HARD DISK

A. STRUKTUR HARDISK

Media Penyimpanan atau disk menyediakan sebagian besar tempat penyimpanan sistem yang dapat dikelola. Untuk Meningkatkan efisiensi I/O, Pengiriman data antara memori dan disk dilakukan dalam satu blok. Setiap blok merupakan satu kesatuan sektor. Setiap disk memiliki ukuran yang berbeda-beda, biasanya berukuran 512 bytes.

Disk memiliki Ciri khusus sebagai media penyimpanan data :

1. Data dapat ditulis ulang pada Disk, sehingga sangat memungkinkan pengguna untuk menbaca, memodifikasi, dan menulis di disk tersebut.

2. Dapat diakses langsung ke setiap block. Sehingga memungkinkan untuk mengakses setiap file secara urut maupun acak (Random).

Bagian-bagian Harddisk :

           Boot Sector

                 Merupakan sektor boot dari sebuah sektor harddisk, floppy disk, atau perangkat penyimpanan data yang sama yang berisi kode program untuk boot (biasanya, tapi tidak harus, sistem operasi) disimpan di bagian lain dari disk. Pada mesin IBM PC yang kompatibel BIOS memilih perangkat boot, maka salinan sektor pertama dari perangkat (yang mungkin suatu MBR, VBR atau kode yang dapat dieksekusi), untuk lokasi alamat 0x7C00.

          

          

           Cluster

Cluster, atau allocation unit (unit alokasi) dalam beberapa sistem berkas (file system) dan pengorganisasian disk, seperti File Allocation Table dalam sistem operasi MS-DOS dan NTFS dalam Windows NT merujuk kepada kumpulan sektor media penyimpanan yang digunakan oleh sistem operasi sebagai sebuah kesatuan, yang dapat digunakan untuk menyimpan informasi di dalam berkas atau direktori. Cluster dimaksudkan untuk mengurangi keborosan dalam melakukan manajemen terhadap struktur data di dalam hard disk, sehingga sistem berkas tidak akan mengalokasikan sektor disk fisik, tetapi sekumpulan sektor yang saling bedekatan.

Cylinder

Sebuah disk drive silinder adalah divisi data dalam disk drive, seperti yang digunakan dalam mode pengalamatan CHS hard disk (atau floppy disk). Hal ini juga digunakan dalam Cylinder-Head-Record (CCHHRR) mode pengalamatan CKD disk. Konsepnya adalah konsentris, cekung, silinder irisan melalui disk fisik (piringan), mengumpulkan masing-masing trek melingkar sejajar melalui tumpukan piring.

Sector

Dalam konteks penyimpanan disk komputer, sebuah sektor adalah subdivisi dari sebuah lagu pada magnetik disk atau optical disk. Masing-masing sektor menyimpan suatu jumlah data tetap. Format khas media ini menyediakan ruang untuk 512 byte (untuk magnetik disk) atau 2048 bytes (untuk cakram optik) dari data yang dapat diakses pengguna per sektor.

Fat

               Sistem berkas FAT atau FAT File System adalah sebuah sistem berkas yang menggunakan struktur tabel alokasi berkas sebagai cara dirinya beroperasi. Untuk penyingkatan, umumnya orang menyebut sistem berkas FAT sebagai FAT saja. Kata FAT sendiri adalah singkatan dari File Allocation Table, yang jika diterjemahkan secara bebas ke dalam Bahasa Indonesia menjadi Tabel Alokasi Berkas. Arsitektur FAT sekarang banyak digunakan secara luas dalam sistem komputer dan kartu-kartu memori yang digunakan dalam kamera digital atau pemutar media portabel.

Platter

Sebuah piring hard disk (atau disk) adalah sebuah komponen dari sebuah hard disk drive: ini adalah lingkaran disk tempat data disimpan magnetik. Sifat yang kaku piring-piring di sebuah harddisk adalah apa yang memberi mereka nama mereka (sebagai lawan dari bahan fleksibel yang digunakan untuk membuat floppy disk). Hard drive biasanya memiliki beberapa piringan yang dipasang pada gelendong yang sama. Sebuah piring dapat menyimpan informasi di kedua belah pihak, yang membutuhkan dua kepala per piring.

Harddisk Recorder

Sebuah hard disk perekam adalah jenis sistem pencatatan yang menggunakan kapasitas tinggi hard disk untuk merekam audio digital atau video digital. Hard disk sistem perekaman mewakili sebuah alternatif yang lebih tradisional reel-to-reel tape atau kaset sistem multitrack, dan memberikan kemampuan pengeditan tidak tersedia untuk tape recorder. Sistem, yang dapat mandiri atau berbasis komputer, biasanya mencakup ketentuan-ketentuan pencampuran digital dan pengolahan sinyal audio.

Host Adapter

Dalam perangkat keras komputer, sebuah host controller, host adapter, atau host bus adapter (HBA) menghubungkan sistem host (komputer) ke jaringan lainnya dan perangkat penyimpanan. Istilah ini terutama digunakan untuk merujuk ke perangkat untuk menghubungkan SCSI, Fibre Channel dan eSATA perangkat, tetapi perangkat untuk koneksi ke IDE, Ethernet, FireWire, USB dan sistem lain juga mungkin disebut host adapter. Baru-baru ini, kedatangan iSCSI telah membawa sekitar Ethernet HBAs, yang berbeda dengan Ethernet NIC di bahwa mereka termasuk perangkat keras yang didedikasikan iSCSI-offload TCP Engine.

Interleave

Ketika mengacu ke komputer hard disk drive, interleaving adalah metode untuk membuat membaca data lebih efisien. Interleaving adalah metode pengorganisasian sektor pada hard disk drive komputer, sehingga data yang akan diatur sehingga membaca / menulis kepala dapat mengakses informasi lebih mudah, sehingga data yang dibaca dari hard disk lebih cepat.

Logic Board

           Sebuah papan logika adalah Apple Macintosh setara dengan motherboard. Istilah dewan logika diciptakan kembali di tahun 1980-an, ketika Mac kompak pada saat memiliki dua komponen sirkuit terpisah. Istilah logika papan terjebak selama bertahun-tahun dari Macintosh manufaktur, bahkan di non-all-in-one Mac. Sebuah praktek lama untuk Apple saat model yang sudah ada ditingkatkan adalah untuk menawarkan upgrade dewan logika di mana user bisa membawa komputer mereka ke dealer Apple dan memiliki motherboard lama digantikan dengan yang baru, bersama dengan upgrade lain yang diperlukan untuk membawa komputer mereka di Sejalan dengan spesifikasi model baru. Motherboard yang lama akan disimpan oleh dealer sebagai perdagangan masuk.

SCSI

           Interface Sistem Komputer Kecil, atau SCSI (dibaca scuzzy [1]), adalah satu set standar untuk menghubungkan secara fisik dan mentransfer data antara komputer dan perangkat periferal. Standar SCSI mendefinisikan perintah-perintah, protokol dan antarmuka elektrik dan optik. SCSI yang paling sering digunakan untuk hard disk dan tape drive, tetapi dapat menghubungkan berbagai perangkat lain, termasuk scanner dan CD drive. Standar SCSI mendefinisikan perintah set untuk jenis perangkat perifer tertentu; kehadiran “tidak diketahui” sebagai salah satu jenis ini berarti bahwa secara teori, dapat digunakan sebagai sebuah antarmuka untuk hampir semua perangkat, tetapi standar sangat pragmatis dan ditujukan terhadap persyaratan komersial.

Motor Spindle

           Motor spindle, juga kadang-kadang disebut spindle poros, bertanggung jawab untuk mengubah hard disk piring, memungkinkan hard drive untuk beroperasi. Motor spindle adalah semacam “kuda kerja” dari hard disk. Ini tidak mencolok, tetapi harus memberikan stabil, dapat diandalkan dan konsisten kekuatan mengubah ribuan jam sering terus digunakan, untuk memungkinkan hard disk untuk berfungsi dengan benar. Bahkan, banyak kegagalan drive sebenarnya kegagalan dengan motor spindle, bukan sistem penyimpanan data.

B. Teknologi Harddisk

Harddisk merupakan media penyimpan yang didesain untuk dapat digunakan menyimpan data dalam kapasitas yang besar. Hal ini dilatar belakangi adanya program aplikasi yang tidak memungkinkan berada dalam 1 disket dan juga membutuhkan media penyimpan berkas yang besar misalnya database suatu instansi.

Tidak hanya itu, harddisk diharapkan juga diimbangi dari kecepatan aksesnya. Kecepatan harddisk bila dibandingkan dengan disket biasa, sangat jauh. Hal ini dikarenakan harddisk mempunyai mekanisme yang berbeda dan teknologi bahan yang tentu saja lebih baik dari pada disket biasa. Bila tanpa harddisk, dapat dibayangkan betapa banyak yang harus disediakan untuk menyimpan data kepegawaian suatu instansi atau menyimpan program aplikasi.

Hard disk pertama yang diciptakan adalah Hard disk yang ditawarkan oleh IBM pada tahun 1956, memiliki berat 500Kg dan hanya menawarkan kapasitas sebesar 5MB. Media penyimpanan seperti ini membutuhkan sebuah kompressor udara bertekanan dan masih jauh untuk penggunaan dirumah. Hard disk ini biasanya di sewakan kepada perusahaan", untuk jangka waktu tertentu. dengan biaya penyewaan $5000 US dollar/bulan.

Open Hard Disk atau juga yang dikenal dengan nama IBM 1311 diperkenalkan pada tanggal 11 Oktober 1962, Harddisk ini dapat menyimpan 2 juta karakter pada disk pack yang diganti. Ketebalan HD mencapai 4 Inchi, berat 4,5Kg, dan memiliki 6 disk yang berukuran 14 inchi dan 10 permukaan yang dapat ditulis. Dibandingkan yang sebelumnya, HDD ini jauh lebih ringan meskipun masih tergolong besar.

Pada tahun 1973, IBM memulai program Winchester dengan piringan berputar yang terpasang permanen, Mekanisme loading menjadi masalahnya, demikian juga kedekatan nama HD tersebut dengan nama sebuah senjata (Winchester), sehingga HDD ini sempat diperdebatkan.

            Pada tahun 1979 Winchester 8 inci diperkenalkan. Harddisk Winchester pertama untuk industri, harddisk ini masih sangat berat dan mahal, harganya sekitar 1000 euro/Mb.

Pada tahun 1980 Seagate meluncurkan Harddisk 5,25 inci pertama kepasaran yang bernama ST506 (6mb, 3600rpm). Harga Harddisk ini berkisar 1000 $.

Pada tahun 1989, Western Digital membuat standar IDE (Integrated Drive Electronics) untuk semua ukuran Harddisk.

            Harddisk berkembang sangat pesat dimulai pada tahun 1997. Itu ditandai dengan adanya Giant Magnet Resistance (GMR) yang ditemukan oleh Peter Gurnberg, dengan DTTA-351680, IBM dapat mengatasi batasan kapasitas 10GB.

Pada tahun 2001, Maxtor mengeluarkan harddisk Maxtor VL40 32049h2, dengan kapasitas 20 GB. HDD ini termasuk berukuran besar di kala itu.

Pada tahun 2004, Seagate meluncurkan Hard disk SATA pertama dengan Native Command queing. kapasitas HD ini sudah mencapai 120GB. Dibandingkan dengan 3 tahun sebelumnya, kapasitas HDD meningkat hingga 6 kali lipat.

Perkembangan Harddisk terus melaju dan kini setahun setelahnya, tepatnya pada tahun 2005 Samsung memperkenalkan sebuah hybrid hard disk 2.5 inci, HD ini menggunakan komponen mekanis magnetis dan NAND flash memory yang berfungsi sebagai buffer yang cepat.

Pada tahun 2006 Seagate meluncurkan Penperdicular Recording, Momentus 5400.3 sebuah HD 2.5 inci, berkapasitas 160 GB yang menggunakan teknik vertical rebording.

Pada tahun 2007 Hitachi meluncurkan DeskStar 7K1000 Harddisk Terabyte pertama ke pasaran, dengan kapasitas 1000GB, atau 1 TeraByte. Dibanding pada setahun sebelumnya, kapasitas HDD meningkat hampir 10 kali lipat.

Pada tahun 2010-saat ini

Solid State Drive (SSD) yang tidak berisik, hemat daya, cepat dan sangat handal, merupakan kriteria HDD masa depan. SSD dengan kapasitas paling besar saat ini berukuran 256GB. Namun, SSD memiliki kekurangan yang terletak pada masalah harga yang sangat mahal dibandingkan HDD. Para Ahli memprediksi bahwa masih dibutuhkan sekitar 5 tahun sampai SSD dapat menyamai kapasitas HDD konvensional dengan harga yang sama.

C. Algoritma Penjabaran Harddisk

Tujuan dari penjadwalan disk request ini adalah untuk meminimalkan total latency (access time) dan seek time pada operasi transfer data.

Algoritma Penjadwalan Disk Request

Beberapa contoh algoritma penjadwalan disk antara lain:

First Come Frist Serve (FCFS)

Penjadwalan dilakukan berdasarkan urutan masuknya di antrian. Pada umumnya algoritma ini menghasikan total access time yang buruk dan terlalu tinggi

Controh antrian FCFS (posisi awal head = 50)

10, 45, 37, 56, 60, 25, 78, 48, 88, 70, 5, 20

Shortest seek time First(SSTF)

Disk request yang memiiki seek distance yang paling dekat dengan posisi head terkini akan dilayani terlebih dahulu sehingga meminimalkan pergerakan head.

Contoh antrian SSTF: (posisi awal head =50)
10, 45, 37, 56, 60, 25, 78, 48, 88, 70, 5, 20

Elevator / SCAN

Algoritma ini mengasumsikan head bergerak ke satu arah. Jika head sudah mencapai bagian terluar atau terdalam dari cakram, maka arah gerak head dibalik.

Contoh antrian SCAN: (posisi awal head =50)
10, 45, 37, 56, 60, 25, 78, 48, 88, 70, 5, 20

One way Elevantor / C-SCAN

Algoritma ini mirip dengan elevator / SCAN, bedanya adalah head tidak melakukan pembalikan arah. Misalnya pada saat head bergerak dari arah luar ke dalam, jika head sudah berada di dalam maka arah pergerakan head akan dikembalikan ke luar lagi, kemudian gerak head dilanjutkan lagi. Selama pengembalian posisi, tidak ada operasi baca/tulis.

Contoh antrian C- SCAN: (posisi awal head =50)
10, 45, 37A, 56, 60, 25, 78, 48, 88, 70, 5, 20

LOOK

Algoritma ini mirip dengan SCAN, bedanya head tidak perlu melakukan perjalanan penuh dari bagian terluar sampai terdalam bila sudah tidak ada disk request lagi. Pergerakan head bisa langsung dilakukan sebelum sampai track terdalam.

Contoh antrian LOOK: (posisi awal head =50)
10, 45, 37A, 56, 60, 25, 78, 48, 88, 70, 5, 20

Referensi:
https://santekno.com/bagian-bagian-harddisk/ 
https://bakmee.blogspot.com/2016/10/harddisk-merupakan-media-penyimpan-yang.html 
https://azuharu.net/algoritma-penjadwalan-disk-request-pada-sistem-operasi/