Konsep Teknologi Informasi - Bab V - Memori dan Media Penyimpanan

BAB V
MEMORI DAN MEDIA PENYIMPANAN

A.     Jenis Memori Dalam Komputer

1.      Memori Utama (Main Memory)

Memori utama (main memory) merupakan elemen yang penting dari suatu komputer yang digunakan untuk menyimpan data dan instruksi program untuk digunakan oleh prosesor.

a.       RAM ( Random Access Memory)

Semua data dan program yang dimasukkan lewat alat input akan disimpan terlebih dahulu di main memory, khususnya di RAM (Random Access Memory). RAM merupakan memori yang dapat diakses yaitu dapat diisi dan diambil isinya oleh programmer. 

                             

Gambar 5. 1 RAM

Struktur dari RAM dibagi menjadi 4 bagian,yaitu sebagai berikut ini :

1)      Input storage, digunakan untuk menampung input yang dimasukkan lewat alat

input.

2)      Program storage, digunakan untuk menyimpan semua instruksi-instruksi program yang akan diproses.

3)      Working storage, digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah dan hasil dari pengolahan.

4)      Output storage, digunakan untuk menampung hasil akhir dari pengolahan data yang akan ditampilkan ke alat output.

Input yang dimasukkan lewat dari alat input, pertama kali ditampung terlebih dahulu di input storage, bila input tersebut terbentuk program, maka dipindahkan ke program storage dan bila berbentuk data, akan dipindahkan ke working storage. Hasil dari pengolahan juga ditampung di working storage dan hasil yang akan ditampilkan ke alat output dipindahkan ke output storage. RAM mempunyai kemampuan untuk melakukan pengecekan dari data yang disimpannya, yang disebut dengan istilah parity check. Bila data hilang atau rusak, dapat diketahui dari sebuah bit tambahan yang disebut dengan parity bit atau check bit. Misalnya 1 byte memory di RAM terdiri dari 8-bit, sebagai parity bit digunakan sebuah bit tambahan,sehingga menjadi 9 bit.

b.      ROM (Read Only Memory)

ROM (Read Only Memory), dari namanya memori ini hanya dapat dibaca saja, programmer tidak bisa mengisi sesuatu ke dalam ROM. Isi ROM sudah diisi oleh pabrik pembuatnya, berupa sistem operasi (Operating System) yang terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer, seperti misalnya program untuk mengatur penampilan karakter di layar, pengisian tombol kunci di keyboard untuk keperluan kontrol tertentu dan bootstrap program. Beberapa komputer, misalnya komputer mikro Apple dan IBM PC, ROM juga diisi dengan program interpreter BASIC.

                         

Gambar 5. 2 ROM

Bootstrap program diperlukan pada waktu pertama kali sistem komputer diaktifkan, yang proses ini disebut dengan istilah booting dapat berupa cold booting dan warm booting.

Cold booting merupakan proses mengaktifkan sistem komputer pertama kali untuk mengambil bootstrap program dari keadaan listrik komputer mati (off) dengan cara menghidupkannya, sedang warm booting merupakan proses pengulangan pengambilan bootstrap program dalam keadaan komputer masih hidup (on) dengan cara menekan tombol-tombol Ctrl, Alt dan Del (Ketiga tombol Ctrl+Alt+Del tersebut ditekan bersamaan). Warm booting biasanya dilakukan bila sistem komputer macet, dari pada harus mematikan aliran listrik komputer dan menghidupkannya kembali (lebih lama dan membuat komputer cepat rusak), lebih baik dilakukan warm booting.

2.      Register

Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses sementara data dan instruksi lainnya yang menunggu giliran untuk diproses masih disimpan di dalam memori utama. 

                         

Gambar 5. 3 Register

Secara analogi, register ini dapat diibaratkan sebagai ingatan di otak bila kita melakukan pengolahan data secara manual, sehingga otak dapat diibaratkan sebagai CPU, yang berisi ingatan-ingatan, satuan kendali yang mengatur seluruh kegiatan tubuh dan mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan dan perbandingan logika. Program yang berisi kumpulan dari instruksi-instruksi dan data diletakkan di memori utama yang diibaratkan sebagai sebuah meja. Kita mengerjakan program tersebut dengan memproses satu per satu instruksi-instruksi yang ada di dalamnya, dimulai dari instruksi yang pertama dan berurutan hingga yang terakhir. Instruksi ini dibaca dan diingat (instruksi yang sedang diproses disimpan di register). Di bawah ini akan diberikan penjelasan secara garis besar dari masing-masing register:

a.       Instruction Register (IR) digunakan untuk menyimpan instruksi yang sedang diproses.

b.      Program Counter (PC) adalah register yang digunakan untuk menyimpan alamat lokasi dari memori utama yang berisi instruksi yang sedang diproses. Selama pemrosesan instruksi oleh CPU, isi dari PC diubah menjadi alamat dari memori utama yang berisi instruksi berikutnya yang mendapat giliran akan diproses, sehingga bila pemrosesan sebuah instruksi selesai maka jejak instruksi selanjutnya di memori utama dapat dengan mudah didapatkan.

c.       General Purpose Register, yaitu register yang mempunyai kegunaan umum yang berhubungan dengan data yang sedang diproses. Sebagai contoh, register jenis ini yang digunakan untuk menampung data yang sedang diolah disebut dengan operand register, sedang untuk menampung hasil pengolahan disebut accumulator.

d.      Memory Data Register (MDR) digunakan untuk menampung data atau instruksi hasil pengiriman dari memori utama ke CPU atau menampung data yang akan direkam ke memori utama dari hasil pengolahan oleh CPU.

e.       Memory Address Register (MAR) digunakan untuk menampung alamat data atau instruksi pada memori utama yang akan diambil atau yang akan diletakkan.

3.       Memori Cadangan (Secondary Storage)

Disediakan untuk menyimpan program dan file yang besar yakni program-program dan file yang tidak sedang dioperasikan saat itu, namun akan ditansfer ke penyimpan utama ketika diperlukan.

a.       Unit Disk Magnetik – disk magnetic

b.      Unit disket magnetis – disket magnetis (Floppy Disk)

c.       Unit Disk Optik – disk optic

B.     Prinsip Kerja Memori Dan Alokasi Data Ke Memori

1.      Prinsip Kerja Memori

Jumlah kebutuhan RAM tergantung pada jenis program yang sedang berjalan. Setiap Operating System (OS) seperti Microsoft Windows menggunakan komponen, yang dikenal sebagai Virtual Memory Manager (VMM). Menjalankan program seperti instant messenger atau browser internet adalah mengaktifkan microprocessor komputer untuk memuat file dan dieksekusi ke RAM. Untuk program semacam itu biasanya diperlukan RAM 5 megabyte (5 MB). Microprocessor juga menggunakan Dynamic Link Libraries (DLL) yang memakai RAM pada kisaran 20-30 megabyte (20-30 MB).

Sejumlah pengguna komputer menjalankan lebih dari satu program secara bersamaan seperti saat melakukan browsing internet sambil mendengarkan musik, kadang-kadang program pengolah kata juga dijalankan. Semua ini menggunakan jumlah RAM yang tinggi. Jika Anda menggunakan kapasitas RAM lebih besar dari yang terpasang pada komputer, maka komputer menjadi lambat.

2.       Alokasi Data Dalam Memori

Manajemen memori adalah kegiatan mengelola memori komputer, mengalokasikan memori untuk proses sesuai keinginan, menjaga alokasi ruang memori bagi proses sehingga memori dapat menampung banyak proses dan sebagai upaya agar pemogram atau proses tidak dibatasi kapasitas memori fisik di sistem komputer.

Fungsi manajemen memori antara lain :

1. Mengelola informasi memori yang dipakai dan tidak dipakai.

2. Mengalokasikan memori ke proses yang memerlukan.

3. Mendealokasikan memori dari proses yang telah selesai.

4. Mengelola swapping antara memori utama dan disk.

Manajemen Memori dibedakan menjadi dua :

1. Manajemen Memori dengan swapping : manajemen memori dengan pemindahan proses antara memori utama dan disk selama eksekusi.

2. Manajemen Memori tanpa swapping : manajemen memori tanpa pemindahan proses antara memori utama dan disk selama eksekusi.

Kondisi tanpa swapping, bisa dikondisikan sebagai berikut :

1. Monoprogramming : sistem komputer hanya mengijinkan satu program/pemakai  berjalan pada satu waktu.

2. Multiprogramming dengan pemartisian statis : memori dibagi menjadi beberapa  sejumlah partisi tetap.

C.    Peralatan Penyimpanan Magnetic Dan Optic

Sebelumnya telah dibahas mengenai jenis-jenis memori yang ada di dalam komputer, seperti main memory, register dan secondary storage. Dalam banyak kasus informasi yang telah diproses disimpan dalam format yang terbaca oleh mesin, sehingga mungkin saja diakses pada suatu waktu. Informasi tersebut biasanya disimpan dalam sebuah media penyimpanan magnetik ataupun optik.

1.   Harddisk 

                                         

Gambar 5. 4 Harddisk

Harddisk memiliki prinsip kerja yang sama dengan Floppy Disk dan juga memiliki fungsi sebagai penyimpan data. Yang membedakan antara Harddisk dan Floppy Disk adalah bentuk fisik dan kapasitas penyimpanan data serta kecepatan aksesnya. Sesuai dengan namanya (Hard yang berarti keras), media penyimpanan data dalam harddisk menggunakan media logam dan dapat terdiri dari beberapa plat sehingga mampu menyimpan data yang lebih banyak.

a.       Kecepatan Putar (RPM)

Untuk harddisk dikenal beberapa sistem yang ukuran RPM-nya sebagai berikut:

1)      3600 RPM  (Pre-IDE)

2)      5200 RPM  (IDE)

3)      5400 RPM  (IDE/SCSI)

4)      7200 RPM (IDE/SCSI)

5)      10000 RPM  (SCSI)

b.       Seek Time

Seek time adalah jumlah waktu yang diperlukan oleh lengan penggerak (actuator arm) untuk menggerakkan head baca/ tulis dari dari track ke track lain. Nilai yang diambil adalah nilai rata-ratanya yang dikenal dengan average seek time, karena pergerakan head dapat hanya berupa pergerakan dari satu track ke track sebelahnya atau mungkin juga gerakan dari track terluar menuju ke track terdalam. Seek time dinyatakan dalam satuan millisecond (ms). Nilai seek time dari track yang bersebelahan sekitar 2 ms, sedang seek time dari ujung ke ujung bisa mencpai 20 ms. Average seek time umumnya berkisar antara 8 sampai 14 ms.

c.       Head Switch Time

Telah disebutkan sebelumnya, seluruh head bergerak secara bersamaan, tetapi hanya ada satu head saja yang dapat membaca pada saat yang sama. Head switch time dinyatakan dalam satuan ms, mempresentasikan berapa lama rata-rata waktu yang diperlukan untuk mengaktifkan suatu head setelah menggunakan head yang lain.

d.      Cylender Switch Time

Mirip dengan head switch time, cylinder switch time berlaku untuk pergerakan silinder dan track.

1)      Rotational latency

Setelah head digerakkan ke suatu track yang diminta, head akan menunggu piringan berputar sampai sektor yang akan dibaca berada tepat di bawah head. Waktu tunggu inilah yang dikenal dengan rotational latency. Harddisk dengan putaran piringan yang semakin cepat akan memperkecil rotational latency, tapi makin cepat piringan berutar akan menyebabkan harddisk akan lebih cepat panas.

2)      Data Access Time

Didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan untuk menggerakkan head dan menemukan sector yang dimaksud. Ini merupakan gabungan dari seek time, head switch time dan rotational latency. Data access time dinyatakan dalam satuan ms.

3)      Transfer Rate

Didefinisikan sebagai kecepatan transfer data antara harddisk dengan CPU. Makin tinggi kecepatan transfer maka proses pembacaan atau penulisan akan berlangsung lebih cepat. Transfer rate dinyatakan dalam Megabyte per detik (MB/s).

Transfer rate ditentukan juga dengan sistem pemetaan yang digunakan di harddisk. Ada tiga macam tipe pemetaan, yang pertama adalah vertical, kedua adalah horizontal sedangkan yang ketiga adalah campuran. Pada sistem pemetaan vertikal, penempatan data akan dilakukan dengan menghabiskan kapasitas satu silinder terlebih dahulu baru kemudian bergerak ke silinder berikutnya. Pada sistem pemetaan horisontal pemetaan data dilakukan berdasarkan head, sedangkan pada sistem pemetaan campuran digunakan kombinasi silinder dan head.

4)      Data Throughput Rate

Parameter ini merupakan kombinasi dari data access time dan transfer rate. Didefinisikan sebagai banyaknya data yang dapat diakses oleh CPU dalam satuan waktu tertentu. Data throughput rate tidak hanya dipengaruhi oleh harddisk, tetapi juga oleh CPU dan komponen-komponen lain.

2.      Magnetic Tape 

                                          

Gambar 5. 5 Magnetic Tape

Suatu media perekam terdiri dari tape yang tipis dengan lapisan bahan magnetis yang bagus, digunakan untuk merekam data analog atau data digital. Data disimpan dalam frame. Frame dikelompokkan ke dalam blok atau record terpisah. Magnetic tape adalah suatu media akses serial, serupa untuk kaset audio, dan juga data (seperti nyanyian pada tape musik) tidak bias ditempatkan dengan cepat.

3.      Floppy Disk 

                                 

Gambar 5. 6 Floppy Disk

Floppy disk yang menjadi standar pemakaian terdiri dari 2 ukuran yaitu ukuran 5,25 inci dan 3,50 inci yang masing-masing ukuran memiliki 2 tipe kapasitas yaitu kapasitas Double Density (DD) dan High Density (HD).Disket diputar pada kecepatan 300 (double density) atau 360 rpm (high density). Sewaktu disk berputar, head dapat bergerak keluar atau ke dalam sekitar 1 inci, menulis sekitar 40 atau 80 track. Head merekam dengan menggunakan metoda tunnel erasure, yaitu track akan diisi dan sisi track yang bersebelahan akan dihapus untuk mencegah pencampuran.

4.      Optical Disk

Mulai tahun 1983 sistem penyimpanan data optical disk mulai diperkenalkan dengan diluncurkannya Digital Audio Compatc Disk. Setelah itu mulai berkembanglah teknologi penyimpanan pada optical disk ini. Baik CD-Audio maupun CD-ROM memakai teknologi yang sama, yaitu sama terbuat dari resin (polycarbonate), dan dilapisi oleh permukaan yang sangat reflektif seperti alumunium.

Informasi direkam secara digital sebagai lubang-lubang mikroskopik pada permukaan yang reflektif. Proses ini dilakukan dengan menggunakan laser yang berintensitas tinggi. Permukaan yang berlubang mikroskopik ini kemudian dilapisi oleh lapisan bening. Informasi dibaca dengan menggunakan laser berintensitas rendah yang menyinari lapisan bening tersebut sementara motor memutar disk. Intensitas laser tersebut berubah setelah mengenai lubang-lubang tersebut kemudian terefleksikan dan dideteksi oleh foto sensor, yang kemudian dikonversikan menjadi data digital.

5.      DVD-ROM 

           DVD-ROM (digital versatile disc-ROM atau digital video disc-ROM) adalah disk yang berkapasitas tinggi mampu menyimpan 4.7 GB sampai 17 GB, harus mempunyai drive DVD` ROM atau DVD player untuk membaca DVD-ROM dan menyimpan basisdata, musik, perangkat lunak kompleks, dan gambar hidup.