3/26/2012
TEKNOLOGI MEDIA PENYIMPANAN KOMPUTER N. Tri Suswanto Saptadi Informatics Engineering Faculty of Information Technology
Definisi Media Penyimpanan • peralatan fisik yang berguna untuk menyimpan representasi data. • Contoh : Magnetic Tape, Compact Cassette, Harddisk, Flash Disk, Compact Disk (CD), DVD, Laser Disk, dll.
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
2
1
3/26/2012
Contoh Storage
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
3
Kapasitas
Number of bytes (characters) a storage medium can hold Kilobyte (KB)
1 thousand
Megabyte (MB)
1 million
Gigabyte (GB)
1 billion
Terabyte (TB)
1 trillion
Petabyte (PB)
1 quadrillion
Exabyte (EB)
1 quintillion
Zettabyte (ZB)
1 sextillion
Yottabyte (YB) 3/26/2012
1 septillion nts/pti/tiuajm
4
2
3/26/2012
2 Macam Penyimpan Data • Primary Storage (Penyimpan Primer) • Secondary Storage (Penyimpan Sekunder)
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
5
Primary Storage Primary Storage (Penyimpan Primer) Dicirikan dengan
kecepatan akses yang lebih tinggi Kapasitas terbatas/kecil Dapat diakses langsung oleh CPU Harga mahal Memori utama Volatile storage
Primary storage dibatasi oleh 2 faktor, yaitu : Harga memori primer Masalah teknis dalam pengembangan memori utama yang sangat besar 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
6
3
3/26/2012
Primary Memory (Main Memory) Ada 4 bagian di dalam Primary Storage, yaitu: Input Storage Area; Untuk menampung data yang dibaca. Program Storage Area; Penyimpanan instruksi-instruksi untuk pengolahan. Working Storage Area; Tempat dimana pemrosesan data dilakukan. Output Storage Area; Penyimpanan informasi yang telah diolah untuk sementara waktu sebelum disalurkan ke alat-alat output. 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
7
PRIMARY STORAGE CONTROL UNIT SECTION PROGRAM INPUT
STORAGE AREA
OUTPUT
STORAGE
WORKING
STORAGE
AREA
STORAGE AREA
AREA
ARITHMETIKA LOGICAL UNIT SECTION 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
8
4
3/26/2012
Bagian CPU • Control unit section, Primary storage section, ALU section adalah bagian dari CPU. • Berdasarkan hilang atau tidaknya berkas data atau berkas program di dalam storage, yaitu : Volatile Storage; Berkas data atau program akan hilang, bila listrik dipadamkan. Non Volatile Storage; Berkas data atau program tidak akan hilang, sekalipun listrik dipadamkan. 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
9
Primary Memory Komputer • RAM (Random Access Memory); • ROM (Read Only Memory);
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
10
5
3/26/2012
RAM (Random Access Memory); • Bagian dari main memori yang dapat kita isi dengan data atau program dari disket atau sumber lain. • Tempat menyimpan data sementara. • Data-data dapat ditulis maupun dibaca pada lokasi di mana saja di dalam memori. • Sifat dari RAM adalah volatile.
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
11
ROM (Read Only Memory); • Memori yang hanya dapat dibaca. Pengisian ROM dengan program maupun data, dikerjakan oleh pabrik. • ROM biasanya sudah ditulisi program maupun data dari pabrik dengan tujuan-tujuan khusus. Misal : diisi penterjemah (intrepreter) bahasa BASIC. • ROM tidak termasuk sebagai memori yang dapat kita pergunakan untuk program-program yang kita buat. • Sifat ROM adalah non volatile. 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
12
6
3/26/2012
Tipe-tipe lain dari ROM chip • PROM (Programmable Read Only Memory); Jenis dari memori yang hanya dapat diprogram. PROM dapat diprogram oleh user / pemakai, data yang diprogram akan disimpan secara permanen. • EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory); Jenis memori yang dapat diprogram oleh user. EPROM dapat dihapus dan diprogram ulang. • EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory); Memori yang dapat diprogram oleh user. EEPROM dapat dihapus dan diprogram ulang secara elektrik tanpa memindahkan chip dari circuit board. 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
13
Secondary Storage (Auxiliary Memory) • Memori dari CPU sangat terbatas sekali dan hanya dapat menyimpan informasi untuk sementara waktu. • Alat penyimpan data yang bersifat permanen sangat diperlukan. • Informasi yang disimpan pada alat-alat tersebut dapat diambil dan ditransfer pada CPU pada saat diperlukan. • Alat tersebut dinamakan Secondary Storage (Auxiliary Memory) atau backing storage. 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
14
7
3/26/2012
Ada 2 jenis Secondary Storage • Serial / Sequential Access Storage Device (SASD); Contoh : magnetic tape, punched card, punched paper tape. • Direct Access Storage Device (DASD); Contoh : magnetic disk, floopy disk, mass storage.
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
15
Secondary Storage (Penyimpan Sekunder)
◦ Dicirikan dengan :
Tidak dapat diakses langsung oleh CPU (harus dicopi dahulu ke buffer memori) Kecepatan akses lebih rendah Berharga lebih murah Kapasitas besar. Contoh : Magnetic Tape, Magnetic Disk, Optical Disk, Flash Memory Non volatile storage
Kegunaan utama penyimpan sekunder antara lain: ◦ Penyimpan program untuk penggunaan masa datang ◦ Penyimpan informasi dalam bentuk file 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
16
8
3/26/2012
Pertimbangan di dalam memilih Alat Penyimpan • • • • • • •
Cara penyusunan data Kapasitas penyimpan Waktu akses Kecepatan transfer data Harga Persyaratan pemeliharaan Standarisasi
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
17
HIERARKI STORAGE
Faster access time
Primary Storage
Larger capacity and Lower cost per-bit storage
Direct Access Storage Device
Sequential Access Storage Device 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
18
9
3/26/2012
Pihak yang Terkait dengan Penyimpan Data Terstruktur Perancang Database, Administrator Database, Pengimplementasi DBMS. Sifat penyimpanan data menggunakan kaidah 3 mudah : Mudah disimpan, Mudah dicari, Mudah diubah. 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
19
Metode Akses pada Media Penyimpanan Metode akses yang dilaksanakan di media penyimpanan Sequential Direct
Organisasi Data: Sequential, Direct, Index Sequential Jenis media penyimpanan yang mempunyai metode akses secara sequential adalah : Magnetic tape Jenis media penyimpanan yang mempunyai metode akses secara direct adalah: optical disk, magnetic disk, flash memori
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
20
10
3/26/2012
MAGNETIC TAPE
(1 dari 7)
• Merupakan penyimpan sekunder dengan pengaksesan secara sequential dan biasanya digunakan untuk komputer jenis mini atau mainframe • 2 jenis magnetic tape yang biasanya digunakan :
Mempunyai bentuk standart yang memiliki lebar pita ½ “ (12,7 mm). Magnetic terbuat dari plastik tipis yang dilapisi magnetic pada permukaannya
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
MAGNETIC TAPE
21
(2 dari 7)
Mempunyai
bentuk seperti halnya yang telah kita kenal pada kaset yang terdapat di audio tape recorder
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
22
11
3/26/2012
MAGNETIC TAPE
(3 dari 7)
• Data yang ada di dalam magnetic tape disimpan dalam bentuk kode-kode tertentu. • Untuk membaca dan menulis data maka pita magnetic harus diletakkan dalam tape drive yang kira-kira bisa disamakan dengan proyektor. Tape akan terus bergerak selama proses penulisan ataupun pembacaan berlangsung dengan melewati read/write head. • Data yang ada akan direkam dalam guratan magnetic. Sekali data tersebut terekam, maka data akan tetap tinggal sampai data tersebut terhapus atau diganti dengan data baru. • Data yang terdapat pada magnetic tape, akan terbagi secara horizontal yang disebut channel atau tracks dan secara vertikal didalam bentuk kolom ataupun frames. 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
MAGNETIC TAPE
23
(4 dari 7)
• Secara umum, tape mempunyai 9 tracks dan data akan dikodekan dalam ASCII ataupun EBCDIC Disamping 9 tracks, magnetic tape juga ada yang merekam datanya dalam bentuk 7 tracks, dimana track yang paling atas digunakan sebagai parity check, yang berguna bagi komputer untuk melihat apakah terjadi kesalahan dalam hal penyimpanan, perpindahan ataupun saat copy data pada setiap karakternya 3/26/2012 nts/pti/tiuajm
24
12
3/26/2012
MAGNETIC TAPE
(5 dari 7)
• Pada saat drive dari magnetic berputar, maka data-data yang ada akan dibaca satu demi satu. Dalam hal ini, tape membutuhkan adanya suatu tanda untuk mulai dan berhenti pada suatu record data. Pada saat berhenti dan akan melakukan pembacaan lagi ada beberapa dari bagian tape yang tidak terbaca. • Bagian tersebut, disebut dengan Inter Record Block yang terjadi diantara setiap blok data. • Inter Record Gap secara otomatis akan terbentuk oleh sistem komputer setelah selesai merekam karakter yang terakhir 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
MAGNETIC TAPE
25
(6 dari 7)
• Ukuran record dalam hal ini ditentukan oleh jumlah data yang tersimpan.
Beberapa record yang tergabung dalam suatu kesatuan disebut sebagai logical record. Beberapa logical record akan tersimpan dalam sebuah physical record.
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
26
13
3/26/2012
MAGNETIC TAPE
(7 dari 7)
Tape bersifat Offline, artinya hanya bisa dipasang bilamana perlu. Berikut karakteristik: ◦ Pengaksesannya lambat ◦ Tidak cocok untuk piranti partner CPU (seperti disk) ◦ Cocok untuk membackup data, sebab blok dalam tape lebih besar dibandingkan dengan blok dalam disk ◦ Baik untuk mengarsip data yang jarang dipakai, tetapi mempunyai nilai historis ◦ Pengaksesan data paling akhir memerlukan waktu yang besar 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
27
Backup Data Mengapa dilakukan? – Menghindari resiko piranti yang selalu bergerak, sehingga menyebabkan kerusakan data – Data dapat hilang karena terjadi sentuhan tak wajar antara head dengan permukaan disk – Gangguan lain secara fisik dan kualitas media
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
28
14
3/26/2012
OPTICAL DISK
(1 dari 3)
• Adalah suatu akses langsung ke disc yang menulis dan membaca dengan cahaya. • Contoh media penyimpanan yang bersifat optic ini adalah : CD, DVD • CDROM dapat menyimpan data hingga 600MB, tetapi kini banyak dipasarkan hingga ukuran gigabyte. Dengan kapasitas yang begitu besar, maka daya tampung CDROM bisa disamakan dengan sekitar 430 disket yang berukuran 1.4MB
3/26/2012
OPTICAL DISK
nts/pti/tiuajm
29
(2 dari 3)
Untuk melakukan penyimpanan data, CDROM menggunakan panas sinar laser yang akan membakar metalic film melalui sebuah lubang khusus. Lubang inilah yang menyajikan data dalam bentuk binary. Dikarenakan hal tersebut, data yang sudah tertulis diatas CDROM belum bisa diperbaiki/diganti baru. User hanya bisa membaca untuk kemudian dipindahkan kedalam harddisk. Hal ini sesuai dengan namanya, yaitu Compact Disc Read Only Memory. 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
30
15
3/26/2012
OPTICAL DISK
(3 dari 3)
Saat ini cukup banyak CD dengan kemampuan Read dan Write, dalam arti kata bisa digunakan untuk menulis dan membaca secara berulang-ulang seperti halnya sebuah disket. Bentuk track pada CDROM adalah spiral. Track ini akan terus menyambung mulai dari bagian luar melingkar-lingkar sampai ke bagian dalam. Track berbetuk spiral menyebabkan waktu aksess secara acak lebih lambat dibandingkan dengan track konsentris pada harddisk. Sektor-sektor pada track berdampingan mulai dari track terluar dan melingkar sampai track terdalam. 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
MAGNETIC DISK
31
(1 dari 3)
• Media yang digunakan pada peralatan penyimpan magnetik dilapisi dengan logam oksida, oksida ini adalah material feromagnetik, yang berarti jika ini dibiarkan pada bidang yang mengandung magnet secara permanen akan menjadi magnet. • Penggeraknya menggunakan motor untuk memutar media pada kecepatan tinggi, dan pengaksesan informasi menggunakan alat kecil yang dinamakan head.
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
32
16
3/26/2012
MAGNETIC DISK
(2 dari 3)
• Karakteristik fisik : (1 dari 2) – Bisa terdiri dari sebuah piringan disk → floppy disk – Bisa terdiri dari kumpulan beberapa piringan → harddisk – Dapat diakses secara langsung/ direct – Akses dilaksanakan oleh R/W Head yang tersedia pada masing-masing permukaan piringan – Permukaan setiap piringan dibagi “menjadi track” yang merupakan lingkaran konsentris/ sepusat 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
MAGNETIC DISK
33
(3 dari 3)
• Karakteristik fisik : (2 dari 2) – Permukaan tiap cakram terbuat dari bahan besi yang mudah dimagneti – Setiap track dibagi menjadi sektor-sektor/ blok. – Sektor/ blok merupakan unit penyimpanan yang dapat dialamati – No track yang sama di setiap permukaan piringan apabila “dihubungkan” secara virtual akan membagi apa yang dikenal sebagai “silinder” 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
34
17
3/26/2012
Flash Memori?
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
35
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
36
18
3/26/2012
Sejarah Penyimpanan Data Perkembangan media penyimpanan data (data storage) sejak komputer tercipta berubah sangat signifikan. Perbandingannya sangat mencolok, sebagai contoh data yang tersimpan dalam sebuah media penyimpanan sangat kecil, di bawah 4096 bits. Jika dikalkulasikan, 1 DVD setara dengan 90.000.000 punch card.
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
37
1. Punch Card • Sejak tahun 1725 telah dirancang sebuah media untuk menyimpan data yang diperkenalkan oleh seorang tokoh bernama Basile Bouchon menggunakan sebuah kertas berforasi untuk menyimpan pola yang digunakan pada kain. • Pertama kali dipatenkan untuk penyimpanan data sekitar 23 September 1884 oleh Herman Hollerith – sebuah penemuan yang digunakan lebih dari 100 tahun hingga pertengahan 1970. • Contoh di sini adalah bagaimana sebuah punch card dapat berfungsi sebagai media penyimpanan, memiliki 90 kolom (90 column punch card), terjadi tahun 1972. • Jumlah data yang tersimpan dalam media tersebut sangat kecil, dan fungsi utamanya bukanlah menyimpan data namun menyimpan pengaturan (setting) untuk mesin yang berbeda. 3/26/2012 nts/pti/tiuajm 38
19
3/26/2012
2. Punch Tape • Seorang tokoh bernama Alexander Bain merupakan orang yang pertama kali mengetahui penggunaan paper tape yang biasanya digunakan untuk mesin faksimili dan mesin telegram (tahun 1846). Setiap baris tape menampilkan satu karakter, namun karena Anda dapat membuat fanfold dengan mudah maka dapat menyimpan beberapa data secara signifikan menggunakan punch tape dibandingkan dengan punch card. 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
39
3. Selectron Tube • Pada tahun 1946 RCA mulai mengembagkan Selectron Tube yang merupakan awal format memori komputer. • Selectron Tube terbesar berukuran 10 inci yang dapat menyimpan 4096 bits Harga satu buah tabung sangat mahal dan umurnya sangat pendek di pasaran.
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
40
20
3/26/2012
4. Magnetic Tape • Pada tahun 1950-an magnetic tape telah digunakan pertama kali oleh IBM untuk menyimpan data. • Saat sebuah rol magetic tape dapat menyimpan data setara dengan 10.000 punch card, membuat magnetic tape sangat populer sebagai cara menyimpan data komputer hingga pertengahan tahun 1980-an.
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
41
5. Compact Cassette Compact Cassette merupakan salah satu bagian dari Magnetic Tape, dikarenakan sudah banyak dari kita yang telah memilikinya, hal itu menjadi bagian yang khusus. Compact Cassette diperkenalkan oleh Philips pada tahun 1963, namun tidak sampai tahun 1970 menjadi populer. Komputer, seperti ZX Spectrum, Commodore 64 dan Amstrad CPC menggunakan kaset untuk menyimpan data. Standar 90 menit Compact Cassette dapat menyimpan sekitar 700kB hingga 1MB dari data tiap sisinya. Jika disetarakan dengan DVD, maka data dalam Compact Cassette dapat dijalankan selama 281 hari. 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
42
21
3/26/2012
6. Magnetic Drum • Magnetic Drum memiliki panjang 16 inci yang bekerja 12.500 putaran tiap menit. • Media ini digunakan untuk menunjang komputer IBM 650 sekitar 10.000 karakter dari Memori Utama.
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
43
7.Floppy Disk (1 dari 2) • Pada tahun 1969, floppy disk pertama kali diperkenalkan. Saat itu hanya bisa membaca (read-only), jadi ketika data tersimpan tidak dapat dimodifikasi maupun dihapus.
Ukurannya 8 inch dan dapat menyimpan data sekitar 80kB. Empat tahun kemudian, floppy disk yang sama muncul dan dapat menyimpan data sebanyak 256kB.
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
44
22
3/26/2012
7.Floppy Disk (2 dari 2) • Selain itu ada 5,25 inci dan 3,5 inci • Kemampuan yang dimiliki adalah dapat ditulis kembali (writeable).
Perkembangan selanjutnya, pada tahun 1990 lahir disk dengan ukuran 3 inci yang dapat menyimpan data sekitar 250 MB, atau biasa disebut juga Zip disk.
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
45
8. World’s first hard drive • Tanggal 13 September 1956, komputer IBM 305 RAMA dalam kondisi tidak terselubungi. Komputer tidak mengalami perubahan sejak dapat menyimpan data sekitar 4.4 MB (setara dengan 5 milyar karakter) – saat itu sudah menjadi hal yang menakjubkan.
Data tersimpan dalam 50 buah Magnetic Diks yang berukuran 24 inci. Lebih dari 1000 sistim dibangun dan diproduksi pada akhir tahun 1961. IBM mengeluarkan seharga $3,200 per bulan untuk memproduksi komputer.
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
46
23
3/26/2012
9. Hard drive (1 dari 3) • Hard drive masih diproduksi di bawah pengembangan yang tetap (konstan).
Hitachi Deskstar 7K yang Anda lihat pada gambar adalah hard drive pertama kali yang dapat menyimpan data 500GB setara dengan 120.000 World’s first hard drive IBM 305 RAMAC.
Hal ini cenderung tiap tahun kita dapat memperoleh drive yang dapat menyimpan data secara cepat dengan harga murah.
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
47
9. Hard drive (2 dari 3) Step 3. When software requests a disk access, read/write heads determine current or new location of data.
Step 2. Small motor spins platters while computer is running.
Step 4. Head actuator positions read/write head arms over correct location on platters to read or write data.
Step 1. Circuit board controls movement of head actuator and a small motor.
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
48
24
3/26/2012
9. Hard drive (3 dari 3) What is a disk cache?
processor
Portion of memory that processor uses to store frequently accessed items
disk cache
first request for data—to disk cache
second request for data—to hard disk
3/26/2012
hard disk nts/pti/tiuajm
49
10. FlashDisk • USB flash drive adalah alat penyimpanan data memori flash tipe NAND yang memiliki alat penghubung USB yang terintegrasi. • Flash drive ini biasanya kecil, ringan, serta bisa dibaca dan ditulis. • Per November 2006, kapasitas yang tersedia untuk USB flash drive ada dari 128 megabyte sampai 64 gigabyte 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
50
25
3/26/2012
11. Laser Disk • Tahun 1958, Laser Disk ditemukan namun tidak sampai tahun 1972 untuk pertama kalinya Video Disk didemonstrasikan kepada publik.
Enam tahun kemudian, yaitu tahun 1978, sudah tersedia di beberapa pasaran. Hal yang tidak mungkin menyimpan data pada disk, namun mereka dapat menyimpan data dalam bentuk video dan gambar secara signifikan dengan kualitas tinggi lebih canggih dari teknik pada VHS.
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
51
12. Compact Disk • Compact disk muncul bermula dari penemuan Laser Disk, namun berukuran lebih kecil. • Dikembangkan oleh kerjasama antara SONY dan Philips pada tahun 1979 dan Compact Disk sangat berlimpah di pasaran pada tahun 1982. • Sekarang tipe CD dapat menyimpan data sebesar 700MB. 3/26/2012
nts/pti/tiuajm
52
26
3/26/2012
13.DVD • DVD (Digital Versatile Disc atau Digital Video Disc) merupakan dasar dari CD menggunakan teknologi laser yang berbeda.
Panjang gelombang laser menggunakan 780nm sinar inframerah (standar CD menggunakan 625 nm hingga 650nm sinar inframerah) yang membuatnya memungkinkan menyimpan data pada space yang sama. Dua lapisan DVD dapat menyimpan data sebesar 8.5 GB.
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
53
14. Media Penyimpanan Masa Depan • Ada beberapa media penyimpanan data modern seperti kartu memori (memory card), kita tidak memiliki hal semacam itu, namun dalam perkembangan masa depan ada kemungkinan me-launching Blu-Ray dan HD DVD – persaingan dua format sebagai pengganti compact disc yang dapat menyimpan data lebih banyak.
Apa yang akan Anda ucapkan jika suatu saat memiliki Holographic Versatile Disc (HVD) yang dapat menyimpan data 160 kali lebih banyak dari Blu-Ray Disc.
Kemampuan menyimpan data hingga 3.9 TB (Tera Byte) dalam sebuah disk atau secara dengan 4.600 – 11.900 jam menjalankan video menggunakan MPEG4.
3/26/2012
nts/pti/tiuajm
54
27
