Materi TIK kelas 7:media penyimpanan data

MEDIA

PENYIMPANAN DATA

A.   Pengertian

Media penyimpanan data dalam computer disebut sebagai memory atau storage. Dalam hal ini pengertian memory terbagi menjadi 2, yaitu internal memory dan external memory. Internal memory merupakan suatu memory yang terletak di dalam CPU, sedangkan memory yang terletak di luar CPU dikatakan sebagai external memory.

B. Macam-macam Media Penyimpanan Data

I.   Internal Memory

Adalah suatu memory yang terletak di dalam CPU. Setiap data yang tersimpan akan ditempatkan dalam alamat tertentu sehingga computer dapat dengan cepat menemukan data yang dibutuhkan. Besar kecilnya computer ditentukan oleh besar kecilnya memori yang dimiliki. Pada dasarnya memori ini mempunyai sifat volatile, memori akan dapat bekerja jika ada aliran arus listrik. Dan memori jenis ini tidak dapat dimanfaatkan sebagai media penyimpanan secara maksimal, tidak dapat bekerja sebagai work  area dari system computer secara nyata.

Internal memori terdiri dari:      

a.   ROM (Read Only Memory)

Berfungsi untuk menyimpan pelbagai program yang berasal dari pabrik computer. Sesuai dengan namanya, ROM (Read Only Memory), maka program yang tersimpan dalam ROM, hanya bisa dipakai oleh para pemakai.

ROM bisa diibaratkan sebuah tulisan yang sudah tercetak, di mana pemakai hanya bisa melakukan pembacaan data yang ada di dalamnya tanpa bisa melakukan perubahan apapun pada tulisan yang ada. ROM biasanya berisi instruksi/program khusus yang bisa digunakan pemakai untuk memanfaatkan computer secara maksimal. ROM menyimpan program yang berasal dari pabrik dalam bentuk komponen padat, sehingga tidak akan mengalami gangguan seandainya aliran listrik terputus.

Jika sebuah PC dinyalakan, program yang ada di dalam ROM segera mencari lokasi yang diginakan untuk menyimpan operating system apakah terdapat pada disket ataupun hardisk. Jika ditemukan, maka operating system ini segera dipindahkan ke dalam RAM. Tahap ini dikenal sebagai boot-up. Untuk selanjutnya, program-program aplikasi seperti, windows dan lainnya juga dipindahkan ke dalam RAM, dan sekarang computer siap digunakan oleh pemakai.

ROM biasanya berisi: program BIOS (Basic Input Output System), program ini berfungsi untuk mengendalikan perpindahan data antara microprocessor ke komponen lain yang meliputi keyboard, monitor, printer, dan lainnya. Program BIOS juga mempunyai fungsi untuk self-diagnostik, atau memeriksa kondisi yang ada dalam dirinya. Program Linkage/Bootstrap, bertugas untuk memindahkan operating system yang tersimpan di dalam disket untuk kemudian ditempatkan di dalam RAM.

Misalnya, dengan memberi instruksi “SIMPAN” pada sebuah file MS-Word, makasinyal ini segera dikirim ke operating system. Operating system memeriksa apakah file yang ada benar-benar dapat disimpan, misalnya nama file sudah benar, disket yang digunakan tidak dalam posisi “read only” dan sebagainya. Jika semua sudah benar, maka operating system segera menggerakan peralatan yang ada untuk menyimpan file yang bersangkutan di bawah pengawasan BIOS.

Jenis-jenis ROM antara lain, yaitu:

a)      PROM (Programmable Read Only Memory)

Bersifat non-voletile dan hanya bisa ditulisi sekali saja. Pada PROM, proses penulisan dibentuk secara elektris dan dapat dibuat oleh penjual/pembeli setelah proses pabrikasi. Diperlukan peralatan khusus untuk proses penulisan. PROM menyediakan pendekatan yang lebih cepat dan lebih murah karena dapat diprogram langsung oleh user.

b)      EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)

Menyediakan fleksibelitas selama fase pengembangan system digital. Karena EPROM mampu mempertahankan informasi tersimpan untuk waktu yang lama, maka dapat digunakan untuk menggantu ROM pada saat software dikembangkan. Dengan cara ini, perubahan dan update memori dapat dilakukan dengan mudah.

c)      EEPROM (Electrically Erasable Read Only Memory)

Memori ini merupakan ROM yang dapat ditulisi kapan saja tanpa menghapus isi sebelumnya, hanya byte-byte yang beralamat yang akan di-update. Operasi write akan memerlukan waktu yang lebih lama dibandingkan operasi read, sekitar beberapa ratus milidetik perbyte. Kerugian EEPROM adalah diperlukan tegangan yang berbeda untuk penghapusan, penulisan, dan pembacaan data yang tersimpan.

b.   RAM (Random Access Memory )

Merupakan bagian memory yang bisa digunakan oleh para pemakai untuk menyimpan program dan data. RAM befungsi untuk menyimpan program dan data dari pemakai computer dalam bentuk pulsa-pulsa listrik, sehingga seandainya listrik yang ada dimatikan, maka program dan data yang tersimpan akan hilang.

Secara fisik, RAM berbentuk seperti sebuah chip yang sangat kecil, dan saat ini mampu menyimpan data antara 8 MB hingga 32 GB. Apabila pemakai computer ingin menambah kapasitas memory yang dimilikinya, pemakai tinggal menambahkan chip RAM pada tempat yang telah disediakan. Dengan demikian, semakin besar program-program yang digunakan, semakin besar pula tempat yang harus disediakan oleh RAM.

Secara prinsip, pengertian RAM terbagi menjadi: Input Area, yaitu tempat untuk menampung data-data input yang akan diolah. Program Area, yaitu tempat untuk menampung program yang akan digunakan untuk memproses data. Working Area, yaitu tempat untuk manampung kegiatan pengolahan data yang akan dikerjakan. Output Area, yaitu tempat untuk menampung hasil pengolahan data.

Jenis-jenis RAM antara lain, yaitu:

a)                  SRAM (Static RAM): menggunakan transistor jamak, biasanya 4-6 buah untuk setiap sel memory, tetapi tidak memiliki kapasitor dalam setiap sel. Digunakan terutama dalam cache.

b)                  DRAM (Dinamyc RAM): setiap sel terdiri dari satu transistor dan satu kapasitor, memerlukan refreshing konstan.

c)                  FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM): merupakan bentuk asli dari DRAM. Laju transfer maksimum untuk cache L2 mendekati 176 MB per sekon.

d)                 EDO DRAM (Extented Data Out DRAM): memory ini sekitar 5% lebih cepat disbanding FPM. Laju transfer maksimum untuk cache L2 mendekati 264 MB per sekon.

e)                  SDRAM (Synchronous): menggunakan burst mode untu memperbaiki unjuk kerja. SDRAM 5% lebih cepat dibandingkan dengan EDORAM dan merupakan memory yang paling banyak digunakan komputer pada saat ini. Laju transfer maksimum untuk cache L2 mendekati 528 MB per sekon.

f)                   RDRAM (Rambus DRAM): dirancang oleh Rambus dan berkonfigurasi RIMM (Rambus In-line Memory Module), konfigurasi pin dan ukuran sama dengan DIMM. RDRAM menggunakan bus data khusus berkecepatan tinggi yang disebut Rambus Channel. Chip memory RDRAM bekerja paralel untuk mencapai laju data 800 MHz.

g)                  Credit Card Memory: modul memory self-contained DRAM yang dibuat proprietary yang diselipkan ke dalam siot di komputer notebook.

h)                  Kartu Memory PCMCIA: merupakan bentuk lain dari modul memory self-contained DRAM untuk komputer notebook yang tidak dibuat proprietary dan dapat bekerja dengan berbagai jenis notebook dengan berbagai merk yang bus memory-nya sesuai dengan memory bus saat ini.

i)                    FlashRAM: memory berkapasitas rendah yang digunakan pada perngkat elektronika seperti, TV, VCR, radio mobil, dan lainnya. Memerlukan refresh dengan daya yang sangat kecil. Komputer menggunakan flashRAM untuk mengingat hal-hal seperti, hard disk setting.

j)                    VRAM (Video RAM): dikenal dengan Multiport DRAM (MDRAM). Merupakan jenis RAM yang digunakan khusus untuk adaptor radio atau akselerator 3-D. Disebut multiport karena VRAM secara normal memiliki dua jenis memory sekaligus, yaitu RAM dan SAM. VRAM diletakkn pada kartu grafik dan memiliki bebagai macam format yang kebanyakan dibuat proprietary. Kapasitas VRAM akan menentukan resolusi dan kedalaman warna display grafis.

II.  Eksternal Memory

Adalah suatu tempat atau sarana yang bisa dipakai computer untuk menyimpan data atau program, dan mempunyai fungsi hampir sama dengan internal memory. Pada memori jenis ini tidak wajib ada system computer, tidak seperti pada internal memori yang keberadaannya wajib dan harus ada. Memori eksternal dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah yang ada dalam memori primer, yaitu dapat mengatasi masalah keterbatasan area pada memori primer. Sifat dari memori eksternal ini adalah non-voletile.

Eksternal memori terdiri dari:

a.   KARTU 80 KOLOM

Media input/output yang pertama dan yang sekarang masih popular adalah kartu punch, yaitu kartu 80 kolom atau kartu IBM. Ukuran kartu tersebut adalah panjang 7,375 inci, lebar 3,25 inci, dan tebal 0,007 inci. Kolom dalam kartu tersebut diberi nomor 1 sampai dengan 80 mulai dari kiri ke kanan.

Masing-masing kolom dalam kartu berisi 12 posisi punch dan membentuk 12 baris horizontal. Baris yang paling atas disebut baris punch yang ke-12 atau baris 12, baris berikutnya adalah baris 11 dan selanjutnya baris-baris tersebut diberi nomor secara berurutan mulai baris 0 sampai dengan baris 9. Tiga baris teratas disebut baris zone dan sepuluh baris di bawahnya disebut baris digit. Jadi baris 0 merupakan baris zone dan sekaligus disebut baris digit. Tepi atas kartu disebut tepi 12 dan tepi bawah disebut tepi 9. Masing-masing kolom dari punch dapat mencatat sebuah karakter dengan bentuk sekumpulan lubang punch dalam kolom tersebut. Sebuah digit digambarkan dengan sebuah lubang punch pada baris di mana digit tersebut berada. Masing-masing karakter alfabetis digambarkan dengan dua lubang, satu lubang punch pada baris zone dan satu lubang pada baris digit.

Terakhir, ada ruang di bagian atas dari kartu yang disebut dengan baris cetakan. Pada baris inilah karakter yang telah di-punch akan tercetak. Cetakan karakter ini tidak mempunyai arti apa-apa bagi komputer, hanya memudahkan bagi seseorang untuk membaca data yang telah di-punch pada kartu tersebut. Beberapa kartu dapat diberi warna sehingga lebih mudah dikenal oleh petugas komputer. Warna ini juga tidak memberi arti apa-apa bagi komputer. Kumpulan kartu disebut deck. Kartu dalam deck biasanya mempunyai sudut potong (corner cut) sedemikian sehingga kita dapat mengatur kartu-kartu tersebut dengan mudah pada posisi yang sama (dengan melihat sudut potongnya).

JENIS-JENIS MEDIA PENYIMPANAN

• Cache Memory
• Main Memory
• Flash Memory
• Magnetic Disc Storage
• Optical Storage
• Tape Storage
• RAID

GAMBARAN UMUM BENTUK FISIK
Terdapat beberapa tipe media penyimpanan data pada sistem komputer. Penyimpanan data dibedakan berdasarkan :

• Kecepatan Akses Data
• Harga dari Media Penyimpanan
• Kehandalan dari Media Penyimpanan

Media penyimpanan informasi di system computer dibagi menjadi 2 tipe utama :
Penyimpan primer / Primary Storage. Ciri-ciri :

• Kecepatan akses tinggi
• Harganya relative mahal
• Kapasitas relative kecil
• Volatile

Penyimpan sekunder / Secondary Storage. Ciri-ciri :

• Kecepatan akses rendah
• Harganya relative murah
• Kapasitas relative besar
• Non-volatile

CACHE MEMORY

• Chache Memory mempunyai akses data paling cepat
• Cache Memory merupakan penyimpanan paling mahal
• Kapasitas Cache Memory paling Kecil (mis 256 KB – I MB)
• Mempunyai sifat volatile
• Cache Memory biasanya terletak pada Mainboard
• Biasanya prosessor akan mencari data pada cache memory dulu sebelum mencari data data memory utama
• Biasanya data yang terletak pada cache memory adalah data yang sering di baca

MAIN MEMORY (RAM)

• Merupakan simpanan data pada saat komputer beroperasi
• Harganya relatif masih mahal
• Kapasitas relatif kecil ( mis 64 MB – 1 GB)
• Kecepatan akses relatif lebih cepat
• Bersifat volatile

FLASH MEMORY

• Merupakan simpanan data yang banyak digunakan saat ini
• Menggunakan cara kerja EEPROM (electrically eraseable programmable read only memory)
• Kapasitas relatif lebih kecil besar dibandingkan main memory
• Non-volatile
• Kecepatan relatif lebih lambat dibandingkan main memory

MAGNETIC-DISC STORAGE

• Kapasitas relatif besar ( 1 GB – 100 GB)
• Kecepatan relatif lambat
• Harga Relatif Lebih murah
• Non-volatile
• Merupakan media penyimpanan yang paling banyak dipakai
• Kapasitas terus berkembang, karena aplikasi sistem komputer yang semakin berkembang
• Database yang besar biasanya membutuhkan lebih dari 1 hard disk untuk penyimpanannya
• Phisik sebuah hardisk terbuat dari bahan  Magnetic disk terbuat dari sejumlah plat/cakram. Permukaan tiap cakram (atas/bawah) terbuat dari bahan besi yang mudah dimagnetisasi
• Perekaman data
• Pada disk magnetic kode on dan off direpresentasikan oleh kedudukan elemen magnetiknya
• Dengan mengimbas permukaan disk dengan magnet (yang ada pada head), kedudukan elemen magnet berubah. Artinya kode on bisa diganti off dan sebaliknya
• Lubang-lubang di permukaan disk merepresentasikan data yang tersusun dalam suatu jalur yang disebut track. Data disimpan dalam track yang berbentuk konsentris
• Tiap track dibagi menjadi sector-sektor (blok)
• Magnetic disk diorganisasikan menjadi silinder-silinder
• Silinder adalah track-track yang sama pada permukaan-permukaan pada cakram-cakram yang berbeda
• Head R/W menyimpan informasi yang diambil dari magnetisasi sektor-sektor yang ada dibawahnya
• Head R/W melayang di atas permukaan platter
• Jika Head R/W menyentuh permukaan plat, maka data yang ada di bawahnya akan rusak
• Disc Controller merupakan interface antar sistem komputer dan hardware dari hardisk dengan menerima perintah read / write pada sebuah sector
• Disc controller juga bertugas untuk remapping bad sector, sehingga data tidak disimpan pada bad sektor pada hard disk
• Kapasitas
• Waktu akses (access time) : waktu mulai permintaan read/write hingga transfer data dimulai
• Rata-rata waktu transfer data (data-transfer rate) : waktu rata-rata data diambil atau disimpan ke dalam hardisk ( mis 4 – 8 MB per detik)
• Reliability
• Proses I/O pada disk ditentukan oleh sistem operasi
• Setiap proses I/O akan meminta alamat dari data pada harddisk, yang disebut juga block number (nomor blok)
• Ukuran blok  berkisar dari 512 kb – 4096 kb
• Data ditransfer antara memory dan hardisk dalam ukuran blok
• Karena akses data pada hardisk lebih lambat dibanding dengan akses data pada memory, maka sering terjadi bottleneck
• Pengembangan dilakukan pada teknik untuk memperbaiki kecepatan akses  blok pada disk

Waktu Akses terdiri dari :

• SEEK TIME : Waktu yang dibutuhkan untuk menempatkan R/W head pada cylinder yang diinginkan ( mis 2 – 30 millisecond)
• ROTATIONAL LATENCY TIME : Waktu yang dibutuhkan untuk menunggu sampai data berada di bawah R/W head. Biasanya sekitas 5400 RPM – 15000 RPM

Beberapa teknik yang dikembangkan dalam perbaikan kecepatan access blok pada disk :

• Scheduling (penjadwalan)
• File organization (organisasi file)
• Non-volatile write buffers (penulisan pada buffer non-volatile)
• Log disk

OPTICAL STORAGE

• Simpanan data pengganti disket ( mudah dibawa-bawa)
• Kapasitas relatif besar ( 1 keping CD dapat menyimpan s/d 640 MB, 1 keping DVD dapat menyimpan s/d 1,7 GB)
• Kecepatan relatif lebih lambat
• Harga relatif lebih murah
• Non-Volatile

TAPE STORAGE

• Kapasitas sangat besar ( 40 GB – 400 GB)
• Kecepatan akses paling lambat
• Non-Volatile
• Harga paling murah
• Biasa digunakan untuk back up data

HIRARKI MEDIA PENYIMPANAN DATA

Hirarki Media Penyimpanan Data

Urutan media penyimpanan dari yang tercepat :

• Primary storage
• Cache memory, main memory
• Secondary storage (online storage)
• Magnetic disc
• Tertiary storage (off line storage)
• Optical disc,  magnetic tape

RAID
Raid ( redundant arrays of independent disks) : Satu set disk drive yang bekerja seolah-olah sebagai satu disk drive tunggal
Latar Belakang Raid :

• Kecepatan komputer tergantung dari kecepatan cpu, kecepatan memory dan kecepatan proses i/o
• Kecepatan memori dan processor berkemban
  1. Cara Merawat Media Penyimpanan Data Utama
      Untuk media penyimpanan data utama, cara perawatannya adalah :
• Dengan cara mengatur bios agar tidak melakukan booting dari disket secara otomatis.
• Periksa pemasangan RAM/ROM tepat pada tempatnya atau pas pada slotnya.

1. Cara Merawat Media Penyimpanan Data Utama

    Untuk media penyimpanan data utama, cara perawatannya adalah :

• Dengan cara mengatur bios agar tidak melakukan booting dari disket secara otomatis.
• Periksa pemasangan RAM/ROM tepat pada tempatnya atau pas pada slotnya.

2. Cara Perawatan Media Penyimpanan Data Cadangan

    Untuk media penyimpanan data cadangan, cara perawatannya adalah sebagai berikut.

• Magnetic Disk (disket magnetis) atau floppy disk (disket) cara perwatannya adalah :

1. Menghindari disket dari debu dan meletakkannya di tempat disket.
2. Disket sebaiknya dilindungi agar tidak terhindar dari virus.

• Optic disk atau CD-ROM/DVD-ROM/HDDVD ROM/Bluray ROM cara perawatannya adalah :

1. Hindarkan permukaannya dari debu
2. Masukkan ke dalam kotak (tempatnya) jika sudah tidak digunakan lagi.

Setelah beberapa waktu (periode), bersihkanlah optik pada CD-ROM atau CD Drive dengan menggunakan CD pembersih (CD-Cleaner).