebihan :

Ø  Setelah kegagalan sumber daya, “unclean shutdown”, atau kerusakan sistem, EXT2 file sistem harus melalui proses pengecekan dengan program e2fsck. Proses ini dapat membuang waktu sehingga proses booting menjadi sangat lama, khususnya untuk disk besar yang mengandung banyak sekali data. Dalam proses ini, semua data tidak dapat diakses.

Ø  Integritas data, EXT3 menjamin adanya integritas data setelah terjadi kerusakan atau “unclean shutdown”. EXT3 memungkinkan kita memilih jenis dan tipe proteksi dari data.

Ø  Kecepatan menulis data lebih dari sekali, EXT3 mempunyai throughput yang lebih besar daripada EXT2 karena EXT3 memaksimalkan pergerakan head hard disk. Kita bisa memilih tiga jurnal mode untuk memaksimalkan kecepatan, tetapi integritas data tidak terjamin.

Ø  Mudah dilakukan migrasi, Kita dapat berpindah dari EXT2 ke sistem EXT3 tanpa melakukan format ulang.

Kelemahan:
Sejak EXT3 bertujuan untuk menjadi kompatibel dengan EXT2 sebelumnya, banyak struktur on-disk mirip dengan EXT2. Karena itu, EXT3 tidak memiliki beberapa fitur desain yang lebih baru, seperti luasan, alokasi dinamis inode, dan suballocation blok Ada batas-direktori 31.998 per satu sub direktori., Berasal dari batas atas 32.000 link per inode. EXT3, seperti filesystem Linux terbaru, tidak dapat fsck-ed sementara filesystem dipasang untuk menulis.

EXT4

File system EXT4 yang biasa digunakan linux merupakan file system ke empat yang dikembangkan sebagai penerus EXT3.

Kelebihan:
Performance yang lebih baik dan peningkatan kemampuan. Filesystem EXT4 juga meningkatkan daya tampung maksimal file system ke 1 exabyte dan mengurangi wktu yang diperlukan untuk melakukan pengecekan hardisk (fsck yang mana pada Filesystem EXT3, setiap 20 30 kali mount). File system EXT4 memiliki keunggulan performance yang significant dalam menulis dan membaca file berukuran besar.

Kelemahan:
Penundaan alokasi dan potensi kehilangan data. Karena alokasi penundaan tersebut telah mangandalkan programmer dengan EXT3, fitur tersebut menimbulkan beberapa resiko kehilangan data tambahan dalam kasus dimana sistem crash atau kehilangan daya sebelum data ditulis ke harddisk.

JFS (Journal File System)

Journal File System atau JFS adalah 64-bit file system journal yang dibuat oleh IBM . Ini tersedia sebagai perangkat lunak bebas di bawah ketentuan GNU General Public License (GPL). JFS adalah system file journaling, JFS memiliki kemampuan yang cepat dan handal, dengan kinerja yang baik secara konsisten dalam berbagai jenis beban, bertentangan dengan file system lain yang tampak nya lebih baik dalam pola penggunaan khusus, misalnya dengan file kecil atau besar.

Reiser FS

Dirancang oleh Hans Reiser dan diperkenalkan dalam versi 2.4.1 dari kernel Linux, merupakan sistem file pertama journal untuk disertakan di kernel standar. ReiserFS adalah file default sistem di Yoper Elive, Xandros, Linspire, GoboLinux, dan distribusi Linux.

Kelebihan:
Secara umum mempunyai kinerja yang lebih tinggi di semua ukuran file (file size). Mengurangi ruang harddisk yang terbuang percuma, tidak ada alokasi inode yang statik, file-file yang kecil di paket bersama dengan file kecil yang lain. Kinerja yang lebih tinggi untuk direktori yang banyak (contohnya direktori queue qmail dan web cache squid).

Kelemahan:
Belum sempurna jika dipasang di partisi / atau /boot (karena LILO – Linux Loader tidak sepenuhnya mendukung file system ini) dan yang kedua adalah belum mendukung
sistem quota user.

 

KEUNGGULAN DAN KELEMAHAN SISTEM OPERASI UNIX

Kelebihan : 

*      Portabilitas yaitu dapat diadaptasikan dengan mudah ke komputer lain

*      Multiuser, dapat digunakan oleh banyak pengguna sekaligus

*      Multitasking, dapat menjalankan tugas secara bersamaan dalam satu waktu

*      Sistem file hirarkikal, pengorganisasian informasi atau data dalam bentuk yang mudah untuk diingat dan diakses.

*      Sistem file stabil untuk database, server Internet, Intranet, file-server, Internet-client pengembangan Java.

*      Mempunyai kinerja yang lebih baik daripada Windows NT

*      UNIX adalah sistem operasi yang hampir gratis

*      keamanan yang lebih kuat dibandingkan windows

 

Kelemahan :

*      Tampilan kurang menarik

*      Membutuhkan memori yang cukup besar

*      Masih belum banyaknya game-game besar yang bersedia dijalankan pada platform ini.

*      Beberapa hardware sulit untuk menyediakan driver untuk Linux.

*      Sulit digunakan untuk pengguna awam

 

 

Keunggulan File Sistem Window

 

Microsoft Windows merupakan serangkaian perangkat lunak sistem operasi yang berbasis close source sedangkan Linux merupakan operation system yang berbasis open source.

UNIX dan Windows adalah sistem operasi yang dijual secara komersial, sedangkan salinan dari UNIX (termasuk Linux) dapat digunakan dan dimodifikasi secara gratis.

Sistem operasi Windows lebih berdasarkan antarmuka grafis (GUI) sedangkan UNIX/Linux lebih berdasarkan antarmuka teks perintah (CLI/Command Prompt/Terminal).

Windows adalah sistem operasi, sedangkan UNIX/Linux adalah dasar dari sistem operasi (sering disebut sebagai kernel).

UNIX/Linux tidak punya Registry seperti di Windows untuk menyimpan konfigurasi program. Biasanya UNIX/Linux memiliki konfigurasi dalam teks biasa.

Windows lebih mengedepankan spesifikasi komputer yang lebih canggih, sedangkan UNIX/Linux dapat bekerja di banyak komputer termasuk komputer jadul (jaman dulu) dengan spesifikasi yang lebih rendah

 

FILE SISTEM WINDOWS

FAT16 (File Allocation Table)

FAT16 dikenalkan oleh MS-DOS pada tahun 1981. Awalnya, Sistem ini di design untuk mengatur file di floopy drive dan mengalami beberapa kali perubahan sehingga digunakan untuk mengatur file di harddisk. FAT16 adalah sistem berkas yang menggunakan unit alokasi yang memiliki batas hingga 16-bit, sehingga dapat menyimpan hingga 216 unit alokasi (65536 buah). Sistem berkas ini memiliki batas kapasitas hingga ukuran 4 Gigabyte saja. Ukuran unit alokasi yang digunakan oleh FAT16 bergantung pada kapasitas partisi yang akan hendak diformat.

Kelebihan :

FAT16 adalah sebuah file system yang kompatibel hampir di semua Operating System baik itu Windows 95/98/me, OS/2 , Linux dan bahkan Unix.

Kekurangan :

FAT16 mempunyai kapasitas tetap jumlah cluster dalam partisi, jadi semakin besar Harddisk maka ukuran cluster akan semakin besar, artinya file sekecil apapun tetap akan memakan 32Kb dari harddisk. Hal jelek lain adalah FAT16 tidak mendukung kompresi, enkripsi dan kontrol akses dalam partisi. FAT16 adalah sistem berkas yang menggunakan unit alokasi yang memiliki batas hingga 16-bit, sehingga dapat menyimpan hingga 216 unit alokasi (65536 buah). Sistem berkas ini memiliki batas kapasitas hingga ukuran 4 Gigabyte saja disamping itu ukuran unit alokasi yang digunakan oleh FAT16 bergantung pada kapasitas partisi yang hendak diformat misalnya jika ukuran partisi kurang dari 16 Megabyte, maka Windows akan menggunakan sistem berkas FAT12, dan jika ukuran partisi lebih besar dari 16 Megabyte, maka Windows akan menggunakan sistem berkas FAT16.

FAT32

FAT32 mulai di kenal pada tahun 1976 dan digunakan pada sistem operasi Windows 95 SP2, dan merupakan pengembangan lanjutan dari FAT16. Karena menggunakan tabel alokasi berkas yang besar (32-bit), FAT32 secara teoritis mampu mengalamati hingga 232 unit alokasi (4294967296 buah). Meskipun demikian, dalam implementasinya, jumlah unit alokasi yang dapat dialamati oleh FAT32 adalah 228 (268435456 buah).

Kelebihan :

FAT32 menawarkan kemampuan menampung jumlat cluster yang lebih besar dalam partisi. Selain itu juga mengembangkan kemampuan harddisk menjadi lebih baik dibanding FAT16.

Kelemahan :

Namun FAT32 memiliki kelemahan yang tidak di miliki FAT16 yaitu terbatasnya Operating System yang bisa mengenal FAT32. Tidak seperti FAT16 yang bisa dikenal oleh hampir semua Operating System, namun itu bukan masalah apabila anda menjalankan FAT32 di Windows Xp karena Windows Xp tidak peduli file sistem apa yang di gunakan pada partisi. File system FAT32 juga tidak mampu menampung single file berukuran 4gb atau lebih. Tidak hanya itu, beberapa orang berpendapat bahwa filesistem FAT32 ini lebih mudah terfragmentasi dibanding NTFS, jika fragmentasi meningkat, tentu performa akan turun.

NTFS (New Technology File System)

NTFS di kenalkan pertama pada Windows NT dan merupakan file system yang sangat berbeda di banding teknologi FAT. NTFS atau New Technology File System1, merupakan sebuah sistem berkas yang dibekalkan oleh Microsoft dalam keluarga sistem operasi Windows NT, yang terdiri dari Windows NT 3.x (NT 3.1, NT 3.50, NT 3.51), Windows NT 4.x (NT 4.0 dengan semua service pack), Windows NT 5.x (Windows 2000, Windows XP

dan Windows Server 2003), serta Windows NT 6.x (Windows Vista, Windows 7). NTFS bekerja berdasarkan prinsip BTree dan menggunakan Full Indexing. Karena itu pula fragmentation dapat ditekan seminimal mungkin. Kemudian, setiap file pada NTFS memiliki checksum, yang memungkinkan file tersebut diperbaiki secara sempurna bila suatu saat NTFS tersebut bermasalah.

Kelebihan:
NTFS menawarkan security yang jauh lebih baik , kompresi file , cluster dan bahkan support enkripsi data. NTFS merupakan file system standar untuk Windows Xp dan apabila anda melakukan upgrade Windows biasa anda akan di tanyakan apakah ingin mengupgrade ke NTFS atau tetap menggunakan FAT. NTFS juga memiliki fitur untuk menampung lebih dari satu buah ruangan data dalam sebuah berkas. Fitur ini disebut dengan Alternate Data Stream.

Kelemahan:
Kekurangan NTFS yang sering dibicarakan adalah kompatibilitas terhadap software atau operating sistem lawas seperti win 9x dan ME. Sistem operasi lama milik microsoft ini tidak mampu membaca file system NTFS. Selain itu, beberapa orang menilai bahwa file system NTFS ini tidak universal, karena OS selain microsoft tidak mampu melakukan read-write pada partisi NTFS, namun hal ini sudah terselesaikan. Ada yang berpendapat bahwa partisi berfile sistem NTFS akan susah diperbaiki jika terjadi masalah, Saat ini file sistem NTFS sudah cukup populer, sehingga muncul tool-tool recovery yang mendukung recovery data dan perbaikan partisi berfile sistem NTFS.

 

KEUNGGULAN DAN KELEMAHAN SISTEM OPERASI WINDOWS

Keunggulan Windows:

*      Windows adalah sistem operasi yang user-friendly. Tampilannya begitu bersahabat bagi para pengguna, sehingga pengguna mudah menggunakan (End user artinya orang yang awam tentang komputer, orang biasa yang akan menjalankannya).

*      Dukungan hardware yang lengkap.

*      Banyaknya aplikasi yang diperuntukkan bagi platform Windows. Karena hampir 80% SO Windows digunakan di dunia, sehingga banyak aplikasi yang diciptakan untuk SO ini, bahkan yang freeware pun banyak.

*      Bisa sharing komputer untuk di jalankan di LINUX dengan Live DVD-nya.

*      Compatible yaitu bisa diinstal pada PC apapun.

*      Jika bermasalah mudah diperbaiki karena banyak ahli yang memahami SO ini.

*      Pengguna bisa sharing dari data aplikasi yang lain dengan mudah.

*      Pengguna bisa menjalankan lebih dari satu aplikasi pada saat yang bersamaan.

*      Pengguna bisa membuka lebih dari satu file dalam waktu yang bersamaan

 

Kelemahan Windows:

*      Sistem operasi ini adalah sistem operasi yang rentan akan penyakit seperti hang atau serangan virus.

*      Harga lisensi Windows original yang relatif mahal bila dibandingkan SO lain.

*      Menyebabkan ketergantungan penggunaan produk Microsoft.

*      File LINUX tidak bisa dibuka di Windows.

*      Karena selalu keluar versi barunya sehingga jika kita ingin lebih powerfull maka kita harus upgrade Windows dengan harga yang relatif mahal.

*      Windows mendukung sistem berkas partisi dengan format FAT, FAT16, FAT32, NTFS, juga ISO9660.

*      Space hardisk yang dibutuhkan besar.

*      Membutuhkan memori fisik besar.

*      Membutuhkan kecepatan prosesor yang tinggi.

*      Membutuhkan perawatan yang terus menerus dan prosedur yang sesuai dengan panduan yang ada saat menggunakannya.

 

Sumber:

http://kambing.ui.ac.id/bebas/v15/umum/ibam/ibam-os-html/x5426.html

http://oahoa.blogspot.com/2015/03/implementasi-direktori.html

https://adiwahyudi310.wordpress.com/tugas-4-sistem-operasi/