Share

Struktur File – Kuliah Sistem Berkas

struktur file - sistem berkas

Struktur file, berikut adalah catatan kecil saya semasa kuliah dahulu, catatan ini pernah saya posting di blog saya dulu karena sekarang blognya sudah beralih nama, maka saya tulis kembali saja disini. Semoga bermanfaat.


Struktur File

File diorganisasikan secara logik sebagai sekuen / barisan rekord. Rekord-rekord dipetakan ke blok-blok disk. File diberikan sebagai bentukan / primitif di sistem operasi. Meski blok berukuran tetap serta ditentukan oleh disk dan sistem operasi, namun rekod-rekord dapat beragam ukuran. Untuk itu maka dalam memetakan basisdata ke dalam file, dapat dilakukan dengan 2 pendekatan.

  1. pendekatan menggunakan beberapa file yang meyimpan rekord-rekord yang panjangnya sama di satu file.
  2. Basisdata diimplementasikan sebagai 1 file besar, dimana terdapat FMS ( file management system ) di sistem basisdata yang akan mengelolanya untuk implemnetasi data.

Dalam file itu sendiri terdapat struktur paling dasar. Yaitu:

  1. Pile ( tumpukan )
  2. File sekuensial

Dengan mengetahui kinerja struktur file secara kuantitatif, maka pemilihan struktur file yang tepat akan dapat dilakukan secara tepat. Bila struktur dasar tidak dapat memenuhi kebutuhan maka kita dapat menggabungkan struktur-struktur tersebut untuk memenuhi kebutuhan aplikasi yang dikehendaki.


File Pile

Pembahasan struktur file diketahui bahwa struktur dasar paling dasar sebuah file adalah pile dan file sekuensial. File pile atau file tumpukan merupakan struktur paling sederhana. Struktur ini jarang digunakan secara praktis tapi merupakan basis evaluasi struktur-struktur lain.

Properti struktur pile

  1. Data tidak dianalisis, dikategorikan, atau harus memenuhi definisi atau ukuran field tertentu
  2. Panjang rekord dapat bervariasi dan elemen-elemen data tidak perlu serupa.

Karakteristik struktur pile

  1. Biasanya data ditumpuk secara kronologis
  2. Tak ada keterkaitan antara ukuran file, rekord, dan blok
  3. Elemen data dapat beragam, dapat berbeda untuk tiap rekord ( berisi attribut lain ).
  4. Data harus disimpan secara lengkap beserta nama attributnya, tidak Cuma nilai atributnya.

Komponen file pile hanya berisi data

Struktur file dan pengaksesan

Rekord berelasi dengan suatu objek atau kejadian di dunia nyata. Rekord berisi elemen-elemen ( field-field) data dimana  setiap elemen data perlu mempunyai identifikasi. Identifikasi pada pile adalah berupa nama atribut secara ekplisit. Misalnya,

Tinggi = 163

Dimana, nilai elemen data adalah 163 dan nama deskripsi adalah tinggi.

Tiap elemen data di pile berbentuk tuple dua komponen disebut pasanagn nama atribut – nilai atribut ( atribute name – value atribute ).

Format rekord

Sejumlah pasangan untuk mendefinisikan objek dan mengasosiasikan data dengan objek. Contoh :

|nama=Nurman,jurusan=IF,alamat=Sadang Serang 64,umur=24,tinggi=163|

ketika informasi akan diambil, pemilihan rekord dengan menspesifikasikan di argumen pencarian.

Penggunaan file pile

File pile merupakan struktur dasar dan tak berstruktur. Struktur ini memberikan fleksibilitas penuh, menggunakan ruang penyimpanan dengan baik saat data berukuran dan berstruktur beragam. Struktur ini sangat jelek untuk pencarian rekord tertentu. Berbagai penggunaan dari file pile, diantaranya :

  • File-file sistem
  • File log ( mencatat kegiatan )
  • File-file penelitian / medis
  • Config.sys

File Berindeks

File indeks berisi kumpulan isian indeks untuk mengacu record di file utama. Isian indeks berisi pasangan nilai atribut kunci record dan pointer acuan untuk pengaksesan seketika record tersebut, yaitu ( nilai kunci, pointer ). Untuk record –record berukuranbesar, isian indeks sangat lebih kecil disbanding record data. Kapasitas penyimpanan untuk indeks lebih kecil dibandingkan file data sehingga ruang pencarian ( search ) di file indeks lebih kecil. Indeks selalu teruurut menurut atribut kunci agar pencarian dapat dilakukan dengan cepat.

Indeks menjadi efektif saat file berukuran besar dimana indeks mempunyai jumlah blok sangat lebih kecil. Proses pencarian di indeks yang besar dapat dibantu dengan peng-indeks an terhadap file indeks. Demikian seterusnya, pengindeksan sehingga semakin tinggi level indeks semakin kecil ukurannya sampai indeks terakhir dapat dimuat satu blok. Sifat rekursif indeks di computer mebedakan dari indeks di buku.

Jenis indeks

Terdapat dua jenis indeks, yaitu

  1. statis
  2. dinamis

Indeks Statis

Indeks diciptakan saat reorganisasi dan tidak berubah karena pembaruan ( update ). Record-rekord baru ditempatkan di file overflow dan dikaitkan record sebelumnya.

Indeks ini seperti yang diguakan pada file sekuen berindeks.

Indeks Dinamis

Pada file berindeks majemuk, pembaruan dilakukan terhadap file utama bukan file overflow. Karena record dicari lewat indeks, maka indeks harus dinamis. Begitu terjadi pembaruan ( insert, update, delete ), maka indeks –indeks diperbarui mengikuti perubahan di file utama.

Contoh indeks dinamis adalah indeks B-tree


File Sekuen

Karakteristik file sekuen adalah :
1. Atribut data dikategorikan. Record berisi semua nilai data atribut dengan urutan dan posisi yang sama.
2. Rekord-rekord data terurut dalam satu sekuen / aturan tertentu.

Penyimpanan file sekuen adalah :
1. Nama atribut tidak perlu ditulis di tiap record
2. Nama atribut hanya muncul di bagian deskripsi file
3. Setiap record mempunyai data atribut dalam urutan yang sama.

Komponen file sekuen adalah, file utama dan file transaction log bersturktur pile.

Konsep penting file sekuen :
1. penentuan urutan record digunakan “kunci” record, yaitu atribut kunci.
2. kunci berupa satu atribut atau lebih. Kunci harus unik
3. record-rekord dikelola atau dijaga berdasarkan atribut kunci.
4. pembacaan serial berdasarkan kunci dapat dilakukan secara sekuen.

Perbandingan dengan file pile
1. dengan konstrain sekuen dan record tetap, maka terjadi
– peningkatan efisiensi
– penurunan fleksibilitas
2. pembaruan terhadapa file sekuen tidak mudah dilaksanakan.

Struktur dan pengaksesan

Struktur file

1. satu deskripsi tunggal diterapkan ke semua record di file sekuen. Semua record identik.
2. jika terdapat penambahan atribut baru ke record, seluruh file harus di reorganisasi, yaitu, setiap record ditulis ulang dengan ruang kosong ( space ) untuk item data baru.
3. bentuk record tetap ( fixed record ) mempermudah pengaksesan.

Implementasi

Sebutan file sekuen adalah bila file memenuhi dua criteria file sekuen, yaitu record data diurut dalam satu sekuen / aturan tertentu. Terdapat dua implementasi utama file sekuen, yaitu
1. record –rekord di link satu dengan lainnya seperti linked list secara berurut.
2. record-rekord disimpan terurut secara fisik. Implementasi ini meminimalkan pengaksesan blok sehingga meningkatkan kinerja pengaksesan sekuen. Pada analisis, implementasi ini yang digunakan.

Penyisispan
1. penyisipan dilakukan di file pile, disebut file log transaksi. Atau overflow. Penyisipan di file-log dilakukan sampai ukuran file pile berukuran besar.
2. Pembaruan secara batch dilakukan saat reorganisasi file.

Mekanisme reorganisasi
1. File log transaksi diurut ( sort ) berdasarkan atribut kunci.
2. Dilakukan penghubungan ( file utama dan file log transaksi yang terurut ) menjadi file sekuen baru.

Penggunaan File Sistem
Penggunaan
1. Commercial batch-oriented processing, dimana pembaruan dilakukan secara periodic.
2. konsep file master dan transaksi digunakan untuk organisasi ini.
3. penggabungan data dari sejumlah file sekuen diperlukan file terurut. Sehingga seluruh data ditemukan dalam sekali pencarian kearah depan.

Contoh
1. Monthly billing untuk perusahaan listrik, air bersih, telepon dan sebagainya.
2. Payroll application.