Konsep Dasar Sistem Berkas

Definisi Sistem Berkas

• Sistem adalah sekelompok elemen dan prosedur yang saling berhubungan dan  saling bekerja sama dalam pencapaian suatu tujuan tertentu
• Berkas adalah kumpulan informasi berkait yang diberi nama dan direkam pada penyimpanan sekunder.
• Sistem berkas adalah suatu sistem untuk mengetahui bagaimana cara menyimpan data dari file tertentu dan organisasi file yang digunakan.

Dari sudut pandang pengguna, berkas merupakan bagian terkecil dari penyimpanan logis. Itu artinya data tidak dapat ditulis ke penyimpanan sekunder, kecuali jika berada didalam berkas. Berkas mempresentasikan program dan data. Informasi dalam berkas ditentukan oleh pembuatnya.

• Sistem berkas atau pengaksesan yaitu suatu sistem untuk mengetahui bagaimana menyimpan data dari file tertentu dan organisasi file yang digunakan. Sistem berkas berkaitan dengan sistem akses yaitu cara untuk mengambil informasi dari suatu file.
• Sistem berkas dan akses adalah sistem pengorganisasian, pengelolaan dan penyimpanan data pada alat penyimpan eksternal dengan organisasi file tertentu.

Teknik yang digunakan untuk menggambarkan dan menyimpan record pada file disebut organisasi file. Secara lebih spesifik pengarsipan dan akses berhubungan dengan :

1. Insert: Menyisipkan data baru atau tambahan ke dalam tumpukan data lama
2. Update: Mengubah data lama dengan data baru, perubahan ini bisa sebagian atau keseluruhan
3. Reorganisasi: Penyusunan kembali record-record dari suatu file (untuk jumlah data tetap).

Pengarsipan dan akses adalah :

• Cara untuk membentuk suatu arsip/file dan cara pencarian record-recordnya kembali.
• Sistem berkas dan akses adalah sistem pengorganisasian, pengelolaan dan penyimpanan data pada alat eksternal dengan organisasi file tertentu. Pada sistem berkas dan akses penyimpanan data dilakukan secara fisik.
• Teknik yang digunakan untuk menggambarkan dan menyimpan record pada file disebut organisasi file.

Konsep Dasar

Seperti yang telah kita ketahui, komputer dapat menyimpan informasi ke beberapa media penyimpanan yang berbeda, seperti magnetic disks, magnetic tapes, dan optical disks. Agar komputer dapat digunakan dengan nyaman, sistem operasi menyediakan sistem penyimpanan dengan sistematika yang seragam. Sistem Operasi mengabstraksi properti fisik dari media penyimpanannya dan mendefinisikan unit penyimpanan logis, yaitu berkas. Berkas dipetakan ke media fisik oleh sistem operasi. Media penyimpanan ini umumnya bersifat nonvolatile, sehingga kandungan di dalamnya tidak akan hilang jika terjadi gagal listrik maupun system reboot. Informasi dalam berkas ditentukan oleh pembuatnya. Ada banyak beragam tipe informasi yang dapat disimpan dalam berkas. Hal ini disebabkan oleh struktur tertentu yang dimiliki oleh berkas, sesuai dengan tipenya masing-masing. Contohnya:

• Text file; yaitu urutan karakter yang disusun ke dalam baris-baris.
• Source file; yaitu urutan subroutine dan fungsi, yang nantinya akan dideklarasikan.
• Object file; merupakan urutan byte yang diatur ke dalam blok-blok yang dikenali oleh linker dari sistem.
• Executable file; adalah rangkaian code section yang dapat dibawa loader ke dalam memori dan dieksekusi.

Komponen Sistem Berkas

Ada empat komponen sistem berkas:

1. Disk management: Menjelaskan bagaimana seharusnya menyusun blok-blok disk ke dalam file.
2. Naming: Berguna bagi pemakai yang memungkinkan untuk menunjuk file dengan penamaan yaitu dengan mengenali blok-blok disk.
3. Protection: Suatu cara untuk memproteksi pemakai-pemakai file dari pemakai lain.
4. Reliability: File–file yang diperlukan ada tersedia jika terjadi kerusakan sistem. Setiap sistem operasi mempunyai file sistem tersendiri. Contohnya FAT 32 pada Window 9x, NTFS pada Windows NT, Windows XP dan Windows 7. FAT 16 pada MS-DOS. Ext2, Ext3, Ext4 dan Reiser pada Linux. Masing – masing file sistem mempuyai metode yang berbeda dalam pengaksesesan, pengorganisasian dan pengeloaan pada disk.

Atribut Pada Berkas

Berkas diberi nama, untuk kenyamanan bagi pengguna, dan untuk acuan bagi data yang terkandung di dalamnya. Nama berkas biasanya berupa string atau karakter. Beberapa sistem membedakan penggunaan huruf besar dan kecil dalam penamaan sebuah berkas, sementara sistem yang lain menganggap kedua hal di atas sama.Ketika berkas diberi nama, maka berkas tersebut akan menjadi mandiri terhadap proses, pengguna, bahkan sistem yang membuatnya. Atribut berkas terdiri dari:

• Nama; merupakan satu-satunya informasi yang tetap dalam bentuk yang bisa dibaca oleh manusia (human-readable form)
• Type; dibutuhkan untuk sistem yang mendukung beberapa type berbeda
• Lokasi; merupakan pointer ke device dan ke lokasi berkas pada device tersebut
• Ukuran(size); yaitu ukuran berkas pada saat itu, baik dalam byte, huruf, ataupun block
• Proteksi; adalah informasi mengenai kontrol akses, misalnya siapa saja yang boleh membaca, menulis, dan mengeksekusi berkas
• Waktu, tanggal dan identifikasi pengguna; informasi ini biasanya disimpan untuk:pembuatan berkas, modifikasi terakhir yang dilakukan pada berkas, dan penggunaan terakhir berkas.

Data-data tersebut dapat berguna untuk proteksi, keamanan, dan monitoring penggunaan dari berkas. Informasi tentang seluruh berkas disimpan dalam struktur direktori yang terdapat pada penyimpanan sekunder. Direktori, seperti berkas, harus bersifat nonvolatile, sehingga keduanya harus disimpan pada sebuah device dan baru dibawa bagian per bagian ke memori pada saat dibutuhkan.

Jenis Berkas
Ada 2 jenis berkas yaitu berkas teks dan berkas biner.
Berkas Teks

1. Menyimpan informasi dalam bentuk baris-baris.
2. Setiap baris dipisahkan oleh tanda eoln atau end of line yang terdiri dari salah satu atau gabungan dari karakter khusus carriage return (ASCII 13) dan line feed (ASCII 10).
3. Biasanya dapat dibaca isinya ketika dibuka menggunakan text editor semacam Notepad.
4. Macamnya : Text File: berisi sembarang teks. / Source File: berisi kode sumber program atau script.

Berkas Biner

1. Menyimpan data sembarang dan tidak dipisah-pisahkan dalam baris.
2. Bisa berisi data dan kode program dalam bahasa mesin
3. Jika dibuka menggunakan text editor semacam Notepad, akan muncul huruf-huruf yang tak terbaca
4. Macamnya : Object File: berisi byte-byte yang diatur dalam blok-blok yang dapat dipahami system linker. / Executable File: berisi kode mesin yang langsung dapat dimuat ke dalam memory dan dijalankan oleh loader. / Data File: berisi data semacam gambar, suara, video, dll.

Struktur File

1. Byte sequence: Rangkaian byte yang tidak terstruktur (UNIX dan MS-DOS).
2. Record sequence: File dirangkai dalam record yang tertentu panjangnya dengan beberapa struktur.
3. Tree: Masing-masing file tidak sama panjangnya serta memiliki key filed pada record.

Jenis-jenis berkas pada UNIX dan MS-DOS antara lain:

• Regular file. Berisi informasi bagi pemakai (byte,record dan tree).
• ASCII file. Berisi baris teks, diakhiri dengan karakter “carriage return”.
• Binary file. Urutan bilangan biner yang terdiri dari bit 1 dan 0.
• Directories. Sistem file yang berisi informasi tentang file yagn berada dalam direktori tersebut.
• Character spesial file. Berhubungan degan I/O model serial (printer, terminal, network).
• Blok spesial file. Untuk pemodelan disk.
• Executable file. File yang siap untuk menjalankan suatu proses, mis file *exe, *.bat.

Sasaran Sistem Manajemen Berkas

Biasanya cara yang digunakan pemakai atau aplikasi dapat mengakses suat bekas adalah lewat sistem manajemen berkas dari sistem operasi. Pemakai atau pemrogram tidak perlu mengembangkan software khusus untuk mengakses data ditiap aplikasi. Sistem juga menyediakan pengendalian terhadap aset penting ini. Sasaran dari sistem manajemen berkas, yaitu:

1. Untuk memenuhi kebutuhan manajemen data bagi pemakai, termasuk penyimpanan data dan kemampuan melakukan operasi berkas.
2. Untuk menjamin data pada file adalah valid.
3. Untuk optimasi kerja.
4. Untuk menyediakan dukungan I/O beragam tipe peralatan penyimpanan.
5. Untuk meminimalkan potensi kehilangan atau kerusakan data.
6. Untuk menyediakan sekumpulan rutin interface I/O.
7. Untuk menyediakan dukungan I/O untuk sistem multiuser.

Fungsi Manajemen Berkas

Beberapa fungsi manejemen berkas antara lain :

1. Pemakai dapat menciptakan, memodifikasi dan menghapus file.
2. Pemakai dapat memakai bersama berkas secara terkendali.
3. Mekanisme pemakaian file secara bersama yaitu dengan menyediakan beragam access control file seperti read-only, write dan execute.
4. Pemakai dapat menstrukturkan file.
5. Pemakai dapat melakukan transfer informasi antar file.
6. Kemampuan backup dan recovery harus disediakan untuk mencegah kehilangan data.
7. Pemakai mengacu file dengan nama simbolik, bukn mengacu pada peralatan fisik.
8. Untuk penyimpanan data yang rahasia secara aman.
9. Menyediakan interface user-friendly.
10. Mengenali dan mengalokasikan satu file yang di pilih.
11. Menggunakan satu directory untuk menggambar lokasi semua file ditambah atributnya.
12. Blocking untuk mengakses file.
13. Pengalokasian file-file untuk blok-blok bebas.
14. Mengelola penyimpanan bebas untuk menyediakan blok-blok.

Gambaran File Sistem

• Gambaran pemakai: Pemakai menggunakan nama-nama file dan melihat bagaimana ukuran filenya dalam byte.
• Gambaran sistem: Sistem operasi melihat sistem berkas sebagai sekumpulan blok (virtual) dan ukuran file dalam sector (fisik). Blok dan sector tidak pelu berada dalam ukuran yang sama.

Operasi Pada Berkas

Sebuah berkas adalah tipe data abstrak. Untuk mendefinisikan berkas secara tepat, kita perlu melihat operasi yang dapat dilakukan pada berkas tersebut. Sistem operasi menyediakan system calls untuk membuat, membaca, menulis, mencari, menghapus, dan sebagainya. Berikut dapat kita lihat apa yang harus dilakukan sistem operasi pada keenam operasi dasar pada berkas.

1. Membuat sebuah berkas: Ada dua cara dalam membuat berkas. Pertama, tempat baru di dalam sistem berkas harus di alokasikan untuk berkas yang akan dibuat. Kedua, sebuah direktori harus mempersiapkan tempat untuk berkas baru, kemudian direktori tersebut akan mencatat nama berkas dan lokasinya pada sistem berkas.
2. Menulis pada sebuah berkas: Untuk menulis pada berkas, kita menggunakan system call beserta nama berkas yang akan ditulisi dan informasi apa yang akan ditulis pada berkas. Ketika diberi nama berkas, sistem mencari ke direktori untuk mendapatkan lokasi berkas. Sistem juga harus menyimpan penunjuk tulis pada berkas dimana penulisan berikut akan ditempatkan. Penunjuk tulis harus diperbaharui setiap terjadi penulisan pada berkas.
3. Membaca sebuah berkas: Untuk dapat membaca berkas, kita menggunakan system call beserta nama berkas dan di blok memori mana berkas berikutnya diletakkan. Sama seperti menulis, direktori mencari berkas yang akan dibaca, dan sistem menyimpan penunjuk baca pada berkas dimana pembacaan berikutnya akan terjadi. Ketika pembacaan dimulai, penunjuk baca harus diperbaharui. Sehingga secara umum, suatu berkas ketika sedang dibaca atau ditulis, kebanyakan sistem hanya mempunyai satu penunjuk, baca dan tulis menggunakan penunjuk yang sama, hal ini menghemat tempat dan mengurangi kompleksitas sistem.
4. Menempatkan kembali sebuah berkas: Direktori yang bertugas untuk mencari berkas yang bersesuaian, dan mengembalikan lokasi berkas pada saat itu. Menempatkan berkas tidak perlu melibatkan proses I/O. Operasi sering disebut pencarian berkas.
5. Menghapus sebuah berkas: Untuk menghapus berkas kita perlu mencari berkas tersebut di dalam direktori. Setelah ditemukan kita membebaskan tempat yang dipakai berkas tersebut (sehingga dapat digunakkan oleh berkas lain) dan menghapus tempatnya di direktori.
6. Memendekkan berkas: Ada suatu keadaan dimana pengguna menginginkan atribut dari berkas tetap sama tetapi ingin menghapus isi dari berkas tersebut. Fungsi ini mengijinkan semua atribut tetap sama tetapi panjang berkas menjadi nol, hal ini lebih baik dari pada memaksa pengguna untuk menghapus berkas dan membuatnya lagi.