Implementasi Sistem Berkas

Struktur Sistem Berkas

Disk yang merupakan tempat terdapatnya sistem berkas menyediakan sebagian besar tempat penyimpanan dimana sistem berkas akan dikelola. Disk memiliki dua karakteristik penting yang menjadikan disk sebagai media yang tepat untuk menyimpan berbagai

macam berkas, yaitu:

· Data dapat ditulis ulang di disk tersebut, hal ini memungkinkan untuk membaca,

memodifikasi, dan menulis di disk tersebut.

· Dapat diakses langsung ke setiap blok di disk. Hal ini memudahkan untuk

mengakses setiap berkas baik secara berurut maupun tidak berurut, dan berpindah

dari satu berkas ke berkas lain dengan hanya mengangkat head disk dan

menunggu disk berputar.

Disk Organization

Untuk meningkatkan efisiensi I/O, pengiriman data antara memori dan disk dilakukan dalam setiap blok. Setiap blok merupakan satu atau lebih sektor. Setiap disk memiliki ukuran yang berbeda-beda, biasanya berukuran 512 bytes.

Sistem operasi menyediakan sistem berkas agar data mudah disimpan, diletakkan dan diambil kembali dengan mudah. Terdapat dua masalah desain dalam membangun suatu sistem berkas. Masalah pertama adalah definisi dari sistem berkas. Hal ini mencakup definisi berkas dan atributnya, operasi ke berkas, dan struktur direktori dalam mengorganisasikan berkas-berkas. Masalah kedua adalah membuat algoritma dan struktur data yang memetakan struktur logikal sistem berkas ke tempat penyimpanan sekunder.

Sistem berkas dari sistem operasi yang sudah modern diimplementasikan dengan

menggunakan struktur berlapis. Keuntungan struktur berlapis ini adalah fleksibilitas yang dimilikinya. Penggunaan dari struktur berlapis ini memungkinkan adanya implementasi yang lebih dari satu secara bersamaan, terutama pada I/O Control dan tingkatan

organisasi berkas. Hal ini memungkinkan untuk mendukung lebih dari satu implementasi sistem berkas.

Lapisan struktur sistem berkas menghubungkan antara perangkat keras dengan aplikasi program yang ada, yaitu (dari yang terendah):

· I/O control, terdiri atas driver device dan interrupt handler. Driver device adalah

perantara komunikasi antara sistem operasi dengan perangkat keras. Input

didalamnya berisikan perintah tingkat tinggi seperti "ambil blok 133", sedangkan

output-nya adalah perintah tingkat rendah, instruksi spesifik perangkat keras yang

digunakan oleh controller perangkat keras.

· Basic file system, diperlukan untuk mengeluarkan perintah generic ke device

driver untuk read dan write pada suatu blok dalam disk.

· File-organization module, informasi tentang alamat logika dan alamat fisik dari

berkas tersebut. Modul ini juga mengatur sisa disk dengan melacak alamat yang

belum dialokasikan dan menyediakan alamat tersebut saat pengguna ingin

menulis berkas ke dalam disk. Di dalam File-organization module juga terdapat

free- space manager.

· Logical file-system, tingkat ini berisi informasi tentang simbol nama berkas,

struktur dari direktori, dan proteksi dan sekuriti dari berkas tersebut. Sebuah File

Control Block (FCB) menyimpan informasi tentang berkas, termasuk

kepemilikan, izin dan lokasi isi berkas.

Di bawah ini merupakan contoh dari kerja struktur berlapis ini ketika suatu program mau

membaca informasi dari disk. Urutan langkahnya:

1. Application program memanggil sistem berkas dengan system call.

Contoh: read (fd, input, 1024) akan membaca section sebesar 1 Kb dari disk dan menempatkannya ke variabel input.

2. Diteruskan ke system call interface.

System call merupakan software interrupt. Jadi, interrupt handler sistem operasi akan memeriksa apakah system call yang menginterupsi. Interrupt handler ini akan memutuskan bagian dari sistem operasi yang bertanggung jawab untuk

menangani system call. Interrupt handler akan meneruskan system call.

3. Diteruskan ke logical file system.

Memasuki lapisan sistem berkas. Lapisan ini menyediakan system call, operasi

yang akan dilakukan dan jenis berkas. Yang perlu ditentukan selanjutnya adalah

file organization module yang akan meneruskan permintaan ini. File organization

module yang akan digunakan tergantung dari jenis sistem berkas dari berkas yang

diminta.

Contoh: Misalkan kita menggunakan LINUX dan berkas yang diminta ada di

Windows 95. Lapisan logical file system akan meneruskan permintaan ke file

organization module dari Windows 95.

4. Diteruskan ke file organization module.

File organization module yang mengetahui pengaturan (organisasi) direktori dan berkas pada disk. Sistem berkas yang berbeda memiliki organisasi yang  berbeda. Windows 95 menggunakan VFAT-32. Windows NT menggunakan format NTFS. Linux menggunakan EXT2. Sistem operasi yang paling modern memiliki beberapa file organization module sehingga dapat membaca format yang berbeda.

Pada contoh di atas, logical file system telah meneruskan permintaan ke file

organization module VFAT32. Modul ini menterjemahkan nama berkas yang

ingin dibaca ke lokasi fisik yang biasanya terdiri dari disk antarmuka, disk drive,

surface, cylinder, track, sector.

5. Diteruskan ke basic file system.

Dengan adanya lokasi fisik, kita dapat memberikan perintah ke piranti keras yang dibutuhkan. Hal ini merupakan tanggungjawab basic file system. Basic file system ini juga memiliki kemampuan tambahan seperti buffering dan caching.

Contoh: Sektor tertentu yang dipakai untuk memenuhi permintaan mungkin saja

berada dalam buffers atau caches yang diatur oleh basic file system. Jika terjadi

hal seperti ini, maka informasi akan didapatkan secara otomatis tanpa perlu

membaca lagi dari disk.

6. I/O Control

Tingkatan yang paling rendah ini yang memiliki cara untuk

memerintah/memberitahu piranti keras yang diperlukan.