JENIS FILE SISTEM

1. Sistem Berkas pada Operasi System Windows beserta perbedaannya :
     A. FAT 16
   - Menggunakan ukuran unit alokasi yang memiliki batas hingga 16 bit
   - Batas kapasitas hingga 4 GB
   - Ukuran unit alokasi yang digunakan oleh FAT16 bergantung pada kapasitas   partisi yang hendak diformat
   - Bisa diakses oleh MS-DOS (versi 4.x ke atas) dan semua OS Windows
    
   B. FAT 32
   - Menggunakan ukuran unit alokasi yang memiliki batas hingga 32 bit
   - Batas kapasitas hingga 8 TB
   - Diperkenalkan mulai Windows 95 OEM Service Release 2 (Windows 95 OSR2)
   - Bisa diakses oleh semua OS Windows kecuali Windows 95 (versi awal), Windows NT 3.x dan Windows NT 4.0
    
   C. NTFS ( New Technology File System )
   - 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 miliknya), Windows NT 5.x (Windows 2000, Windows XP, dan Windows Server 2003), serta Windows NT 6.x (Windows Vista, Windows 7).
   
   - Merupakan sebuah file sistem yang dibekalkan oleh Microsoft dalam keluarga sistem operasi Windows NT
   - Memiliki sebuah desain yang sederhana tapi memiliki kemampuan yang lebih dibandingkan keluarga file sistem FAT
   
   
2. Fitur-fitur NTFS
   • Dapat mengatur kuota volume untuk setiap pengguna (Disc Quota)
   • Mendukung file sistem terenkripsi secara transparan dengan menggunakan jenis beberapa jenis algoritma enkripsi yang umum digunakan
   
   • NTFS mendukung kompresi data transparan yang, meskipun tidak memiliki rasio yang besar, dapat digunakan untuk menghemat penggunaan ruangan hard disk. Selain itu, NTFS mendukung pembuatan berkas dengan atribut sparse (berkas yang berisi banyak area kosong di dalam datanya) yang umumnya dibutuhkan oleh aplikasi-aplikasi ilmiah.• NTFS mendukung penamaan berkas dengan metode pengodean Unicode (16-bit UCS2) hingga 255 karakter. Berbeda dengan sistem berkas FAT yang masih menggunakan pengodean ANSI (8-bit ASCII) dan hanya berorientasi pada format 8.3. Penggunaan nama panjang dalam sistem berkas FAT akan menghabiskan lebih dari dua entri direktori.
   • NTFS memiliki fitur.
   • Penamaan berkas dengan metode pengodean Unicode (16-bit UCS2) hingga 255 karakter, sistem berkas FAT masih menggunakan pengodean ANSI (8-bit ASCII)
   
   Versi NTFS
   
   • NTFS versi 1.0 (Windows NT 3.1)
   • NTFS versi 1.1 (Windows NT 3.50)
   • NTFS versi 1.2 (Windows NT 4.0)
   • NTFS versi 2.0 (digagalkan oleh Microsoft)
   • NTFS versi 3.0 (Windows 2000)
   • NTFS versi 3.1 (Windows XP SP1 dan Widows Server 2003
    
   2. Sistem Berkas pada UNIK :
   
   A. EXT 2
   EXT2 adalah file sistem yang ampuh di linux. EXT2 juga merupakan salah satu file sistem yang paling ampuh dan menjadi dasar dari segala distribusi linux. Pada EXT2 file sistem, file data disimpan sebagai data blok. Data blok ini mempunyai panjang yang sama dan meski pun panjangnya bervariasi diantara EXT2 file sistem, besar blok tersebut ditentukan pada saat file sistem dibuat dengan perintah mk2fs. Jika besar blok adalah 1024 bytes, maka file dengan besar 1025 bytes akan memakai 2 blok. Ini berarti kita membuang setengah blok per file.
   EXT2 mendefinisikan topologi file sistem dengan memberikan arti bahwa setiap file pada sistem diasosiasiakan dengan struktur data inode. Sebuah inode menunjukkan blok mana dalam suatu file tentang hak akses setiap file, waktu modifikasi file, dan tipe file. Setiap file dalam EXT2 file sistem terdiri dari inode tunggal dan setiap inode mempunyai nomor identifikasi yang unik. Inode-inode file sistem disimpan dalam tabel inode. Direktori dalam EXT2 file sistem adalah file khusus yang mengandung pointer ke inode masing-masing isi direktori tersebut.
   Gambar 7-3. Struktur Sistem Berkas EXT2.
   
   
   
   
   a. Inode dalam EXT2
   
   Inode adalah kerangka dasar yang membangun EXT2. Inode dari setiap kumpulan blok disimpan dalam tabel inode bersama dengan peta bit yang menyebabkan sistem dapat mengetahui inode mana yang telah teralokasi dana inode mana yang belum. MODE: mengandung dia informasi, inode apa dan izin akses yang dimiliki user.
   EXT2 inode juga dapat menunjuk pada device khusus dan dapat menangani program sehingga program dapat mengakses ke device. Semua file device di dalam drektori /dev dapat membantu program mengakses device.
   
   b. Superblok dalam EXT2
   Superblok mengandung informasi tentang ukuran dasar dan bentuk file sistem. Informasi di dalamnya memungkinkan file sistem manager untuk menggunakan dan merawat file sistem. Biasanya, hanya superblok di blok group 0 saat file sistem di-mount tetapi setiap blok grup mengandung duplikatnya untuk menjaga jika file sistem menjadi rusak. Informasi yang dikandung adalah:
   
   a. Magic Number
   meyakinkan software bahwa ini adalah superblok dari EXT2 file sistem.
   b. Revision Level
   menunjukkan revisi mayor dan minor dari file sistem.
   c. Mount Count dan Maksimum Mount Count
   menunjukkan pada sistem jika harus dilakukan pengecekan dan maksimum mount yang diijikan sebelum e2fsck dijalankan.
   d. Blocks per Size
   besar blok dalam file sistem, contohnya 1024 bytes.
   e. Blocks per Group
   benyaknya blok per group.
   f. Block Group Number
   nomor blok group yang mengadung copy dari superblok.
   g. Free Blocks
   banyaknya blok yang kosong dalam file sistem.
   h. Free Inode
   banyak inode kosong dalam file sistem.
   i. First Inode
   nomor inode dalam inode pertama dalam file sistem, inode pertama dalam EXT2 root file sistem adalah direktori "/".
   
   B. EXT 3
   EXT3 adalah peningkatan dari EXT2 file sistem. Peningkatan ini memiliki beberapa keuntungan, diantaranya:
   
   a. 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.
   Jurnal yang disediakan oleh EXT3 menyebabkan tidak perlu lagi dilakukan pengecekan data setelah kegagalan sistem. EXT3 hanya dicek bila ada kerusakan hardware seperti kerusakan hard disk, tetapi kejadian ini sangat jarang. Waktu yang diperlukan EXT3 file sistem setelah terjadi "unclean shutdown" tidak tergantung dari ukuran file sistem atau banyaknya file, tetapi tergantung dari besarnya jurnal yang digunakan untuk menjaga konsistensi. Besar jurnal default memerlukan waktu kira-kira sedetik untuk pulih, tergantung kecepatan hardware.
   
   b. Integritas data
   EXT3 menjamin adanya integritas data setelah terjadi kerusakan atau "unclean shutdown". EXT3 memungkinkan kita memilih jenis dan tipe proteksi dari data.
   
   c. Kecepatan
   Daripada 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.
   
   d. Mudah dilakukan migrasi
   Kita dapat berpindah dari EXT2 ke sistem EXT3 tanpa melakukan format ulang.
   
   C. EXT4
   Ext4 default untuk instalasi Ubuntu KK akan menggunakan sistem berkas ext4 secara default untuk instalasi baru. Namun begitu sistem berkas ext3 pada sistem lama tidak akan dikonversi secara otomatis.
   
   D. JFS ( Journalis File System )
   JFS – IBM Journal FileSystem- Merupakan filesystem pertama yang menawarkan journaling. JFS sudah bertahun-tahun digunakan dalam IBM AIX ® OS sebelum digunakan ke GNU / Linux. JFS saat ini menggunakan sumber daya CPU paling sedikit dibandingkan filesystem GNU / Linux yang lain. Sangat cepat di format, mounting dan fsck, dan memiliki kinerja sangat baik, terutama berkaitan dengan deadline I / O scheduler. (Lihat JFS.) Tidak didukung seluas ext atau ReiserFS, tapi sangat matang dan stabil.
   E. Reiser FS
   • Reiser file sistem memiliki jurnal yang cepat.
   • Ciri-cirinya mirip EXT3 file sistem.
   • Reiser file sistem dibuat berdasarkan balance tree yang cepat.
   • Balance tree unggul dalam hal kinerja, dengan algoritma yang lebih rumit tentunya.
   • Reiser file sistem lebih efisien dalam pemenfaatan ruang disk.
   • Jika kita menulis file 100 bytes, hanya ditempatkan dalam satu blok.
   • File sistem lain menempatkannya dalam 100 blok.
   • Reiser file sistem tidak memiliki pengalokasian yang tetap untuk inode. • Resier file sistem dapat menghemat disk sampai dengan 6 persen.

Analisa Algoritma-algoritma

1. Algoritma Penggantian Page Acak

Mekanisme algoritma : Setiap terjadi page fault, page yang diganti dipilih secara acak. Teknik ini tidak memakai informasi apapun dalam menentukan page yang diganti. Semua page di memori utama mempunyai bobot sama untuk dipilih. Teknik ini dapat memilih sembarang page, termasuk page yang sedang diacu (page yang seharusnya tidak diganti, pilihan terburuk). Teknik ini sangat buruk, percobaan menunjukkan algoritma acak menimbulkan rate terjadinya page fault yang sangat tinggi.

2. Algoritma Optimal

Algoritma ini adalah algoritma yang paling optimal sesuai namanya. Prinsip dari algoritma ini adalah mengganti halaman yang tidak akan terpakai lagi dalam waktu lama, sehingga efisiensi pergantian halaman meningkat (page fault yang terjadi berkurang) dan terbebas dari anomali Belady. Strategi ini akan menghasilkan jumlah page-fault paling sedikit. Algoritma ini memiliki page fault rate paling rendah di antara semua algoritma di semua kasus. Akan tetapi, optimal belum berarti sempurna karena algoritma ini ternyata sangat sulit untuk diterapkan. Sistem tidak dapat mengetahui halaman-halaman mana saja yang akan digunakan berikutnya. Pendekatan ini dapat dilakukan dengan simulasi. Tapi simulasi hanya spesifik untuk suatu program. Bila yang terbaik tak dimungkinkan, maka yang perlu dilakukan adalah berusaha mendekatinya. Algoritma penggantian page diusahakan kinerjanya mendekati optimal. Tiap algoritma penggantian page mengumpulkan dan memakai informasi untuk menentukan page yang diganti sehingga mendekati optimal.

3. Algoritma Penggantian Page NRU (Not-Recently Used)

Mekanisme algoritmanya :

Pada algoritma ini, page diberi dua bit mencatat status page, bit R dan M, yaitu

Bit R   : referenced (menyatakan page sedang diacu)

Bit R = 1 berarti sedang diacu

Bit R = 0 berarti tidak sedang diacu

Bit M  : modified (menyatakan page telah dimodifikasi)

Bit M = 1 berarti dimodifikasi

Bit M = 0 berarti tidak dimodifikasi

Dengan 2 bit, maka page-page dikelompokkan menjadi 4 kelas page, yaitu

Kelas 0 : Tidak sedang diacu, belum dimodifikasi (R=0, M=0)

Kelas 1 : Tidak sedang diacu, telah dimodifikasi (R=0, M=1)

Kelas 2 : Sedang diacu, belum dimodifikasi (R=1, M=0)

Kelas 3 : Sedang diacu, telah dimodifikasi (R=1, M=1)

Memilih mengganti page kelas bernomor terendah (bila terdapat page-page di kelas itu) secara acak. Bila kelas tersebut kosong maka dipilih page di kelas lebih tinggi, dan seterusnya.
Algoritma ini mengasumsikan kelas-kelas bernomor lebih rendah akan baru akan digunakan kembali dalam waktu relatif lama.

Algoritma ini mudah dipahami dan diimplementasikan. Implementasi algoritma ini sangat efisien karena tak banyak langkah dalam pemilihan page. Algoritma ini memang tidak optimal, tapi dalam kondisi-kondisi normal telah memadai.

4. Algoritma FIFO ( First In First Out )

Algoritma ini adalah algoritma yang paling sederhana. Prinsip dari algoritma ini adalah seperti prinsip antrian (antrian tak berprioritas), halaman yang masuk lebih dulu maka akan keluar lebih dulu juga. Algoritma ini menggunakan struktur data stack. Apabila tidak ada frame kosong saat terjadi page fault, maka korban yang dipilih adalah frame yang berada di stack paling bawah, yaitu halaman yang berada paling lama berada di memori. Dengan hanya informasi mengenai lama berada di memori, maka algoritma ini dapat memindahkan page yang sering digunakan. Boleh jadi page itu berada terus di memori karena selalu digunakan. Page itu karena mengikuti pola antrian berdasar lamanya berada di memori menjadi elemen terdepan, diganti, dan segera harus masuk kembali ke memori sehingga terjadi page fault kembali.

5. Algoritma LRU (Least Recently Used)

Dikarenakan algoritma optimal sangat sulit dalam pengimplementasiannya, maka dibuatlah algoritma lain yang performance-nya mendekati algoritma optimal dengan sedikit cost yang lebih besar. Algoritma ini mengganti halaman yang paling lama tidak dibutuhkan. Asumsinya, halaman yang sudah lama tidak digunakan sudah tidak dibutuhkan lagi dan kemungkinan besar, halaman yang baru di-load akan digunakan kembali.

Sama seperti algoritma optimal, algoritma LRU tidak mengalami anomali Belady. Algoritma ini memakai linked list untuk mendata halaman mana yang paling lama tidak terpakai. Linked list inilah yang membuat cost membesar, karena harus meng-update linked list tiap saat ada halaman yang di akses. Halaman yang berada di linked list paling depan adalah halaman yang baru saja digunakan. Semakin lama tidak dipakai, halaman akan berada semakin belakang dan di posisi terakhir adalah halaman yang paling lama tidak digunakan dan siap untuk di-swap.

Implementasi LRU

Ada beberapa cara untuk mengimplementasikan algoritma LRU. Tetapi, yang cukup terkenal ada 2, yaitu counter dan stack. Contoh algoritma di atas menggunakan stack.
Counter . Cara ini dilakukan dengan menggunakan counter atau logical clock. Setiap halaman memiliki nilai yang pada awalnya diinisialisasi dengan 0. Ketika mengakses ke suatu halaman baru, nilai pada clock di halaman tersebut akan bertambah 1. Semakin sering halaman itu diakses, semakin besar pula nilai counter-nya dan sebaliknya. Untuk melakukan hal itu dibutuhkan extra write ke memori. Selain berisi halaman-halaman yang sedang di-load, memori juga berisi tentang counter masing-masing halaman. Halaman yang diganti adalah halaman yang memiliki nilai clock terkecil, yaitu halaman yang paling jarang diakses. Kekurangan dari cara ini adalah memerlukan dukungan tambahan counter pada hardware.

Stack. Cara ini dilakukan dengan menggunakan stack yang menandakan halaman-halaman yang berada di memori. Setiap kali suatu halaman diakses, akan diletakkan di bagian paling atas stack. Apabila ada halaman yang perlu diganti, maka halaman yang berada di bagian paling bawah stack akan diganti sehingga setiap kali halaman baru diakses tidak perlu mencari kembali halaman yang akan diganti. Dibandingkan pengimplementasian dengan counter, cost untuk mengimplementasikan algoritma LRU dengan menggunakan stack akan lebih mahal karena seluruh isi stack harus di-update setiap kali mengakses halaman, sedangkan dengan counter, yang dirubah hanya counter halaman yang sedang diakses, tidak perlu mengubah counter dari semua halaman yang ada.

Demikian Semoga Bermanfa’at..., ^ _^