Sistem Berkas

Sistem Berkas

Berkas adalah kumpulan informasi berkait yang diberi nama dan direkam pada penyimpanan sekunder. Dari sudut pandang pengguna, berkas merupakan bagian terkecil dari penyimpanan logis, artinya data tidak dapat ditulis ke penyimpanan sekunder kecuali jika berada di dalam berkas. Biasanya berkas merepresentasikan program (baik source mau pun bentuk objek) dan data. Data dari berkas dapat bersifat numerik, alfabetik, alfanumerik, atau pun biner. Format berkas juga bisa bebas, misalnya berkas teks, atau dapat juga diformat pasti. Secara umum, berkas adalah urutan bit, byte, baris, atau catatan yang didefinisikan oleh pembuat berkas dan pengguna.

A.     Struktus Berkas

Pertimbangan utama dalam perancangan sistem berkas dan seluruh sistem operasi adalah apakah sistem operasi harus mengenali dan mendukung jenis berkas. Jika suatu sistem operasi mengenali jenis dari berkas, maka ia dapat mengoperasikan berkas tersebut.

Teknik yang umum digunakan dalam implementasi jenis berkas adalah dengan menambahkan jenis berkas dalam nama berkas. Nama dibagi dua, nama dan akhiran(ekstensi),yang biasanya dipisahkan dengan karakter titik. Sistem menggunakan akhiran tersebut untuk mengindikasikan jenis berkas dan jenis operasi yang dapat dilakukan pada berkas tersebut. Contoh, hanya berkas yang berakhiran .bat. .exe atau .com yang bisa dijalankan (eksekusi). Program aplikasi juga menggunakan akhiran tersebut untuk mengenali berkas yang dapat dioperasikannya. Beberapa sistem operasi menyertakan dukungan terhadap akhiran tetapi beberapa menyerahkan kepada aplikasi untuk mengatur akhiran berkas yang digunakan, sehingga jenis berkas dapat menjadi petunjuk aplikasi apa yang dapat mengoperasikannya.

Stuktur berkas pada Disk

•         Sebuah disk sistem berkas adalah file system yang dirancang untuk menyimpan file pada perangkat penyimpanan data, paling sering sebuah disk drive, yang mungkin secara langsung atau tidak langsung terhubung ke komputer.

•         Menempatkan batas dalam berkas dapat menjadi rumit bagi sistem operasi. Sistem disk biasanya memiliki ukuran blok yang sudah ditetapkan dari ukuran sektor. Semua I/O dari disk dilakukan dalam satuan blok dan semua blok (physical record) memiliki ukuran yang sama. Tetapi ukuran dari physical record tidak akan sama dengan ukuran logical record. Ukuran dari logical record bervariasi.

•         Sebagai contoh, pada sistem operasi UNIX, semua berkas didefinisikan sebagai kumpulan byte. Setiap byte dialamatkan menurut batasnya dari awal berkas sampai akhir.

•         Berkas juga dapat dianggap sebagai urutan dari beberapa blok pada disk.

•         Konversi dari logical record ke physical record merupakan masalah perangkat lunak. Tempat pada disk selalu berada pada blok, sehingga beberapa bagian dari blok terakhir yang ditempati berkas dapat terbuang.

B.      Metode Akses Berkas

Berkas menyimpan informasi. Apabila sedang digunakan informasi ini harus diakses dan dibaca melalui memori komputer. Informasi dalam berkas dapat diakses dengan beberapa cara, yaitu:

1. Akses sekuensial. Akses ini merupakan yang paling sederhana dan paling umum digunakan. Informasi dalam berkas diproses secara berurutan. Sebagai contoh, editor dan kompilator biasanya mengakses berkas dengan cara ini.
2. Akses langsung (relative access) . Sebuah berkas dibuat dari rekaman-rekaman logical yang panjangnya sudah ditentukan, yang mengizinkan program untuk membaca dan menulis rekaman secara cepat tanpa urutan tertentu.

C.      Proteksi Berkas

Saat sebuah informasi disimpan di komputer, kita menginginkan agar informasi tersebut aman dari kerusakan fisik (ketahanan) dan akses yang tidak semestinya (proteksi).

Ketahanan biasanya disediakan dengan duplikasi dari berkas. Banyak komputer yang mempunyai program sistem yang secara otomatis menyalin berkas dari disk ke tape dalam interval tertentu (misalnya sekali dalam sehari, atau seminggu, atau sebulan) untuk menjaga copy -an berkas agar tidak rusak secara tidak disengaja. Sistem berkas dapat rusak karena masalah hardware (seperti error dalam membaca atau menulis), mati listrik, debu, suhu yang ekstrim, atau perusakan dengan sengaja. Bug dalam software sistem berkas juga dapat mengakibatkan isi dari dokumen hilang.

1.      Tipe-tipe akses.

Kebutuhan untuk mengamankan berkas berhubungan langsung dengan kemampuan untuk mengakses berkas. Kita bisa menyediakan proteksi secara menyeluruh dengan pelarangan akses. Kita juga dapat menyediakan akses bebas tanpa proteksi. Kedua pendekatan tersebut terlalu ekstrem untuk penggunaan umum, sehingga yang kita butuhkan adalah akses yang terkontrol.

Mekanisme proteksi menyediakan akses yang terkontrol dengan membatasi tipe dari akses terhadap berkas yang dapat dibuat. Akses diizinkan atau tidak tergantung pada beberapa faktor, salah satunya adalah tipe dari akses yang diminta. Beberapa tipe operasi yang bisa dikontrol:

·         Read. membaca dari berkas.

·         Write. menulis atau menulis ulang berkas.

·         Execute. me-load berkas ke memori dan mengeksekusinya..

·         Append. menulis informasi baru di akhir berkas.

·         Delete. menghapus berkas dan mengosongkan spacenya untuk kemungkinan digunakan kembali.

·         List. mendaftar nama dan atribut berkas.

2.      Kontrol akses. 

Pendekatan paling umum dalam masalah proteksi adalah untuk membuat akses tergantung pada identitas pengguna. Pengguna yang bervariasi mungkin membutuhkan tipe akses yang berbeda atas suatu berkas atau direktori. Skema yang paling umum untuk mengimplementasikannya adalah dengan mengasosiasikan setiap berkas dan direktori pada sebuah list kontrol akses, yang menspesifikasikan user name dan tipe akses yang diperbolehkan untuk setiap user. Saat seorang pengguna meminta untuk mengakses suatu berkas, sistem operasi akan mengecek daftar akses yang berhubungan dengan berkas tersebut. Apabila pengguna tersebut ada di dalam daftar, maka akses tersebut diizinkan. Jika tidak, terjadi pelanggaran proteksi, dan pengguna tidak akan diizinkan untuk mengakses berkas tersebut.

Masalah utama dengan pendekatan ini adalah panjang dari daftar yang harus dibuat. Tapi dapat dipecahkan dengan cara menggunakan daftar dalam versi yang di- condense. Untuk itu, pengguna dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kelas:

·         Owner. pengguna yang membuat berkas tersebut.

·         Group. sekelompok pengguna yang berbagi berkas dan memiliki akses yang sama.

·         Universe. semua pengguna yang lain.

D.     Operasi Berkas

Silberschatz, Galvin dan Gagne mengkategorikan operasi-operasi terhadap direktori sebagai berikut:

a.      Mencari berkas.

Bila pengguna atau sebuah aplikasi ingin melakukan suatu operasi terhadap suatu berkas, tentu berkas tersebut harus dibuka terlebih dahulu. Untuk itu, sebuah direktori harus mencari entri yang bersesuaian dengan file tersebut dengan menelusuri struktur dari direktori yang bersangkutan.

b.      Membuat berkas.

Saat sebuah berkas baru dibuat, maka sebuah entri akan ditambahkan ke direktori.

c.       Menghapus berkas. 

Ketika suatu berkas tidak dibutuhkan lagi, maka berkas tersebut bisa dihapus dari direktori.

d.      Menampilkan isi direktori. 

Menampilkan seluruh atau sebagian daftar berkas-berkas yang ada di direktori dan atribut dari berkas-berkas dalam direktori tersebut (misalnya, information access control, type dan usage information).

e.      Mengubah nama berkas. 

Nama suatu berkas merepresentasikan isi berkas terhadap pengguna. Oleh karena itu, nama berkas harus bisa diubah ketika isi dan kegunaannya sudah tidak sesuai lagi. Mengubah nama suatu berkas memungkinkan berpindahnya posisi berkas di dalam struktur direktori.

f.        Akses sistem berkas. 

Pengguna bisa mengakses setiap direktori dan setiap berkas yang berada dalam struktur direktori.

g.      Update direktori. 

Karena sebagian atribut dari berkas disimpan dalam direktori, maka perubahan yang terjadi terhadap suatu berkas akan berpengaruh terhadap atribut dari berkas yang bersangkutan di direktori tersebut.

Jadi, pada dasarnya ada beberapa informasi yang terkait dengan pembukaan berkas yaitu:

·         Penunjuk Berkas : Pada sistem yang tidak mengikutkan batas berkas sebagai bagian dari  system  call  baca  dan  tulis,  sistem  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.

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

·         Lokasi  berkas  pada  disk :  Kebanyakan  operasi  pada  berkas  memerlukan  sistem untuk mengubah data yang ada pada berkas. Informasi mengenai lokasi berkas pada disk disimpan di memori agar  menghindari  banyak  pembacaan pada disk untuk setiap operasi.

Beberapa sistem operasi menyediakan fasilitas untuk memetakan berkas ke dalam memori pada sistem memori virtual. Hal tersebut mengizinkan bagian dari berkas ditempatkan pada suatu alamat di memori virtual. Operasi baca dan tulis pada memori dengan alamat tersebut dianggap sebagai operasi baca dan tulis pada berkas yang ada di alamat tersebut. Menutup berkas mengakibatkan semua data yang ada pada alamat memori  tersebut  dikembalikan  ke  disk  dan  dihilangkan  dari  memori  virtual  yang digunakan oleh proses.