Karakteristik dari perangkat penyimpanan tersier pada dasarnya adalah menggunakan removable media yang tentu saja berdampak pada biaya produksi yang lebih murah. Sebagai contoh: 1 VCR dengan banyak kaset akan lebih murah daripada 1 VCR yang hanya bisa memainkan satu kaset saja.
7.6.1. Macam-macam Struktur Penyimpanan Tersier
Floppy Disk
Menurut Silberschatz et. al. [Silberschatz2002], floppy disk adalah sebuah media penyimpanan yang terbuat dari cakram fleksibel tipis yang dilapisi oleh bahan magnetik dan ditutupi oleh plastik. Ciri-ciri floppy disk:
1. Memiliki kapasitas kecil (1 - 2 Mb).
2. Kemampuan aksesnya hampir secepat hard disk.
3. Lebih rentan terhadap gesekan di permukaan magnetiknya.
Prinsip ini juga digunakan oleh disk magnetik yang memiliki kapasitas sebesar 1 GB yang memiliki kecepatan akses yang hampir sama dengan hard disk.
Magneto-optic disk
Dalam magneto-optic disk, data ditulis di atas sebuah piringan keras yang dilapisi oleh suatu bahan magnetik lalu dilapisi pelindung untuk melindungi head dari disk tsb. Dalam suhu ruangan, medan magnet yang ada tidak dapat digunakan untuk menyimpan bit data sehingga harus ditembakkan laser dari
disk head. Tempat yang terkena sinar laser ini dapat digunakan untuk menyimpan bit.
Head membaca data yang telah disimpan dengan bantuan Kerr Effect. Efek ini timbul karena head dari magneto-optic disk terlalu jauh dari permukaan disk sehingga tidak dapat dibaca dengan cara yang sama
yang diterapkan ke hard disk. Oleh karena itu digunakan Kerr Effect.
Menurut Silberschatz et. al. [Silberschatz2002], prinsip dari Kerr Effect adalah ketika suatu sinar laser dipantulkan dari sebuah titik magnetik, polarisasinya akan diputar searah atau berlawanan arah dengan arah jarum jam, tergantung dari orientasi medan magnetiknya. Rotasi inilah yang dibaca oleh head sebagai sebuah bit.
Optical disk
Disk tipe ini tidak menggunakan magnetik melainkan suatu bahan yang dapat dibelokkan oleh sinar
laser. Setelah dimodifikasi dengan dengan sinar laser pada disk akan terdapat spot yang gelap atau terang. Spot ini menyimpan satu bit.
Teknologi optical-disk dapat dibagi menjadi:
1. Phase-change disk, dilapisi oleh material yang dapat membeku menjadi crystalline atau amorphous
state. Kedua state ini memantulkan sinar laser dengan kekuatan yang berbeda. Drive menggunakan
sinar laser pada kekuatan yang berbeda. Kekuatan rendah digunakan untuk membaca data yang telah ditulis, kekuatan medium untuk menghapus data dengan cara melelehkan permukaannya dan kemudian dibekukan lagi ke dalam keadaan crystalline. Kekuatan tinggi digunakan untuk melelehkan disk-nya ke dalam amorphous state sehingga dapat digunakan untuk menulis data. 2. Dye-polimer disk, merekam data dengan membuat bump. Disk dilapisi plastik yang mengandung
dye yang dapat menyerap sinar laser. Sinar laser membakar spot yang kecil sehingga spot
membengkak dan membentuk bump. Sinar laser juga dapat menghangatkan bump sehingga spot menjadi lunak dan bump menjadi datar.
WORM = Write Once Read Many-times
WORM terbentuk dari sebuah aluminium film yang dilapisi oleh plastik di bagian atas dan bagian
bawahnya. Untuk menulis data, pada media ini digunakan sinar laser untuk membuat lubang pada aluminiumnya sehingga disk ini hanya dapat ditulis sekali.
Ciri-ciri WORM Disk : 1. Hanya dapat ditulis sekali.
2. Data lebih tahan lama dan dapat dipercaya.
WORM ini dianggap tahan banting dan paling terpercaya karena lapisan metalnya dilindungi dengan
aman oleh lapisan plastiknya dan juga datanya tidak dapat dirusak dengan pengaruh medan magnet. Kebanyakan removable-disk lebih lambat dari non-removable-disk karena kinerja mereka juga dipengaruhi oleh waktu yang dibutuhkan untuk menulis data. Waktu ini dipengaruhi oleh waktu rotasi, dan juga kadang-kadang seek time.
Tapes
Sebuah tape dapat menyimpan data lebih banyak dari optical maupun magnetic disk cartridge, harga
cartridge dari tape drive lebih murah namun memiliki random access yang lebih lambat karena
membutuhkan operasi fast-forward dan rewind yang kadang-kadang bisa membutuhkan waktu beberapa detik bahkan menit.
Tape ini biasa digunakan oleh supercomputer center untuk menyimpan data yang besar dan tidak
Dalam skala yang besar biasanya digunakan Robotic Tape Changers yaitu sebuah alat yang dipakai untuk mengganti tape dalam sebuah library.
Stacker menyimpan beberapa tape, sedangkan silo untuk menyimpan ribuan tape.
7.6.2. Future Technology
Penyimpanan Holographic
Teknologi ini digunakan untuk menyimpan foto hologram di media khusus. Misalkan pada foto hitam putih digunakan array 2 dimensi yang merepresentasikan warna hitam dan putih (bit 0 dan 1) maka di teknologi holographic ini satu pixel gambar dapat menyimpan jutaan bit sehingga gambarnya menjadi tajam dan pixelnya ditransfer menggunakan sinar laser sehingga transfer rate-nya tinggi.
Microelectronic Mechanical Systems (MEMS)
Teknologi yang bertujuan mengembangkan sebuah media penyimpanan yang bersifat non-volatile dengan kecepatan yang lebih cepat dan lebih murah dari semiconductor DRAM.
7.6.3. Aplikasi Antarmuka
Sistem operasi tidak menangani tapes sebagaimana sistem operasi menangani removable disk maupun
fixed disk. Sistem operasi biasanya menampilkan tape sebagai media penyimpanan secara keseluruhan.
Suatu aplikasi tidak membuka suatu berkas pada tape, melainkan membuka tape drive secara keseluruhan sebagai raw device.
Biasanya tape drive disediakan untuk penggunaan aplikasi tersebut secara eksklusif, sampai aplikasi tersebut berakhir atau aplikasi tersebut menutup tape device. Eksklusivitas ini masuk akal, karena
random access pada tape bisa memakan waktu yang lama, sehingga membiarkan beberapa aplikasi
melakukan random access pada tape bisa menyebabkan thrashing.
Sistem operasi tidak menyediakan sistem berkas sehingga aplikasi harus memutuskan bagaimana cara menggunakan blok-blok array.
Tiap aplikasi membuat peraturannya masing-masing tentang bagaimana mengatur tape supaya suatu tape yang penuh terisi dengan data hanya dapat digunakan oleh program yang membuatnya.
Tape drive mempunyai set operasi-operasi dasar yang berbeda dengan disk drive. Sebagai pengganti
operasi seek (sebagaimana yang digunakan pada disk drive), tape drive menggunakan operasi locate. Operasi locate ini lebih akurat dibandingkan dengan operasi seek karena operasi ini memposisikan tape ke logical block yang spesifik.
Sebagian besar tape drive mempunyai operasi read position yang berfungsi memberitahu posisi tape
head dengan menunjukkan nomor logical blok. Selain itu banyak juga tape drive yang menyediakan
operasi space yang berfungsi memindahkan posisi tape head. Misalnya operasi space akan memindahkan posisi tape head sejauh dua blok ke belakang.
Untuk sebagian jenis tape drive, menulis pada blok mempunyai efek samping menghapus apapun yang berada pada posisi sesudah posisi penulisan. Hal ini menunjukkan bahwa tape drive adalah append-only
devices, maksudnya adalah apabila kita meng- update blok yang ada di tengah berarti kita akan
menghapus semua data yang terletak sesudah blok tersebut. Untuk mencegah hal ini terjadi maka digunakan tanda EOT ( end-of-tape) yang diletakkan pada posisi sesudah posisi blok yang ditulis. Drive menolak untuk mencari lokasi sesudah tanda EOT, tetapi adalah suatu hal yang penting untuk mencari lokasi EOT kemudian mulai menulis menulis data. Cara ini menyebabkan tanda EOT yang lama tertimpa, lalu tanda yang baru diletakkan pada posisi akhir dari blok yang baru saja ditulis.
Penamaan Berkas
Penamaan berkas pada removable disk cukup sulit terutama pada saat kita mau menulis data pada
removable cartridge di suatu komputer, kemudian menggunakan cartridge tersebut di komputer yang
lain. Jika kedua komputer memiliki tipe mesin yang sama dan memiliki jenis removable drive yang sama, maka satu- satunya kesulitan yang ada adalah bagaimana cara mengetahui isi dan data layout pada
cartridge. Namun jika tipe kedua mesin maupun drive berbeda, banyak masalah bisa muncul. Sekalipun
kedua drive-nya kompatibel, komputer yang berbeda bisa menyimpan bytes dengan urutan yang berbeda, dan bisa menggunakan encoding yang berbeda untuk binary number maupun huruf.
Pada umumnya sistem operasi sekarang membiarkan masalah name-space tidak terselesaikan untuk
removable media, dan bergantung kepada aplikasi dan user untuk memecahkan bagaimana cara
mengakses dan menerjemahkan data. Untungnya, beberapa jenis removable media sudah distandarkan dengan sangat baik sehingga semua komputer bisa menggunakannya dengan cara yang sama, contoh: CD.
Manajemen Penyimpanan Hierarkis
Robotic jukebox memungkinkan komputer untuk mengganti removable cartridge di tape atau disk drive
tanpa bantuan manusia. Dua penggunaan utama dari teknologi ini adalah untuk kepentingan backup dan sistem penyimpanan hirarkis. Sistem penyimpanan hirarkis ini sendiri melingkupi hirarkis penyimpanan yang merupakan cakupan lebih luas daripada memori primer dan penyimpanan sekunder untuk
membentuk penyimpanan tersier. Penyimpanan tersier biasanya diimplementasikan sebagai jukebox dari
tapes atau removable media.
Walau pun penyimpanan tersier dapat mempergunakan sistem memori virtual, cara ini tidak baik. Karena pengambilan data dari jukebox membutuhkan waktu yang agak lama. Selain itu diperlukan waktu yang agak lama untuk demand paging dan untuk bentuk lain dari penggunaan virtual-memory.
Berkas yang kapasitasnya kecil dan sering digunakan dibiarkan berada di disk magnetik, sementara berkas yang kapasitasnya besar, sudah lama, dan tidak aktif digunakan akan diarsipkan di jukebox. Pada beberapa sistem file-archiving, directory entry untuk berkas selalu ada, tetapi isi berkas tidak lagi berada di penyimpanan sekunder. Jika suatu aplikasi mencoba membuka berkas, pemanggilan open
system akan ditunda sampai isi berkas dikirim dari penyimpanan tersier. Ketika isi berkas sudah
dikirimkan dari disk magnetik, operasi open mengembalikan kontrol kepada aplikasi.
Manajemen penyimpanan hierarkis biasanya ditemukan pada pusat supercomputing dan instalasi besar lainnya yang mempunyai data yang besar.
7.6.4. Masalah Kinerja
Tiga aspek utama dari kinerja penyimpanan tersier berdasarkan Silberschatz et. al. [Silberschatz2002]:
1. Kecepatan
Kecepatan dari penyimpanan tersier memiliki 2 aspek: bandwidth dan latency. Menurut Silberschatz et. al. [Silberschatz2002], Sustained bandwidth adalah rata-rata tingkat data pada proses transfer, yaitu jumlah byte dibagi dengan waktu transfer. Effective bandwidth menghitung rata-rata pada seluruh waktu I/O, termasuk waktu untuk seek atau locate. Istilah bandwidth dari suatu drive sebenarnya adalah sustained bandwidth.
2. Kehandalan
Removable magnetic disk tidak begitu bisa diandalkan dibandingkan dengan fixed hard-disk karena cartridge lebih rentan terhadap lingkungan yang berbahaya seperti debu, perubahan besar pada
temperatur dan kelembaban, dan gangguan mekanis seperti tekukan. Optical disks dianggap sangat bisa diandalkan karena lapisan yang menyimpan bit dilindungi oleh plastik transparan atau lapisan kaca.
3. Harga