Manajemen File and Direktori

MANAJEMEN FILE

Manajemen file adalah suatu metode dan struktur data yang digunakan oleh system operasi untuk mengatur atau mengorganisir file yang ada pada disk atau partisinya. Manajemen file atau disebut juga file system dapat diartikan sebagai disk atau partisi yang digunakan untuk menyimpan file-file tertentu.

MANFAAT MANAJEMEN FILE

• Meminimalisir resiko kehilangan file : terhapus secara tidak sengaja, tertimpa file baru, tersimpan dimana saja,
• Memudahkan pencarian file
• Mengetahui file yang tak terpakai

FUNGSI MANAJEMEN FILE

• Memudahkan cara kerja atau mekanisme pemakaian file secara bersama
• Kemudahan dalam membuat, mengedit, dan menghapus file
• Kemudahan dalam melakukan Backup dan recovery untuk antisipasi kehilangan file akibat kecelakaan atau upaya orang lain untuk merusak/ menghancurkan file
• User dapat mengacu file dengan simbolik (symbolic name) tidak menggunakan penamaan yang mengacu pada perangkat fisik
• Data dapat disimpan dengan aman dan rahasia pada lingkungan yang sensitive
• Tampilan antar muka yang user-friendly pada system file akan memudahkan penggunanya

SASARAN MANAJEMEN FILE

Manajemen file merupakan kumpulan perangkat lunak system yang menyediakan layanan berhubungan dengan penggunaan file ke pemakai atau aplikasi. Secara umum cara anda atau aplikasi mengakses file adalah lewat system. Anda tidak perlu mengembangkan perangkat lunak khusus untuk mengakses data di setiap aplikasi. System pun menyediakan pengendalian terhadap aset penting ini. Sasaran system file adalah sebagai berikut :

• Untuk memenuhi kebutuhan dari manajemen data bagi user atau operator computer
• Memastikan data di dalam file adalah benar
• Memberikan dukungan berupa masukan (input) dan keluaran (output) berbagai tipe perangkat penyimpanan
• Meminimalisir atau bahkan menghilangkan potensi kehilangan data atau upaya perusakan data
• Menyediakan sekumpulan rutin antar muka masukan (input) atau keluaran (output)
• Memberikan dukungan berupa masukan (input) dan keluaran (output) kepada banyak pengguna (user) pada system multiuser

ARSITEKTUR MANAJEMEN FILE

• System Akses

Segala sesuatu yang berhubungan dengan cara sebuah data yang disimpan pada file dapat diakses.

• Manajemen File

Segala hal yang berkaitan dengan penyediaan mekanisme operasi pada file. Misalnya; penyimpanan, pengacuan, pemakaian bersama, dan pengamanan.

• Manajemen Ruang Penyimpanan

Berkaitan dengan alokasi ruang untuk penyimpanan file tersebut pada perangkat penyimpanan.

• Mekanisme Integritas File

Berkaitan dengan jaminan informasi pada file yang tidak terkorupsi (corrupt file).


KONSEP MANAJEMEN FILE

1. File : Abstraksi penyimpanan dan pengambilan informasi pada disk. Abstraksi ini membuat pemakai tidak dibebani rincian cara dan letak penyimpanan informasi, serta mekanisme kerja perangkat penyimpanan data.
2. Direktori : Yang berisi informasi tentang file. Dibanyak informasi berkaitan dengan penyimpanan. Direktori ialah file, yang dimiliki system operasi dan dapat diakses secara terus menerus di system operasi. User atau pemakaia memanipulasi data yang merujuk sebagai file atau direktori. User tidak dibebani dengan masalah penyimpanan, manipulasi perangkat dan sebagainya.

TIPE FILE YANG ADA PADA SYSTEM OPERASI

• File Reguler

File yang isinya informasi, terdiri atas file ASCII dan biner. File ACSII berisikan baris teks, sedangkan file biner berupa exe yang mempunyai struktur internal yang hanya diketahui oleh system operasi. Struktur internalnya file biner hasil program aplikasi, hanya diketahui oleh program aplikasi yang menggunakan file tersebut.

• File Direktori

Merupakan file yang dipunyai system untuk mengelola struktur system file. File ini berisikan informasi mengenai file-file yang termasuk dalam direktori itu.

•  File Spesial

Merupakan nama logik perangkat masukan (input)/ keluaran (output) yang dapat dipandang sebagai file. Pemakai atau user dihindarkan dari kesulitan operasi perangkat masukan/keluaran.

FILE SYSTEM

System file atau system berkas merupakan struktur logika yang digunakan untuk mengendalikan akses terhadap data yang ada pada disk. File system merupakan metode penyimapanan file pada computer dalam mengatur lokasi file tersebut. Dengan kata lain, system file merupakan database khusus untuk penyimpanan, pengelolaan, manipulasi, dan pengambilan data agar mudah diakses.

Hubungan Antara system operasi dengan system file adalah system file merupakan interface yang menghubungkan system operasi dengan disk. Ketika program menginginkan pembacaan dari harddisk atau media penyimapan lainnya, system operasi akan meminta system file untuk mencari lokasi dari file yang diinginkan. Setelah file ditemukan, system file akan membuka dan membaca file tersebut kemudian mengirimkan informasinya kepada system operasi dan akhirnya bias dibaca oleh pengguna.

FILE SYSTEM DI WINDOWS

System operasi Microsoft Windows umumnya menggunakan 2 (dua) jenis system file, yakni FAT dan NTFS, sementara versi system file yang umum digunakan adalah FAT12, FAT16, FAT32 dan NTFS.

FAT (FILE ALLOCATION TABLE)

File system FAT merupakan system file yang menggunakan struktur tabel alokasi berkas sebagai cara beroperasinya. Seluruh system operasi Windows mendukung penggunaan system file FAT. Selama bertahun-tahun, banyak fitur telah ditambahkan dalam pengembangannya, yang terinspirasi dari fitur serupa yang ada pada file system yang dipakai pada Unix.

Sampai saat ini, ada beberapa versi system file FAT yang digunakan :

• FAT12 (File Allocation Table 12)

Merupakan system berkas yang menggunakan unit alokasi yang memiliki batas hingga 12-bit. System file ini hanya dapat menampung maksimum 212 unit alokasi atau sebanyak 4096 buah. Pertama kali digunakan pada System Operasi MS-DOS. Karena kapasitas hanya 32 MB, maka FAT12 hanya digunakan sebagai system file pada media penyimpanan floppy disk (disket).

• FAT16 (File Allocation Table 16)

Merupakan system berkas yang menggunakan unit alokasi yang memiliki batas hingga 16-bit. System file ini dapat menampung maksimum 216 unit alokasi atau sebanyak 65536. Kapasitas system file ini sebanyak 4 GB. Ukuran unit alokasi yang digunakan FAT16 tergantung kapasitas partisi hard disk yang akan diformat. Jika kapasitasnya kurang dari 16 MB, maka yang akan digunakan adalah FAT12. Jika melebihi 16 MB maka yang digunakan adalah FAT16.

Pertama kali digunakan pada System Operasi MS-DOS tahun 1981. Keuntungan menggunakan FAT16 adalah kompatibel hampir di semua system operasi, baik Windows 95/98/Me (Millenium Edition), OS/2, Linux bahkan Unix. Namun kekurangan FAT versi ini adalah mempunyai kapasitas tetap dalam jumlah cluster dalam partisi. Jadi semakin besar kapasitas hard disk, semakin besar pula ukuran cluster. Selain itu, FAT16 tidak mendukung kompresi, enkripsi, dan akses kontrol dalam partisi.

• FAT32 (File Allocation Table 32)

Merupakan system berkas yang menggunakan unit alokasi yang memiliki batas hingga 32-bit. System file ini dapat menampung maksimum 232 unit alokasi atau sebanyak 4294967296. Meskipun demikian, dalam implementasinya, jumlah unit alokasi yang dapat dialamati oleh FAT32 hanya 228 atau 268435456 buah. Kapasitas system file ini sebanyak 8 TB.

Pertama kali dikenalkan pada system operasi Windows 95 OEM Service Release 2. Pada System Operasi Windows NT 5.x ke atas, hanya mengizinkan pembuatan partisi FAT32 hingga 32 GB. Jika partisinya melebihi 32 GB, maka yang akan digunakan adalah system file NTFS.

Keunggulan nya adalah kemampuan menampung jumlah cluster yang lebih besar dalam partisi. Namun, kelemahan system file ini adalah terbatasnya system operasi yang bisa mengenal FAT32.

·         ExFAT (Extended File Allocation Table)

Juga sering disebut sebagai FAT64. Merupakan system berkas proprietary yang cocok untuk digunakan oleh media-media penyimpanan berbasis memori flash. System file ini pertama kali dibuat oleh Microsoft untuk perangkat-perangkat benam (embedded) di dalam Windows Embedded CE 6.0 dan Windows Vista Service Pack 1.

Beberapa keunggulannya :

§  Skalabilitas untuk hard disk berukuran besar

§  Ukuran besar teoritis maksimal 264 (16 EiB)

§  Ukuran cluster yang didukung hingga 2255 sektor, dengan batasan implementasi hingga 32 MB

§  Performa untuk alokasi ruangan kosong dan penghapusan ditingkatkan karena system file ini memperkenalkan implementasi baru, yaitu Free Space Bitmap.

§  Mendukung lebih dari 216 (65536) berkas di dalam sebuah direktori tunggal.

§  Mendukung fitur Access Control List (ACL), seperti halnya NTFS.

§  Mendukung Transaction-Safe FAT File System (sebuah fungsi optional untuk Windows CE yang diaktifkan).

§  Memiliki ruangan tersendiri yang bisa digunakan oleh OEM untuk melakukan kustomisasi terhadap system berkas untuk karakteristik perangkat tertentu.

§  Timestamp dapat ditampilkan dalam UTC, tidak hanya dalam local time saja.

Dan beberapa kelemahannya :

§  Tidak bisa menggunakan kemampuan ReadyBoot untuk Windows Vista

§  Status lisensi yang belum jelas

§  Tidak bias diakses oleh system-system operasi Windows terdahulu

§  Belum tersedianya implementasi dalam proyek open source

NTFS (NEW TECHNOLOGY FILE SYSTEM)

NTFS merupakan system file yang memiliki sebuah desain sederhana namun memiliki kemampuan yang lebih baik dibandingkan system file FAT. Dalam NTFS, semua data file data (nama file, tangal pembuatan, ijin akses, isi dan lokasi) disimpan dalam metadata pada Master File Table (MFT). NTFS pertama kali dikenalkan Microsoft pada system operasi Windows NT dan mendukung system operasi terbaru mulai Windows 7.

Keunggulan :

• NTFS dapat mengatur kuota volume untuk setiap pengguna.
• Mendukung system berkas terenkripsi secara transparan dengan menggunakan beberapa jenis algoritma enkripsi yang umum digunakan.
• Mendukung kompresi data yang transparan, meskipun tidak memiliki rasio yang besar, namun dapat digunakan untuk menghemat penggunaan ruangan hard disk.
• Mendukung hard link serta symbolic link seperti halnya system berkas dalam system operasi keluarga UNIX, meskipun dalam NTFS implementasinya lebih sederhana.
• Mendukung penamaan berkas dengan metode pengkodean Unicode (16-bit UCS2) hingga 255 karakter.
• Memiliki fitur untuk menampung lebih dari satu buah ruangan data dalam sebuah berkas.

Namun, umumnya NTFS tidak kompatibel dengan system operasi lain yang terinstall di komputer yang sama (Multi OS) bahkan system file ini juga tidak dapat dikenal apabila kita melakukan StartUp Boot menggunakan floppy disk. Karena itu, kita disarankan untuk menyediakan partisi kecil menggunakan system file FAT di awal partisi, karena partisi ini dapat digunakan untuk menyimpan Recovery Tool apabila mendapat masalah.

Versi dari NTFS :

• NTFS 1.0

NTFS ini datang bersama dengan Windows NT 3.1. Versi ini menawarkan fungsi yang sangat dasar, tetapi sudah jauh lebih baik dibandingkan system file FAT.

• NTFS 1.1

NTFS ini datang bersama dengan Windows NT 3.50 . Versi ini menambahkan dukungan terhadap pengaturan akses secara diskrit.

• NTFS 1.2

NTFS ini datang bersama dengan Windows NT 4.0. Versi ini menambahkan dukungan terhadap auditing setiap berkas dan juga kompresi transparan.

• NTFS 2.0

NTFS ini tidak dirilis Microsoft secara umum, karena berbagai kendala yang dialaminya. Microsoft menggagalkan proyek NTFS 2.0 dan langsung menginjak NTFS 3.0

• NTFS 3.0

NTFS ini datang bersama dengan Windows 2000. Versi ini menawarkan banyak peningkatan dibandingkan dengan versi sebelumnya. Di antaranya adalah penetapan kuota kepada setiap pengguna, Encrypting File System (EFS), system keamanan yang dapat diatur dari server pusat, fitur indeksasi terhadap properti dan isi setiap berkas, dan lain-lain. Selain itu, NTFS 3.0 juga menawarkan dukungan kepada struktur GUID Partition Table dan Logical Disk Management.

• NTFS 3.1

NTFS ini datang bersama dengan Windows XP SP1 dan Windows Server 2003. Versi ini menawarkan perbaikan minor yang terjadi dalam versi sebelumnya (khususnya di bidang performa), dan juga penggantian algoritma enkripsi yang digunakan oleh EFS dari DESX atau 3DES menjadi AES-256.

PERBANDINGAN ANTARA FAT32 DENGAN NTFS

• Kecepatan akses > Secara umum NTFS mempunyai kecepatan akses file yang lebih baik daripada FAT32.
• Ukuran banyak file > NTFS dan FAT32 mempunyai ukuran maksimal partisi sebesar 2 Terabytes. Ukuran maksimal file NTFS tidak terbatas sesuai ukuran partisi, begitu juga dengan jumlah cluster NTFS tidak terbatas. Sementara ukuran maksimal file FAT32 sebesar 4 Gigabyte dan dengan jumlah cluster maksimal 268.435.456 cluster
• Keamanan data > NTFS memiliki built in security yang memungkinkan untuk mengatur permission dari masing-masing file maupun direktori, sedangkan FAT32 tidak memilikinya.
• Daya tahan > NTFS menggunakan standart transaction logging sehingga pemulihan terhadap kesalahan yang tidak diinginkan dapat dilakukan dengan mudah.
• Efisiensi penggunaan disk space > NTFS lebih hemat daripada FAT32 karena NTFS menggunakan cluster yang lebih kecil.
• Kecocokan dengan system file lain > Partisi yang menggunakan NTFS hanya dapat diakses oleh partisi lain yang juga menggunakan NTFS. Partisi yang menggunakan NTFS tidak dapat dibaca oleh partisi yang menggunakan FAT32. Partisi yang menggunakan FAT32 dapat diakses oleh partisi lain baik yang menggunakan FAT32 maupun NTFS. FAT32 lebih compatible, baik dengan FAT32 sendiri maupun NTFS.

FILE SYSTEM DI LINUX

EXT2 (2nd EXTENDED)

Ext2 merupakan jenis sistem file Linux paling tua yang masih ada. Sistem file ini pertama kali dikenalkan pada Januari 1993. File system ini ditulis oleh Rémy Card, Theodore T. dan Stephen Tweedie. File system ini merupakan penulisan ulang besar-besaran dari Extended file system. Ext2 adalah sistem file yang paling ampuh di Linux dan menjadi dasar dari segala distribusi Linux.

Pada sistem file Ext2, file data disimpan sebagai data blok. Data blok ini mempunyai panjang yang sama dan meskipun panjangnya bervariasi di antara sistem file Ext2, besar blok tersebut ditentukan pada saat sistem file dibuat dengan mk2fs. Jika besar blok adalah 1024 bytes, maka file dengan besar 1025 bytes akan memakai 2 blok. Ini berarti kita membuang setengah blok per file.

Sistem file Ext2 menyimpan data secara hirarki standar yang banyak digunakan oleh sistem operasi. Data tersimpan di dalam file, file tersimpan di dalam direktori. Sebuah direktori bisa mencakup file dan direktori lagi di dalamnya yang disebut sub direktori.Ext2 mendefinisikan topologi sistem file dengan memberikan arti bahwa setiap file pada sistem diasosiasiakan dengan struktur data inode. Sebuah inode menunjukkan blok mana dalam suatu file tentang hak akses setiap file, waktu modifikasi file, dan tipe file. Setiap file dalam sistem file Ext2 terdiri dari inode tunggal dan setiap inode mempunyai nomor identifikasi yang unik. Inode-inode file sistem disimpan dalam tabel inode. Direktori dalam sistem file Ext2 adalah file khusus yang mengandung pointer ke inode masing-masing isi direktori tersebut.

EXT3 (3rd EXTENDED)

Ext3 adalah peningkatan dari sistem file Ext2. Peningkatan ini memiliki beberapa keuntungan, diantaranya :

• Journaling > Dengan menggunakan journaling, maka waktu recovery pada shutdown mendadak tidak akan selama pada Ext2. Namun ini menjadi kekurangan dari Ext3, karena dengan adanya fitur journaling, maka membutuhkan memori yang lebih dan memperlambat operasi I/O (Input/Output).
• Integritas Data > Ext3 menjamin adanya integritas data setelah terjadi kerusakan atau unclean shut down. Ext3 memungkinkan kita memilih jenis dan tipe proteksi dari data.
• Kecepatan > daripada menulis data lebih dari sekali, Ext3 mempunyai throughput yang lebih besar daripada Ext2 karena Ext3 memaksimalkan pergerakan head hard disk. Kita bisa memilih tiga jurnal mode untuk memaksimalkan kecepatan, tetapi integritas data tidak terjamin.
• Mudah melakukan migrasi > Kita dapat berpindah dari sistem file Ext2 ke sistem file Ext3 tanpa melakukan format ulang.

EXT4 (4th EXTENDED)

Ext4 merupakan peningkatan dari sistem file Ext3. Ext4 dirilis secara lengkap dan stabil mulai dari kernel 2.6.28. Keuntungan menggunakan Ext4 adalah mempunyai pengalamatan 48-bit blok yang artinya dia akan mempunyai 1 EiB = 1.048.576 TB. Ukuran maksimum sistem file 16 TB.

JFS (JOURNALIST FILE SYSTEM)

JFS atau dikenal juga dengan nama IBM Journal File System merupakan sistem file pertama yang menawarkan journaling. JFS sudah bertahun-tahun digunakan dalam IBM AIX® OS sebelum digunakan ke GNU/Linux. JFS saat ini menggunakan sumber daya CPU paling sedikit dibandingkan sistem file GNU/Linux lainnya. JFS sangat cepat diformat, mounting dan fsck, serta memiliki kinerja sangat baik, terutama berkaitan dengan deadline I/O scheduler. Walaupun begitu, dukungan terhadap JFS tidak seluas sistem file Ext atau Reiser FS.

REISER FS

Sistem file Reiser dibuat berdasarkan balance tree yang cepat dan unggul dalam hal kinerja, dengan algoritma yang lebih rumit. Sistem file Reiser juga memiliki jurnal yang cepat dan ciri-cirinya mirip sistem file Ext3. Sistem file Reiser lebih efisien dalam pemanfaatan ruang disk, dimana dapat menghemat disk sampai dengan 6 persen. Contohnya jika kita menulis file 100 bytes, hanya ditempatkan dalam satu blok sementara sistem file lain menempatkannya dalam 100 blok. Reiser file system tidak memiliki pengalokasian yang tetap untuk inode.

FILE SYSTEM HIERARCHY STANDAR DI LINUX

Struktur Hirarki File System Linux sesuai standar FHS. FHS (Filesystem Hierarchy Standard) adalah seperangkat petunjuk untuk penempatan file dan direktori dibawah system operasi. Tujuannya agar dapat mendukung intropabilitas aplikasi, program administrasi, program pengembangan, skrip, dan dapat menyatukan dokumentasi dari system ini.

Untuk pengorganisasian file dan direktori, diatur dalam bentuk hirarki. Hirarki ini mengikuti standar yang sudah dibuat dengan tujuan kompatibilitas antar distro. Hirarki standar tersebut adalah FHS dan LBS (Linux Standard Base)

Berikut peranan masing-masing dari hirarki file system yang ada pada operating system linux :

• / ( Root folder ) : menduduki posisi puncak di dalam hirarki, direktori ini dilambangkan dengan tanda slash ( / ) atau biasa disebut garis miring. Direktori ini membawahi semua direktori penting lainnya. Sehingga penulisan direktori lainnya selalu menggunakan tanda / di depannya, yang menunjukkan kalau direktori tersebut dibawah root.
• /bin : Direktori ini berisi perintah dasar yang dibutuhkan oleh system maupun user. Sebagian perintah dasar yang bisa anda jalankan disimpan dalam direktori ini.
• /boot : berisi program dan data yang dibutuhkan pada saat melakukan proses booting (menjalankan) system.
• /dev : direktori tempat file device
• /etc : berisi file konfigurasi system
• /home : direktori tempat menyimpan data user. Setiap user yang terdaftar secara otomatis akan dibuatkan direktori /home.
• /lib : berisi file-file library dari aplikasi yang ada di system. Kadangkala satu file library digunakan oleh beberapa aplikasi secara bersama-sama.
• /media : saat anda memasang flash disk ke komputer anda, anda bisa menemukan direktori flash disk di /media, karena direktori ini akan berisi media yang bisa dibongkar pasang di komputer anda. Seperti cdrom, flopy disk, flash disk, hardisk eksternal dsb.
• /mnt : direktori tempat pengaitan sistem sementara
• /opt : berisi paket aplikasi tambahan yang kita install ke dalam system.
• /proc : filesystem untuk menjalankan proses
• /root : direktori untuk user root
• /sbin : berisi program biner yang dibutuhkan untuk menjalankan dan memperbaiki system. Biasanya aplikasi yang ada hanya bisa dijalankan oleh administrator atau root.
• /temp : direktori tempat menyimpan file temporeri
• /usr : berisi program-program yang bisa di akses oleh user, program source code. Di dalam direktori ini ada subdirektori /usr/bin dan /usr/sbin yang menyimpan aplikasi executable yang fungsinya sama dengan filefile di direktori /bin dan /sbin.
• /var : untuk menyimpan informasi proses, seperti system history, access logs, dan error logs.

Dengan adanya standar HS ini, pengguna dan pengembang memiliki pedoman direktori standar apa yang dibutuhkan untuk meracik sebuah distribusi Linux yang operasional. Juga file dan pustaka, masing-masing letaknya dimana, dipandu oleh standar ini.