Magnetic Disc [PDF]

Citation preview

ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER MAGNETIC DISK



Oleh : Paisal Anwar M. ARI Sutarto Rizky Adhiatma L.S



1. Pengertian Magnetic Disk Magnetic disk adalah Direct Access Storage Device (DASD) pertama yang dibuat oleh industri komputer. Pada magnetic disk kecepatan rata-rata rotasi piringannya sangat tinggi dan merupakan piranti penyimpanan sekunder yang paling banyak dijumpai pada sistem komputer modern. Magnetik disk sendiri terbuah dari piringan bundar yang terbuat dari logam atau plastik dimana permukaan dari bahan tersebut mempunyai sifat magnetic sehingga nanti bisa menghasilkan semacam medan magnet yang sangat diperlukan untuk proses baca tulis dari memory tersebut karena saat proses baca / tulis menggunakan kepala baca yang disebut dengan head. Secara fisik bentuknya adalah piringan yang bisa memutar sesuai kontrolnya. Pada awal perkembangannya piringan disk ini mempunyai ukuran diameter 50 cm, namun saat ini sudah ada yang berukuran 3 cm dan didominasi oleh ukuran 12 cm. Pada saat disk digunakan, motor drive berputar dengan kecepatan yang sangat tinggi. Ada sebuah read-write head yang ditempatkan di atas permukaan piringan tersebut. Permukaan disk terbagi atas beberapa track yang masih terbagi lagi menjadi beberapa sektor. Cakram fixed-head memiliki satu head untuk tiap-tiap track, sedangkan cakram moving-head (atau sering dikenal dengan nama cakram keras ) hanya memiliki satu head yang harus dipindah-pindahkan untuk mengakses dari satu track ke track yang lainnya. Magnetik Disk (Piringan Magnetik) terbuat dari satu atau lebih piringan hitam metal atau plastik dan permukaannya dilapisi lapisan iron-oxide. Perekaman datanya disimpan pada permukaan tersebut dalam bentuk kode binary. Piringan magnetik yang terbuat dari plastik dan sebuah piringan disebut dengan floppy disk (micro disk dan mini disk), sedangkan yang terbuat dari metal dan banyak piringan disebut hard disk. Lapisan dasar biasanya berbahan alumunium, alumunium Alloy dan kaca. Bahan kaca memberikan manfaat antara lain: 1. Meningkatkan reliabilitas disk 2. Mengurangi R/W error 3. Kemampuan untuk mendukung kerapatan tinggi 4. Kekakuan yang lebih baik untuk mengurangi dinamisasi disk 5. Kemampuan menahan goncangan dan kerusakan



2. Head Magnetic Disk Head disk ini sendiri merupakan sebuah koil induksi yang menggantung diatas permukaan dan tertahan pada sebuah bantalan udara, kecuali pada flopy disk dimana head disk menyentuh ke permukaan. 2.1 Jenis Head a. Movable-Head Disk Movable-Head Disk adalah lengan head bergerak menuju track yang diinginkan berdasarkan perintah dari disk drivenya Sistem kerja dari head ini adalah ketika arus + (positif) ataupun arus – (negatif) melewati head, maka akan menimbulkan sebuah medan magnet yang nantinya akan menarik dari head tersebut. Head akan bergerak ke kiri atau kekanan tergantung dari polaritas arus drive tersebut.Untuk membacanya, ketika head tersebut melewati sebuah daerah magnet maka sebuah arus + dan – dimunculkan dari head dan ini memungkinkan untuk membaca bit-bit yang telah disimpan sebelumnya. b. Fixed - Head Disk Pada Fixed - Head Disk hanya terdapat sebuah head per track jadi ada beberapa head per surface. Semua head ditempatkan pada lengan memanjang ke seluruh track.



Jenis Head Disk



2.2 Mekanisme Head Head yang menyentuh disk (contact) seperti pada floppy disk, head yang mempunyai celah utara tetap maupun yang tidak tetap tergantung medan magnetnya. Celah atau jarak head dengan disk tergantung kepadatan datanya, semakin padat datanya dibutuhkan jarak head yang semakin dekat, namun semakin dekat head maka faktor resikonya semakin besar, yaitu terjadinya kesalahan baca. Teknologi Winchester dari IBM mengantisipasi masalah celah head diatas dengan model head aerodinamik. Head berbentuk lembaran timah yang berada dipermukaan disk apabila tidak bergerak, seiring perputaran disk maka disk akan mengangkat headnya. Istilah Winchester dikenalkan IBM pada model disk 3340-nya. Model ini merupakan removable disk pack dengan head yang dibungkus di dalam pack. Sekarang istilah Winchester digunakan oleh sembarang disk drive yang dibungkus pack dan memakai rancangan head aerodinamis. Istilah Winchester dikenalkan IBM pada model disk 3340-nya. Model ini merupakan removable disk pack dengan head yang dibungkus di dalam pack. Sekarang istilah Winchester digunakan oleh sembarang disk drive yang dibungkus pack dan memakai rancangan head aerodinamis



3. Layout Disk a. Track Track adalah urutan melingkar bit-bit yang ditulis ketika disk melakukan suatu putaran penuh. Setiap track dibagi dalam sektor-sektor yang memilik panjang tetap dan berisi 512 byte data. Namun didahului dengan proses sinkronisasi head sebelum menulis dan membaca. Semakin banyak data yang ditulis atau dibaca maka putarannya juga akan semakin rapat. Namun dengan kondisi seperti itu maka peluang error bacanya juga semakin tinggi. Disk mempunyai 200-800 track per permukaan (banyaknya track pada piringan adalah tetap).sedangkan pada Track biasanya terisi beberapa sector, umumnya 10 hingga 100 sector tiap tracknya. b. Sector sector merupakan Blok-blok data yang dikirim dan disimpan ke memori ini dalam bentuk blok, umumnya blok lebih kecil kapasitasnya daripada track. c. Inter-Track Gaps Semua disk mempunyai lengan yang mampu bergerak keluar masuk pada kumparan dan piringan yang berputar sehingga terbentuk jarak-jarak (gap) radial yang berbeda. Fungsi gap itu sendiri untuk mencegah atau mengurangi kesalahan pembacaan maupun penulisan yang disebabkan melesetnya head atau karena interferensi medan magnet.



Disk Layout



3.1 Metode Layout Disk Metode pengalamatan dalam magnetic disk ( hardisk ) ada 2 yaitu : a. Metode silinder Metode silinder merupakan Pengalamatan berdasarkan nomor silinder, nomor permukaan dan nomor record. Semua track dari disk pack membentuk suatu silinder. Jadi bila suatu disk pack dengan 200 track per permukaan, maka mempunyai 200 silinder. Bagian nomor permukaan dari pengalamatan record menunjukkan permukaan silinder record yang disimpan. Jika ada 11 piringan maka nomor permukaannya dari 0 – 19 atau dari 1 – 20. Pengalamatan dari nomor record menunjukkan dimana record terletak pada track yang ditunjukkan dengan nomor silinder dan nomor permukaan. b. Metode sektor Metode sektor, Setiap track dari pack dibagi kedalam sektor-sektor. Setiap sektor adalah storage area untuk banyaknya karakter yang tetap. Pengalamatan recordnya berdasarkan nomor sektor, nomor track, nomor permukaan. Nomor sektor yang diberikan oleh disk controller menunjukkan track mana yang akan diakses dan pengalamatan record terletak pada track yang mana. Setiap track pada setiap piringan mempunyai kapasitas penyimpanan yang sama meskipun diameter tracknya berlainan. Keseragaman kapasitas dicapai dengan penyesuaian density yang tepat dari representasi data untuk setiap ukuran track. Keuntungan lain dari pendekatan keseragaman kapasitas adalah file dapat ditempatkan pada disk tanpa merubah lokasi nomor sector (track atau cylinder) pada file.



Metode Layout data disk 4. Metode Pengaksesan Disk Head harus bisa mengidentifikasi titik awal atau posisi-posisi sector maupun track. Caranya data yang disimpan akan diberi header data tambahan yang menginformasikan letak sector dan track suatu data. Tambahan header data ini hanya digunakan oleh sistem disk drive saja tanpa bisa diakses oleh pengguna.



Format data pada track disk Field ID merupakan header data yang digunakan disk drive menemukan letak sector dan tracknya. Byte SYNCH adalah pola bit yang menandakan awal field data. Waktu Akses adalah waktu yang diperlukan oleh kepala baca untuk menulis atau membaca isi sektor. Terdiri dari 4 komponen waktu : a. Seek Time, Adalah waktu yang dibutuhkan untuk menggerakkan read / write head pada disk ke posisi silinder yang tepat. b. Head Activational Time, Adalah waktu yang dibutuhkan untuk menggerakkan read / write head pada disk ke posisi track yang tepat. c. Rotational Delay (Lateney), Adalah waktu yang dibutuhkan untuk perputaran piringan sampai posisi record yang tepat. d. Transfer Time, Adalah waktu yang menunjukkan kecepatan perputaran dan banyaknya data yang ditransfer.



5. Karakteristik Magnetik Disk Karakteristik Gerakan head



Macam 1. Fixed head (satu per track) 2. Movable head (satu per surface)



Portabilitas disk



1. Nonremovable disk 2. Removable disk Sides 1. Single-sided 2. Double-sided Platters 1. Single-platter 2. Multiple-platter Mekanisme head 1. Contact (floppy) 2. Fixed gap 3. Aerodynamic gap (Winchester) Karakteristik Magnetik Disk Karakteristik disk berdasar portabilitasnya dibagi menjadi disk yang tetap (nonremovable disk) dan disk yang dapat dipindah (removable disk). Keuntungan disk yang dapat dipindah atau diganti-ganti adalah tidak terbatas dengan kapasitas disk dan lebih fleksibel. Karakteristik lainnya berdasar sides atau muka sisinya adalah satu sisi disk (single sides) dan dua muka disk (double sides). Kemudian berdasarkan jumlah piringannya (platters), dibagi menjadi satu piringan (single platter) dan banyak piringan (multiple platter).



Multiple platter



6. Memory yang Tergolong dalam Magnetic Disk Beberapa memori yang tergolong pada magnetic disk ini sendiri adalah : 1. Floppy Disk (Disket) Disket floppy merupakan media penyimpan data yang paling banyak dipakai pada mikrokomputer. Menurut ukurannya, disket floppy terdiri atas disket yang berukuran 5,25 dan 3,5 inci. Akan tetapi yang umum dipakai dewasa ini ialah disket floppy yang berukuran 3,5 inci. Disket floppy berukuran 3,5 inci ada yang berkapasitas 720 KB (low density), ada yang berkapasitas 1, 44 MB (high density). Sekarang sudah dikeluarkan pula disket berukuran 3,5 yang mempunyai kapasitas 2,0 MB. Disket floppy mempunyai notch (tekukan atau lubang) yang berfungsi untuk mencegah penulisan ke disket, atau untuk melindungi data. Perlindungan data dalam disket floppy dinamai write protection. Disket yang dilindungi dengan write protection ini tidak dapat ditulis oleh komputer, sehingga data yang ada di dalam terhindar dari perubahan, terutama perubahan akan kesalahan atau ketidak sengajaan. Write protection ini sangat diperlukan untuk pengamanan data di dalam disket pada saat mau menjalankan disket floppy tersebut. Untuk menjalankan disket floppy ini, komputer harus dilengkapi dengan diskdrive (penggerak disket). Penggerak disket biasanya dipasang di bagian depan kotak komputer. Ukuran penggerak disket ini disesuaikan dengan ukuran disket. Dengan demikian, disket floppy ini tidak bersifat tetap di dalam komputer, artinya disket tersebut harus dikeluar-masukkan pada saat mengoperasikannya.



Floppy Disk



Karekteristik berbagai macam disket 2. Hard Disk Hard disk adalah jenis disk yang bersifat tetap, tidak perlu dikeluar-masukkan sebagaimana disket floppy. Umumnya terbuat dari bahan logam padu yang berbentuk piringan atau pelat. Sebuah hard disk biasanya terdiri dari lebih satu piringan atau lempengan yang dilapisi dengan oksida besi. Cara penyimpanan datanya hampir sama dengan disket floppy. Bahan hard disk yang keras dan kapasitas simpannya yang lebih besar, juga membedakannya dari disket floppy yang bahannya relatif elastis. Kapasitas simpan atau rekam data pada hard disk jauh lebih tinggi dari pada disket floppy. Pada mulanya, ukuran minimum adalah 10 MB, akan tetapi hard disk yang dipakai sekarang umumnya kapasitas simpannya sangat besar, dengan ukuran GigaByte. Selain kapasitas simpan yang besar, hard disk juga mempunyai kecepatan atau pencarian data (seek and accses time) yang jauh lebih tinggi dari pada disket floppy. Sebagai contoh, hard disk dengan ukuran 1 GigaByte (1 GB Magnetic Hard Disk) mempunyai kecepatan akses 10 ms (millisecond = seperseribu detik). Sedangkan kapasitas simpannya ialah dapat menyimpan sampai 512.000 halam teks, 180 menit (3 jam) lama putar digital audio, 136 menit (sekitar 2 jam) digital MPEC video, juga dapat menyimpan gambar sampai 35 full color JPEG hi-res picture, dan 34.000 scanned images atau sekitar 12 laci file cabinet.



Hard Disk



7. Keuntungan dan Keterbatasan Magnetic Disk a. Keuntungan magnetic disk -



Penyimpanan data pada media ini bersifat nonvolatile, artinya data yang telah disimpan tidak akan hilang ketika komputer dimatikan. Data pada media ini dapat dibaca, dihapus dan ditulis ulang. Waktu yang dibutuhkan untuk mengakses suatu record lebih cepat. mampu menampung data dalam jumlah yang sangat besar serta memiliki kecepatan pada saat memanggil kembali data yang tersimpan. Mudah dipelihara. Digunakan untuk penyimpanan data dengan organisasi file langsung.



b. Keterbatasan Magnetic Disk -



Harga lebih mahal. Musuh utama dari media magnetik seperti disket floppy dan hard disk ialah jamur dan karat. Karena jamur dan karat ini, maka daya tahan atau umur media ini menjadi pendek.



8. Kesimpulan 1. Magnetic disk merupakan salah satu penyimpan sekunder, berbentuk bundar dengan dua permukaan magnetik. 2. Penggerak disk berupa Motor drive menggerakkan disk dengan kecepatan tinggi (kurang-lebih dari 60 putaran perdetik). 3. Kegiatan baca-tulis dilakukan Read-write head, yang diletakkan diatas piringan. Kepala baca-tulis sangat sensitif terhadap guncangan yang dapat menyebabkan disk rusak (bad sector). 4. Ruang Rekam terbagi atas beberapa track/lintasan dan tiap lintasan dibagi lagi dalam beberapa sector. 5. Beberapa memory yang tergolong pada magnetic disk ini sendiri adalah Flopy Disk, IDE Disk, dan SCSI Disk. 6. Keuntungan Penggunaan Magnetic Disk yaitu Akses terhadap suatu record dapat dilakukan secara sequential atau direct, Waktu yang dibutuhkan untuk mengakses suatu record lebih cepat, Respon time cepat. 7. Keterbatasan Penggunaan Magnetic Disk adalah harga lebih mahal dibandingkan dengan secondary memori yang lain.