Sistem berkas, sistem akses dan organisasi file

A.       Sistem Berkas

1.      Pengertian Berkas

     Berkas(file) adalah kumpulan sejumlah komponen yang bertipe data sama, yang  jumlahnya tidak tertentu. Banyaknya data dalam berkas dapat ditambah jika diperlukan. Dalam  pascal berkas menyediakan data yang nantinya akan digunakan oleh suatu  program.  Berkas dapat  berupa  disk file yang  media penyimpanannya berupa cakram magnetis, kartu plong, dan sejenisnya atau berupa piranti logika yang sering digunakan.

     Satu aspek penting dari berkas adalah bahwa data yang ada didalam berkas bisa  digunakan  oleh  sembarang  program  yang  tipe  datanya  disesuaikan  dengan kebutuhan. Berkas tersusun dari sejumlah rekaman dimana masing-masing rekaman tersusun atas sejumlah medan.

2.      Istilahilah-Istilah Dasar Yang Digunakan Dalam Berkas :

1.       Data : Representasi dari fakta yang dimodelkan dalam bentuk gambar, kata, angka, huruf dan lain sebagainya

2.      Elemen data : salah satu nilai tunggal dengan satu petunjuk nama dan deskripsi karakteristik seperti tipe ( Char, nomor, kode ) dan panjang karakter atau digit.

3.      Item Data : Referensi nama dan himpunan karekteristik elemen-elemen data yang menggambarkan suatu attribute, atau tempat menyimpan setiap attribute dari sebuah entitas.

4.      Entitas : ekumpulan Objek yang terbatas / terdefinisikan yang mempunyai karakteristik sama dan bisa di bedakan dari lainnya. Objek dapat berupa barang, orang, tempat atau suatu kejadian. Contoh : entitas mobil, mahasiswa, nilai ujian dll.

5.      Attribut : Deskripsi data yang bisa mengidentifikasikan entitas. Seluruh attribute harus cukup untuk menyatakan identitas objek atau dengan kata lain kumpulan attribute dari setiap entitas dapat mengidentifikasikan keunikan suatu individu. Contoh : entitas mobil terdiri dari attribute no polisi, no registrasi, jenis mobil, tahun pembuatan, bahan bakar yang digunakan, dll.

6.      Field : Lokasi penyimpanan untuk salah satu elemen data, atau seuatu elemen yang memiliki attribute dan harga dan merupakan unit informasi terkecil yang bisa diakses.

7.       Record : Lokasi penyimpanan yang terbuat dari rangkaian field yang berisi elemen-elemen data yang menggambarkan beberapa entitas.

8.      File : Sekumpulan record dari tipe tunggal yang berisi elemen-elemen data yang menggambarkan himpunan sentita.

9.      Akses Data : Satu cara dimana suatu program mengakses secara fisik record-record dalam file penyimpanan.

3.       Attribut 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 system membedakan penggunaan huruf besar dan kecil dalam penamaan sebuah berkas, sementara system yang lain menganggap kedua hal di atas sama. Ketika berkas diberi nama, maka berkas tersebut akan menjadi madiri terhadap proses, pengguna bahkan system yang membuatnya. Atribut berkas terdiri dari nama, type, lokasi, ukuran, dan proteksi.

Waktu, tanggal dan identifikasi pengguna; informasi ini biasanya disimpan untuk :

a.  Pembuatan berkas

b.  Modifikasi terakhir yang dilakukan pada berkas, dan

c.  Penggunaan terakhir berkas.

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 non-volatile, sehingga keduanya harus disimpan pada sebuah device dan baru dibawa bagian per-bagian ke memori pada saat dibutuhkan

4.  Operasi Pada Berkas

Sebuah berkas adalah jenis data abstrak. Untuk mendefinisikan berkas secara tepat, 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 system operasi pada keenam operasi dasar pada berkas.

1.    Membuat sebuah berkas

Ada dua cara dalam membuat berkas. Pertama, tempat baru di dalam  system 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, system 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 sebuah berkas, dapat menggunakan system call beserta nama berkas di blok memori mana berkas berikutnya diletakkan. Direktori mencari berkas yang akan dibaca dan system menyimpan penunjuk baca pada berkas dimana pembacaan berikutnya akan terjadi. Ketika pembacaan dimulai, penunjuk harus diperbaharui. Sehingga secara umum, suatu berkas ketika sedang dibaca atau ditulis, kebanyakan system hanya mempunyai satu penunjuk, baca dan tulis menggunakan penunjuk yang sama, hal ini menghemat tempat dan mengurangi kompleksitas system.

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 ini sering disebut pencarian berkas.

5.    Menghapus sebuah berkas.

Untuk menghapus berkas, perlu dicari berkas tersebut di dalam direktori. Setelah ditemukan dapat dibebaskan tempat yang dipakai berkas tersebut (sehingga dapat digunakan 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 mengizinkan semua atribut tetap sama tetapi panjang berkas menjadi nol, hal ini lebih baik daripada memaksa pengguna untuk menghapus berkas dan membuatnya lagi.

Beberapa informasi yang terkait dengan pembukaan berkas, yaitu :

1.    Penunjuk berkas

       Pada system yang tidak mengikutkan batas berkas sebagai bagian dari system call baca dan tulis, system tersebut harus mengikuti posisi dimana terakhir proses baca dan tulis sebagai penunjuk. Penunjuk ini unik untuk setiap operasi pada berkas, maka dari itu harus disimpan terpisah dari atribut berkas yang ada pada disk.

2.    Penghitung berkas yang terbuka.                             

       Setelah berkas ditutup, system harus mengosongkan kembali table berkas yang dibuka yang digunakan oleh berkas tadi atau tempat di table akan habis. Karena mungkin ada beberapa proses yang membuka berkas secara bersamaan dan system harus menunggu sampai berkas tersebut ditutup sebelum mengosongkan tempatnya di table. Penghitung ini mencatat banyaknya berkas yang telah dibuka dan ditutup dan menjadi nol ketika yang terakhir membaca berkas menutup berkas tersebut barulah system dapat mengosongkan tempatnya di table.

3.    Lokasi berkas pada disk.

       Kebanyakan operasi pada berkas memerlukan system untuk mengubah data yang ada pada berkas. Informasi mengenai lokasi berka spada disk disimpan di memori agar menghindari banyak pembacaan pada disk untuk setiap operasi.

B.           Sistem Akses

1.      Pengertian Sistem Akses

Sistem Akses adalah system pengorganisasian, pengelolaan dan penyimpanan data pada alat penyimpanan eksternal dengan organisasi file tertentu. Pada system berkas dan akses penyimpanan data dilakukan secara fisik.

Teknik yang digunakan untuk menggambarkan dan menyimpan record pada file disebut organisasi file.

Pengersipan dan akses adalah : Cara untuk membentuk suatu arsip / file dan cara pencarian record-recordnya kembali

Secara lebih spesifik pengersipan 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.

Bentuk atau representasi dari data ada 2 yaitu :

1.      Data Logik (Data rancangan), yaitu data yang hanya baru menjadi sebuah rencana data di level konseptual. Misalnya penggambaran data dengan metode E-R, model objek, model semantic, dan lain-lain.

2.      Data Fisik, yaitu data yang sudah jadi, data yang merupakan hasil terakhir dari data logic yang biasanya disimpan dalam media penyimpanan.

Klasifikasi Data dibagi menjadi 3, yaitu :

1.      Data tetap, yaitu data yang tidak mengalami perubahan-perubahan, bersifat tetap dan biasanya dalam melakukan perubahan membutuhkan waktu yang lama.

2.      Data tidak tetap, yaitu data yang mengalami perubahan secara rutin dan sukar untuk diprediksi karena sifatnya yang berubah-ubah.

3.      Data yang bertambah menurut waktu.

2.      Model Akses

Ada 3 model akses yang mungkin oleh sebuah program terhadap file, yaitu

1.       Input File : File yang hanya dapat dibaca dengan program

Ø  Transaction file merupakan input file untuk meng-update program.

Ø  Program file dari source code merupakan input file untuk program compiler

2.      Output File : File yang hanya dapat ditulis oleh sebuah program / file yang dibuat dengan program

Ø  Report file merupakan output dari program yang meng-update master file

Ø  Program file yang berupa object code merupakan output file dari program compiler

3.      Input/Output File : File yang dapat dibaca dari dan ditulis ke selama eksekusi program

C.          Organisasi File

1.      Pengertian organisasi file

Organisasi File adalah suatu teknik atau cara yang digunakan untuk  menyatakan dan menyimpan record-record dalam sebuah file.

Ada 5 teknik dasar organisasi file, yaitu :

1.      Organisasi File Sequential

Merupakan cara yang paling dasar untuk mengorganisasikan kumpulan record-record dalam sebuah berkas. Dalam organisasi berkas sequential, pada waktu record ini dibuat, record-record direkam secara berurutan. Contoh : Lagu yang ada dikaset.

2.      Organisasi File Relative

Suatu berkas yang mengidentifikasikan record dengan key yang diperlukan. Record tidak perlu tersortir secara fisik menurut nilai key.

3.      Organisasi berkas relatif

 paling sering digunakan dalam proses interaktif.Tidak perlu mengakses record secara berurutan (consecutive). Sebaiknya disimpan dalam Direct Access Storage Device (DASD) seperti magnetic disk/drum. Contoh : Lagu yang ada pada CD (Compact Disk)

4.      Indexed Sequential

Merupakan salah satu cara yang efektif untuk mengorganisasi kumpulan record-record yang membutuhkan akses record secara sequential maupun secara individu berdasarkan nilai key. Contoh : Mencari arti kata dalam kamus.

5.      Multi – Key

Merupakan organisasi yang dapat mempunyai sebuah file yang di akses dengan banyak cara. Contoh : Sistem perbankan yang memiliki banyak pemakai.

Secara umum kelima teknik dasar tersebut berbeda dalam cara pengaksesannya, yaitu; :

1.      Direct Access merupakan suatu cara pengaksesan record yang langsung, tanpa mengakses seluruh record yang ada. Contoh : Magnetic Disk.

2.      Sequential Access merupakan suatu cara pengaksesan record, yang didahului pengaksesan record-record di depannya. Contoh : Magnetic Tape.

2.      Faktor-faktor yang mempengaruhi dalam proses pemilihan organisasi file

1.      Karakteristik dari media penyimpanan yang digunakan

2.      Volume dan frekuensi dari transaksi yang diproses

3.      Respontime yang diperlukan Cara memilih organisasi file tidak terlepas dari 2 aspek utama, yaitu :

 Menurut Model penggunaannya ada 2 cara :

Ø  Batch; Suatu proses yang dilakukan secara group atau kelompok.

Ø  Interactive; Suatu proses yang dilakukan secara satu persatu, yaitu record demi record.

Menurut model oprasi file ada 4 cara :

Ø  Creation
Membuat struktur file lebih dahulu, menentukan banyak record baru, kemudian record-record dimuat ke dalam file tersebut.Membuat file dengan cara merekam record demi record.

Ø  Update
Untuk menjaga agar file tetap up to date.Contoh: Insert / Add, Modification, Deletion.

Ø  Retrieval
Pengaksesan sebuah file dengan tujuan untuk mendapatkan informasi.Inquiry: Volume data rendah, model proses interactive.Report Generation: Volume data tinggi, model proses batch.File Retrieval terbagi 2, yaitu : Comprehensive Retrieval mendapatkan informasi dari semua record dalam sebuah file dan Selective Retrieval mendapatkan informasi dari record-record tertentu berdasarkan persyaratan tertentu.

Ø  Maintenance

Perubahan yang dibuat terhadap file dengan tujuan memperbaiki penampilan program dalam mengakses file tersebut.