KUIS SISTEM BERKASrodiah.staff.gunadarma.ac.id/.../files/72540/8.+PTI_2019.pdf · melakukan banyak tugas secara parallel, dan juga detail sipil yang rumit. Computer ini biasanya mespesialisasikan

Daftar Isi v

Penerbit

Gunadarma

Rodiah

2019

Mo

du

l K

ulia

h

Pe

ng

an

ta

r T

ek

no

lo

gi I

nfo

rm

as

i

TOPOLOGI JARINGAN

Pengertian Topologi Jaringan Topologi jaringan dalam telekomunikasi adalah suatu cara menghubungkan perangkat telekomunikasi yang satu dengan yang lainnya sehingga membentuk jaringan. Dalam suatu jaringan telekomunikasi, jenis topologi yang dipilih akan mempengaruhi kecepatan komunikasi. Untuk itu maka perlu dicermati kelebihan/keuntungan dan kekurangan/kerugian dari masing ‐ masing topologi berdasarkan karakteristiknya. Jenis Topologi

1. Topologi BUS 2. Topologi Star 3. Topologi Ring 4. Topologi Mesh

Topologi BUS

Karakteristik Topologi BUS • Node – node dihubungkan secara serial sepanjang kabel, dan pada kedua ujung kabel

ditutup dengan terminator. • Sangat sederhana dalam instalasi • Sangat ekonomis dalam biaya. • Paket‐paket data saling bersimpangan pada suatu kabel • Tidak diperlukan hub, yang banyak diperlukan adalah Tconnector pada setiap ethernet

card. • Problem yang sering terjadi adalah jika salah satu node rusak, maka jaringan

keseluruhan dapat down, sehingga seluruh node tidak bisa berkomunikasi dalam jaringan tersebut.

Keuntungan Topologi BUS • Topologi yang sederhana • Kabel yang digunakan sedikit untuk menghubungkan komputer‐komputer atau

peralatan‐peralatan yang lain • Biayanya lebih murah dibandingkan dengan susunan pengkabelan yang lain. • Cukup mudah apabila kita ingin memperluas jaringan pada topologi bus.

Kerugian Topologi BUS

• Traffic (lalu lintas) yang padat akan sangat memperlambat bus. • Setiap barrel connector yang digunakan sebagai penghubung memperlemah sinyal

elektrik yang dikirimkan, dan kebanyakan akan menghalangi sinyal untuk dapat diterima dengan benar.

• Sangat sulit untuk melakukan troubleshoot pada bus. • Lebih lambat dibandingkan dengan topologi yang lain.

Topologi STAR

Karakteristik Topologi STAR • Setiap node berkomunikasi langsung dengan konsentrator (HUB) • Bila setiap paket data yang masuk ke consentrator (HUB) kemudian di broadcast

keseluruh node yang terhubung sangat banyak (misalnya memakai hub 32 port), maka kinerja jaringan akan semakin turun.

• Sangat mudah dikembangkan

• Jika salah satu ethernet card rusak, atau salah satu kabel pada terminal putus, maka keseluruhhan jaringan masih tetap bisa berkomunikasi atau tidak terjadi down pada jaringan keseluruhan tersebut.

• Tipe kabel yang digunakan biasanya jenis UTP. Keuntungan Topologi STAR

• Cukup mudah untuk mengubah dan menambah komputer ke dalam jaringan yang menggunakan topologi star tanpa mengganggu aktvitas jaringan yang sedang berlangsung.

• Apabila satu komputer yang mengalami kerusakan dalam jaringan maka computer tersebut tidak akan membuat mati seluruh jaringan star.

• Kita dapat menggunakan beberapa tipe kabel di dalam jaringan yang sama dengan hub yang dapat mengakomodasi tipe kabel yang berbeda.

Kerugian Topologi STAR

• Memiliki satu titik kesalahan, terletak pada hub. Jika hub pusat mengalami kegagalan, maka seluruh jaringan akan gagal untuk beroperasi.

• Membutuhkan lebih banyak kabel karena semua kabel jaringan harus ditarik ke satu central point, jadi lebih banyak membutuhkan lebih banyak kabel daripada topologi jaringan yang lain.

• Jumlah terminal terbatas, tergantung dari port yang ada pada hub. • Lalulintas data yang padat dapat menyebabkan jaringan bekerja lebih lambat.

Topologi RING

Karaktristik Topologi RING • Node‐node dihubungkan secara serial di sepanjang kabel, dengan bentuk jaringan

seperti lingkaran. • Sangat sederhana dalam layout seperti jenis topologi bus. • Paket‐paket data dapat mengalir dalam satu arah (kekiri atau kekanan) sehingga

collision dapat dihindarkan. • Problem yang dihadapi sama dengan topologi bus, yaitu: jika salah satu node rusak

maka seluruh node tidak bisa berkomunikasi dalam jaringan tersebut. • Tipe kabel yang digunakan biasanya kabel UTP atau Patch Cable (IBM tipe 6).

Keuntungan Topologi RING

• Data mengalir dalam satu arah sehingga terjadinya collision dapat dihindarkan. • Aliran data mengalir lebih cepat karena dapat melayani data dari kiri atau kanan dari

server. • Dapat melayani aliran lalulintas data yang padat, karena data dapat bergerak kekiri atau

kekanan. • Waktu untuk mengakses data lebih optimal.

Kerugian Topologi RING

• Apabila ada satu komputer dalam ring yang gagal berfungsi, maka akan mempengaruhi keseluruhan jaringan.

• Menambah atau mengurangi computer akan mengacaukan jaringan. • Sulit untuk melakukan konfigurasi ulang.

Topologi MESH

Karakteristik Topologi MESH • Topologi mesh memiliki hubungan yang berlebihan antara peralatan‐peralatan yang

ada. • Susunannya pada setiap peralatan yang ada didalam jaringan saling terhubung satu

sama lain. • jika jumlah peralatan yang terhubung sangat banyak, tentunya ini akan sangat sulit

sekali untuk dikendalikan dibandingkan hanya sedikit peralatan saja yang terhubung. Keuntungan Topologi MESH

• Keuntungan utama dari penggunaan topologi mesh adalah fault tolerance. • Terjaminnya kapasitas channel komunikasi, karena memiliki hubungan yang berlebih. • Relatif lebih mudah untuk dilakukan troubleshoot.

Kerugian Topologi MESH

• Sulitnya pada saat melakukan instalasi dan melakukan konfigurasi ulang saat jumlah komputer dan peralatan‐peralatan yang terhubung semakin meningkat jumlahnya.

• Biaya yang besar untuk memelihara hubungan yang berlebih.

1

JENIS KOMPUTER

Pembagian Komputer

Komputer digolongkan dalam beberapa sudut pandang, yaitu berdasarkan :

1. Data yang diolah atau cara kerjanya

2. Penggunaannya

3. Ukuran atau kapasitas

1. Data yang diolah atau cara kerjanya

Berdasarkan data yang diolah atau cara kerjanya, komputer digolongkan

kedalam tiga jenis, yaitu : analog komputer, digital komputer dan hybrid

komputer.

a. Analog komputer

Komputer analog digunakan untuk data yang sifatnya kontinyu dan bukan data

yang berbentuk angka, tetapi dalam bentuk phisik, seperti misalnya arus listrik

atau temperatur.

Output dari komputer analog umumnya adalah untuk pengaturan atau

pengontrolan suatu mesin. Komputer analog biasanya banyak digunakan pada

proses pengontrolan pada pabrik kimia, pembangkit tenaga listrik, dsb.

Keuntungan dari komputer analog adalah kemampuannya untuk menerima data

dalam besaran phisik dan langsung mengukur data tersebut tanpa harus

dikonversikan terlebih dahulu, sehingga proses dari komputer analog lebih cepat.

2

Kerugian komputer analog adalah terletak pada faktor ketepatannya, komputer

digital lebih tepat dibandingkan komputer analog.

b. Digital komputer

Data yang diterima pada komputer digital dalam bentuk angka atau huruf.

Komputer digital biasanya digunakan pada aplikasi bisnis dan aplikasi teknik.

Keunggulan dari komputer digital adalah :

1. Memproses data lebih tepat dibandingkan dengan komputer analog.

2. Dapat menyimpan data selama masih dibutuhkan oleh proses.

3. Dapat melakukan operasi logika, yaitu membandingkan dua nilai dan

menentukan hasilnya, yaitu membandingkan elemen nilai yang satu lebih

kecil atau sama dengan, atau lebih kecil sama dengan, atau tidak sama

dengan elemen nilai yang kedua.

4. Data yang telah dimasukkan dapat dikoreksi atau dihapus.

5. Output dari komputer digital dapat berupa angka, huruf, grafik maupun

gambar.

c. Hybrid komputer

Didalam aplikasi yang khusus dibutuhkan suatu komputer yang mampu

menyelesaikan permasalahan lebih cepat dari komputer digital dan lebih cepat

dari komputer analog. Komputer hybrid adalah kombinasi dari komputer analog

dan komputer digital. Data yang diterima dalam bentuk angka atau huruf dan

phisik.

3

2. Penggunaannya

Berdasarkan penggunaannya, komputer digolongkan kedalam komputer untuk

penggunaan khusus (special purpose komputer), dan komputer untuk

penggunaan umum (general purpose komputer).

a. Komputer untuk penggunaan khusus (special purpose komputer)

Komputer ini dirancang untuk menyelesaikan suatu masalah yang khusus, yang

biasanya hanya berupa satu masalah saja. Program komputer sudah tertentu

dan sudah tersimpan di dalam komputernya. Komputer ini dapat berupa

komputer digital maupun komputer analog, dan umumnya komputer analog

adalah special purpose komputer.

Special purpose komputer banyak dikembangkan untuk pengontrolan yang

otomatis pada proses-proses industri dan untuk tujuan militer, untuk

memecahkan masalah navigasi di kapal selam atau kapal terbang.

Sekali special purpose komputer sudah diprogram untuk masalah yang khusus

maka tidak dapat digunakan untuk masalah yang lainnya, tanpa adanya

perubahan-perubahan yang dilakukan di dalam komputer.

b. Komputer untuk penggunaan umum (general purpose komputer)

Komputer ini dirancang untuk menyelesaikan bermacam-macam masalah, dapat

mempergunakan program yang bermacam-macam untuk menyelesaikan jenis

permasalahan-permasalahan yang berbeda. Karena komputer jenis ini tidak

dirancang untuk masalah yang khusus, maka dibandingkan dengan special

purpose komputer , kecepatannya lebih rendah.

4

General purpose komputer dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah-

masalah yang berbeda, misalnya aplikasi bisnis, teknik, pendidikan, pengolahan

data, permaianan, dsb.

General purpose komputer dapat merupakan komputer digital maupun komputer

analog, tetapi umumnya komputer digital adalah general purpose komputer.

3. Ukuran

a. Super Komputer

computer ini merupakan computer paling bertenaga. Aplikasi yang

digunakan biasanya lebih cenderung untuk penelitian ilmiah. Computer ini

biasanya memiliki beberapa prosesor sekaligus untuk menjalankan tugasnya.

Super computer biasanya unggul dalam kecepatan dari computer biasa

dengan menggunakan desain inovatif yang membuat mereka dapat

melakukan banyak tugas secara parallel, dan juga detail sipil yang rumit.

Computer ini biasanya mespesialisasikan untuk perhitungan tertentu,

biasanya perhitungan angka, dan dalam tugas umumnya tidak bagus

hasilnya.

Supercomputer digunakan untuk tugas penghitungan-intensif seperti

prakiraan cuaca, riset iklim (termasuk riset pemanasan global, pemodelan

molekul, simulasi fisik seperti simulasi kapal terbang dalam terowongan

angin, simulasi peledakan senjata nuklir, dan riset fusi nuklir), dll. Militer dan

agensi sains salah satu pengguna utama supercomputer.

b. Mainframe

pada tahap awal mulainya era komputerisasi, mainframe merupakan satu-

satunya computer yang ada pada waktu itu. Mainframe ini dapat melayani

ratusan penggunanya pada saat yang bersamaan. Computer ini mirip dengan

5

minicomputer namun lebih besar dan lebih mahal. Penggunaannya umumnya

untuk pengolahan data dari suatu divisi atau perusahaan besar yang

membutuhkan pengolahan yang cukup berat.

c. Minicomputer

computer mainframe sangat mahal dan hanya perusahaan besar yang

mampu menggunakannya. Untuk membuat komputasi lebih tersedia dibuat

jenis computer yang lebih kecil dari mainframe yang disebut dengan

minicomputer yang dikembangkan sejak tahun 60-an. Computer jenis ini

digunakan lebih luas daripada mainframe, karena alas an untuk mendapatkan

yang tidak lebih mahal dari mainframe tapi lebih mudah dalam pengoperasian

dan pemeliharaan. Sekarang ini istilah minicomputer disamakan dengan

server, karena peran utamanya adalah mengkoordinasi suatu jaringan

computer.

d. Personal Computer (PC)

personal Computer (PC) adalah suatu perangkat computer yang ditujukan

untuk satu pengguna. Perangkatnya terdiri atas CPU, keyboard, monitor, dan

mouse. Perangkat – perangkat tersebut dapat diringkas dalam satu meja,

tidak terlalu banyak membutuhkan tempat. Computer jenis ini paling banyak

digunakan di berbagai tempat seperti rumah, sekolah, kantor, dan

sebagainya.

KOMPRESI DATA

BAGIAN I : KONSEP DASARA. PENDAHULUAN

Teknik kompresi data ada dua yaitu :

(1) lossy data-compression dan;

(2) lossless data-compression.

Lossy data-compression masih memperbolehkan adanya kesalahan dalam

proses kompresi atau dekompresi, selama kesalahan proses tersebut tidak terlalu

mengubah pola pokok dari data yang dikompres. Teknik kompresi ini biasanya

digunakan untuk kompresi data gambar dan suara.

Lossless data-compression digunakan jika kesalahan tidak boleh terjadi

sama sekali. Artinya data sebelum dikompres harus sama dengan data hasil

dekompresi. Teknik ini biasanya digunakan untuk rekaman database, file-file word

prosessing dan data-data lain yang memerlukan proses kompresi dan dekompresi

akurasi tinggi.

Kompresi data merupakan penerapan Teori Informasi yang merupakan

cabang ilmu matematika. Teori ini muncul pada akhir 1940 dan dikembangkan

pertama kali oleh Claude Shannon di Laboratorium Bell. Dorongan pengembangan

ilmu ini adalah berdasarkan beberapa pertanyaan tentang apa itu informasi ,

termasuk bagaimana cara penyimpanan dan pengiriman pesan (informasi).

Dalam Teori Informasi digunakan istilah “entropy” yang diambil dari

istilah Ilmu Thermodinamika. Makna dari entropy sebetulnya menunjukkan

ketidakteraturan sesuatu (dalam hal ini informasi). Semakin tinggi nilai entropy

sebuah message (informasi) berarti semakin banyak simbul yang muncul dalam

informasi tersebut. Dengan demikian nilai entropy berkaitan dengan probabilitas

simbul dari sebuah informasi.

Nilai entropy dari sebuah simbul didefinisikan dengan logaritma negatif

dari probabilitasnya. Untuk menentukan banyaknya bit dari simbul yang digunakan

dalam informasi tersebut dapat dinyatakan dengan logaristma berbasis 2 yaitu :

Jumlah bit dari Simbul = - log2 (Probablilitas Simbul)

Sedangkan entropy keseluruhan informasi merupakan jumlah entropy dari masing-

masing simbul.

Sebagai gambaran misalkan dalam sebuah tulisan, probabilitas huruf “e”

adalah 1/16. Maka jumlah bit untuk kode huruf tersebut adalah 4 bit. Sedangkan

kalau menggunakan kode ASCII jumlah bit yang digunakan adalah 8-bit.

Dalam perhitungan entropy untuk kompresi data berbeda dengan

perhitungan entropy dalam thermodinamika. Untuk kompresi data kita

menggunakan bilangan yang tidak absolut, artinya tergantung cara memandang

dalam memperoleh nilai probabilitas sebuah simbul.Untuk orde-0 kita

mengabaikan simbul-simbul yang telah muncul sebelumnya. Atau dengan kata lain

setiap simbul yang akan muncul memiliki nilai probabilitas yang sama. Model ini

disebut dengan zero-memory source (sumber tanpa memori). Nilai entropy untuk

zero-memory source yang menhasilkan S buah simbul dapat dihitung dengan

persamaan :

H S P SiP SiS

( ) ( ) log( )

= ∑ 21

dimana P(Si) adalah probabilitas setiap simbul.

B. PEMODELAN DAN PENGKODEAN DALAM KOMPRESI DATA

Pada umumnya proses kompresi data meliputi pembacaan simbul,

mengubah kode untuk tiap-tiap simbul kemudian menuliskan simbul-simbul

dengan kode yang baru. Jika proses kompresi berjalan efektif, maka hasil file yang

diperoleh dapat lebih kecil dari file aslinya. Efektif tidaknya sistem kompresi data

tergantung dari pemodelan dan pengkodean yang digunakan. Model dan Kode

yang digunakan dalam kompresi data dibentuk berdasarkan nilai probabilitas tiap-

tiap simbul.

Gambar-1. Model Statistik dengan Huffman Encoder

C. ALGORITMA PENGKODEAN HUFFMAN

Algoritma pengkodean Huffman sebetulnya hampir sama dengan algoritma

pengkodean Shannon-Fano. Yaitu simbul yang mempunyai probabilitas paling

besar diberi kode paling pendek (jumlah bit kode sedikit) dan simbul dengan

probabilitas paling kecil akan memperoleh kode paling panjang (jumlah bit kode

banyak). Kode tersebut diperoleh dengan cara memyusun sebuah pohon Huffman

untuk masing-masing simbul berdasarkan nilai probabilitasnya. Simbul yang

memiliki probabilitas terbesar akan dekat dengan root (sehingga memiliki kode

terpendek) dan simbul yang memiliki probabilitas terkecil akan terletak jauh dari

root (sehingga memiliki kode terpanjang).

Pohon Huffman merupakan pohon-biner (binary tree). Sedangkan

Algoritma penyusunan pohon beserta pengkodeannya adalah sebagai berikut :

• Berdasarkan daftar simbul dan probabilitas, buat dua buah node dengan

frekuensi paling kecil.

• Buat node parent dari node tersebut dengan bobot parent merupakan jumlah

dari probabilitas kedua node anak tersebut.

• Masukkan node parent tersebut beserta bobotnya ke dalam daftar, dan

kemudian kedua node anak beserta probabilitasnya dihapus dari daftar.

• Salah satu node anak dijadikan jalur (dilihat dari node parent) untuk

pengkodean 0 sedangkan lainnya digunakan untuk jalur pengkodean 1.

Gambar-2. Langkah-langkah Pembentukan Pohon Huffman

Gambar-3. Pohon Huffman yang terbentuk beserta kode simbul

• Langkah-langkah di atas diulang sampai hanya tinggal satu node bebas yang

tersisa dalam daftar (dengan bobot 1) dan digunakan sebagai akar pohon

tersebut.

Suatu contoh dalam daftar terdiri dari 5 huruf beserta frekuensinya (dapat

dilihat pada Gambar-2a.). Nilai frekuensi tiap-tiap simbul dapat juga dinyatakan

dalam nilai probabilitas, dengan cara membagi masing-masing nilai frekuensi

dengan jumlah seluruh simbul yang muncul dalam pesan (bilangan yang terdapat

dalam akar pohon).

Hasil algoritma pertama, kedua dan ketiga seperti ditunjukkan Gambar-2b. Dalam

membuat dua buah node untuk algoritma pertama, node dengan frekuensi terkecil

selalu diletakkan di sebelah kiri. Algoritma keempat (penentuan jalur untuk kode 0

dan 1) diperlihatkan pada Gambar-2b atau Gambar-2c. Sedangkan pohon Huffman

yang terbentuk ditunjukkan pada Gambar-3.

D. ALGORITMA PENGKODEAN ELIAS

Algoritma Elias Encoder menggunakan rumus logaritma berbasis 2

terhadap nomor urut simbul dalam membuat kodenya. Nomor urut ini dibentuk

berdasarkan probabilitas simbul. Simbul yang memiliki propabilitas terbesar akan

memiliki nomor urut terkecil dan simbul yang memiliki probabilitas terkecil akan

memiliki nomor urut terbesar. Dengan demikian simbul yang memiliki nomor urut

terkecil akan diberi kode pendek dan simbul yang memiliki nomor urut terbesar

akan diberi kode panjang sesuai dengan nilai logaritmanya.

Kode Elias terdiri dari dua bagian yaitu prefix yang terdiri dari sejumlah

deretan bit ‘0’ diikuti dengan sejumlah deretan bit akhiran. Aturan pembuatan kode

untuk sebuah integer n dari nomor simbul adalah :

• Banyaknya bit ‘0’ dalam prefix dihitung dengan persamaan log ( )2 1n +

• Deretan bit akhiran merupakan bilangan biner dari n + 1.

Contoh :

Nomor Kode0 11 0102 0113 001004 00101

5 001106 001117 0001000

Dalam algoritma Elias Encoder ini proses pertama yang dilakukan untuk

keperluan pembuatan kode adalah mencari probabilitas masing-masing simbul

kemudian mengurutkan simbul-simbul tersebut berdasarkan probabilitasnya.

Sehingga diperoleh simbul yang memiliki probabilitas terbesar menempati nomor

paling kecil dan simbul yang memiliki probabilitas paling kecil menempati nomor

paling besar.

BAGIAN II : REALISASI PROGRAMA. ALGORITMA POHON HUFFMAN

Program kompresi data menggunakan Pohon Huffman ini dibuat dengan

bahasa Turbo Pascal 7.0. Untuk keperluan penyusunan pohon digunakan stuktur

data pointer (struktur data dinamis) karena dirasa lebih menguntungkan. Untuk

lebih meningkatkan efisiensi pengunaan pointer maka setiap pointer harus

memiliki 3 medan pointer selain 2 medan untuk data (karakter dan probabilitas).

Fungsi ketiga medan pointer ini adalah satu medan digunakan untuk menunjuk

pointer berikutnya dalam pembuatan senarai berantai, sedangkan dua medan

lainnya digunakan untuk menunjuk cabang kiri dan kanan setelah menjadi bentuk

pohon.

Bentuk komponen pointer tersebut dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar-4. Struktur komponen pointer untuk pohon Huffman

Dalam struktur di atas, medan DTKAR sebagai tempat data simbul

sedangkan DTPROB sebagai tempat data probabilits dari simbul tersebut. Medan

KIRI adlah pointer yang akan menunjuk cabang kiri, medan KANAN adalah pointer

yang akan menunjuk cabang kanan, dan medan NEXT adalah pointer yang

digunakan untuk menggandeng komponen dalam bentuk senarai berantai (sebelum

pembuatan pohon Huffman).

Deklarasi type berdasarkan struktur komponen di atas adalah:type Node = ^Simpul;Simpul = record

dtkar : char;dtprob : real;Kiri, Kanan, Next : Nodeend;

PROGRAM KOMPRESI

Program kompresi dibagi menjadi 3 bagian utama yaitu :

• Proses Membaca Berkas.

• Proses Pengkodean Huffman Tree.

• Proses Penulisan Hasil Kompresi.

1. Proses Membaca File.

Proses ini dilakukan oleh procedure BACA_FILE. Dalam proses ini

dilakukan pencarian simbul-simbul yang muncul beserta probabilitasnya.

Masing-masing simbul dibaca dalam bentuk byte, kemudian ditransfer kedalam

bentuk nilai ASCII dan disimpan dalam sebuah array data karakter dengan indek

0..255. Sedangkan nilai probabilitasnya disimpan dalam sebuah array bilangan

dengan indek karakter yang bersangkutan.

Pembacaan file dalam procedure BACA-FILE dilakukan setiap 1 kbyte

(1024 byte).Sedangkan algoritma yang digunakan adalah sebagai berikut :

1. Buka berkas yang akan dibaca.

2. (Inisialisasi): pencacah simbul=0;

3. Untuk I=0 sampai 1024 (1 Kbyte) lakukan langkah 4;

4. Lakukan pengetesan apakah posisi berkas = eof; jika “Ya” keluar dari

procedure; jika “Tidak” lakukan langkah 5 sampai 8

5. Baca satu byte dari berkas, masukkan ke dt[I];

6. Naikkan pencacah jumlah simbul;

7. Untuk J=0 sampai 255 cari simbul yang sesuai untuk dt[I];jika dt[I]=j

tentukan dtT[char(j)]=dtT[char(j)] + 1;

8. Ulangi langkah 3 (untuk 1 Kbyte berikutnya) selama posisi berkas <> eof.

9. Tutup berkas;

10. Selesai.

Realisasi program procedure BACA_FILE dapat dilihat pada Lampiran

A.1. Jika program ini dijalankan dengan file coba.dat sebagai file inputnya maka

akan ditampilkan simbul-simbul dalam file tersebut beserta probabilitasnya.a = 0.40b = 0.04c = 0.30d = 0.10e = 0.06f = 0.10

2. Proses Pembuatan Pohon Huffman.

Fungsi prosedur ini adalah untuk menyusun pohon Huffman berdasarkan

probabilitas simbul, kemudian membuat kode berdasarkan pohon tersebut.

Procedure pohon Huffman terdiri dari beberapa procedure yaitu:

1. BUAT_LIST_PELUANG

2. CARI_PELUANG_TERKECIL

3. SUSUN_POHON

4. ENCRYPT (Pembuatan Kode).

2.1 Algoritma Procedure BUAT_LIST_PELUANG

Prosedur ini digunakan untuk membuat senarai berantai (linked-list)

dari tabel simbul beserta probabilitasnya yang telah disediakan oleh prosedur

BACA_FILE. Masukan prosedur ini adalah variabel Kal (array probabilitas

dengan indeks karakter) dan keluarannya adalah pointer yang menunjuk

pada simpul kepala dari senarai berantai H.

Sebelum menjalankan prosedur BUAT_LIST_PELUANG, prosedur

HUFFMAN memanggil prosedur DUMMY(Kepala) yang artinya membuat

pointer boneka dengan nama Kepala. Pointer ini selanjutnya akan digunakan

proses.

Algoritma BUAT_LIST_PELUANG adalah :

1.Inisialisasi: Tentukan Bantu = H;

2.Untuk I=0 sampai 255 kerjakan langkah 3;

3.(Uji probabilitas setiap karakter:

Tes : Apakah Kal[chr(I)] <>0 ?

Jika “Ya” kerjakan langkah 4 sampai langkah 6;

Jika “Tidak” ulangi langkah 3 untuk I berikutnya;

4.Panggil procedure DUMMY dengan argumen Bantu^.Next;

5.(Mengisi simpul) :

Tentukan : Bantu^.Next.dtkar = chr(I);

Bantu^.Next.dtprob = Kal[chr(I)] ;

6.Tentukan Bantu = Bantu^.Next;

Selesai.

Dari algoritma tersebut maka karakter yang probabilitasnya sama dengan nol

(berarti simbul tersebut tidak muncul) maka tidak akan dimasukkan ke

dalam tabel. Sehingga akan menghemat tabel karakter dan probabilitasnya.

Setelah semua data karakter dan peluangnya dimasukkan ke dalam senarai

berantai oleh prosedur BUAT_LIST_PELUANG, maka kemudian dilakukan

pencarian peluang terkecil dengan prosedur CARI_PELUANG_TERKECIL.

2.2 Prosedur CARI_PELUANG_TERKECIL

Prosedur ini digunakan untuk mencari dua simpul yang berisi

peluang terkecil. Masukannya adalah pointer yang menunjuk ke simpul

kepala, H. Keluaran adalah pointer yang menunjuk ke simpul dengan

frekuensi terkecil kedua, Dua.

Algoritma mencari dua peluang terkecil adalah sebagai berikut :

1. (Mencari peluang terkecil pertama).

Tentukan : Satu = H^.Next, Bantu = Satu^.Next;

2. Kerjakan langkah 3 dan 4 selama Bantu <> Nil;

3. Tes: apakah Satu^.dtprob > Bantu^.dtprob?

Jika “Ya”, tentukan Satu = Bantu;

4. Tentukan : Bantu = Bantu ^.Next;

5. (Mencari peluang terkecil kedua).

Tes: apakah Satu = H^.Next?

Jika “Ya” tentukan Dua = Satu^.Next;

Jika “Tidak” tentukan Dua = H^.Next;

6. Tentukan Bantu = Dua^.Next;

7. Kerjakan langkah 8 dan 9 selama Bantu <> Nil;

8. Tes apakah (Dua^.dtprob > Bantu^.dtprob) dan (Bantu <> Satu)?

Jika “Ya” tentukan Dua = Bantu;

9. Tentukan Bantu = Bantu^.Next;

2.3 Prosedur SUSUN_POHON

Dalam algoritma SUSUN_POHON ini selain pointer Satu, yang

menunjuk ke simpul peluang terkecil pertama, Dua yang menunjuk ke

simpul peluang terkecil kedua, digunakan pointer B dan B1. Pointer B

digunakan untuk menunjuk ke simpul sebelum yang ditunjuk oleh simpul

Satu, pointer B1 digunakan untuk menunjuk ke simpul sebelum simpul yang

ditunjuk oleh simpul Dua. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar-

5.

Dalam program penentuan letak pointer B dan B1 diimplementasikan

dalam fungsi SAMBUNGAN.

Berdasarkan Gambar-5, ada dua titik kritis yang dapat menyebabkan

kesalahan. Titik kritis yang pertama apabila pointer Dua terletak persis

sesudah pointer Satu, sehingga pointer B1 akan menunjuk pointer ke simpul

yang sama seperti halnya pointer Satu. Titik kritis kedua, apabila pointer

Dua terletak persis sebelum pointer Satu, sehingga pointer B menunjuk

simpul yang sama seperti halnya pointer Dua.

Dengan memperhatikan titik kritis tersebut, maka sebelum proses

pembentukan pohon Huffman dilanjutkan harus dilakukan pengetesan

terlebih dahulu apakah kita sedang dihadapkan dari salah satu titik kritis

tersebut atau tidak. Algoritma penyusunan pohon Huffman adalah sebagai

berikut :

Gambar-5. Ilustrasi pembentukan Pohon Huffman

1. (Menentukan letak pointer B dan B1);

Tentukan: B = SAMBUNGAN(H,SATU), dan

B1=SAMBUNGAN(H,Dua);

2. (Alokasi tempat untuk menjumlah dua peluang).

Panggil prosedur DUMMY dengan parameter B2.

3. (Menyambung cabang kiri dan kanan).

Tentukan: B2^.dtprob = Satu^.dtprob + Dua^.dtprob,

B2^.Kiri = Satu, dan

B2^.Kanan = Dua.

4. (Tes titik kritis pertama).

Tes : apakah B^.Next[^.Next = Dua?

Jika “Ya” tentukan B^.Next = Dua^.Next;

Jika “Tidak” tentukan B^.Next = Satu^.Next;

5. (Tes titik kritis kedua).

Tes: apakah B1^.Next^.Next = Satu?

Jika “Ya” tentukan B1^.Next = Satu^.Next;

Jika “Tidak” tentukan B1^.Next = Dua^.Next.

6. (Memindahkan letak simpul yang ditunjuk oleh B2)

Tentukan: B2^.Next = H^.Next, dan

H^.Next = B2.

7. Selesai.

2.4 Prosedur ENCRYPT.

Prosedur Encrypt bersama-sama dengan prosedur Prefiks berfungsi

untuk membuat kode Huffman berdasarkan pohon Huffman yang telah

dibuat. Kode Huffman tersebut diujudkan dalam bentuk string dari ‘0’ dan

‘1’ dan diartikan sebagai bilangan biner, meskipun pada saat penulisan file

hasil kompresi kode tersebut diubah dari bentuk bilangan biner menjadi

bilangan bertype byte.

Pembuatan kode Huffman adalah dengan membuat daftar simbul

seperti yang dihasilkan pada saat mencari probabilitas simbul kemudian

dilakukan penelusuran simbul dalam pohon Huffman. Penelusuran selalu

dimulai dari ujung akar. Langkah dalam penelusuran untuk cabang kiri dan

kanan itulah yang akan menentukan kode Huffman. Jika mengujungi cabang

kiri diartikan ‘0’ dan mengunjungi cabang kanan diartikan ‘1’.

3. Prosedur Penulisan Hasil Kompresi

Prosedur ini menyediakan dua fungsi utama yang berkaitan dengan

penulisan file hasil kompresi. Yaitu penulisan header dan badan file.

3.1 Header

Header file hasil kompresi terdiri dari empat bagian yaitu :

• informasi jumlah byte file asli

• informasi banyak simbul yang terdapat dalam file asli

• informasi simbul-simbul yang dalam file asli

• informasi probabilitas tiap-tiap simbul dalam file asli

Informasi besarnya file asal digunakan sebagai ukuran pencacah

pada saat dilakukan proses dekompresi file hasil kompresi tersebut. Dengan

adanya informasi ini maka program akan mudah dalam menentukan kapan

harus menyelesaikan pembacaan data untuk dekompresi file hasil kompresi.

Informasi jumlah simbul digunakan untuk menentukan pencacah

yang berhubungan dengan daftar simbul dan daftar probabilitas agar tidak

terjadi kesalahan akses data dari file hasil kompresi. Atau dengan kata lain

informasi tersebut digunakan untuk menentukan besarnya array/pointer yang

mencacat simbul dan probabilitasnya.

Informasi simbul dan informasi probabilitas simbul digunakan

pembuatan pohon Huffman kembali dalam proses dekompresi.

3.2 Badan File

Badan file terdiri dari data byte hasil kompresi berdasarkan kode

Huffman yang dibuat. Setiap byte dalam badan file ini merupakan potongan

(karena diujudkan dalam byte berarti sebanyak 8 bit) dari deretan simbul file

asal yang telah diubah menjadi deretan kode. Karena setiap kode dari

masing-masing simbul tidak sama panjangnya maka perlu dilakukan kerja

keras dan hati-hati pada saat melakukan proses dekompresi.

Dalam melakukan proses penulisan hasil kompresi ini maka

algoritma yang digunakan adalah :

1. Siapkan informasi-informasi header file dan tulis ke dalam file hasil

kompresi;

2. Baca file asal byte demi byte dan cari kode yang cocok dari tabel kode

Huffman yang terlah dibuat (berdasarkan prosedur Encrypt);

3. Apabila deretan kode sudah mencapai 8-bit maka dilakukan penulisan

data 8-bit tersebut, jika tidak lakukan langkah 2;

4. Ulangi proses 2 sampai 3 hingga file asal telah terbaca semua.

Dalam penulisan file hasil kompresi ini agar proses dapat berlangsung

dengan cepat maka pembacaan file asal dan penulisan file hasil dilakukan secara

blok.

PROGRAM DEKOMPRESI

Dalam program dekompresi ini proses dibagi menjadi tiga bagian :


• Proses Pembuatan Pohon Huffman.

• Proses Penulisan Hasil Dekompresi.

1. Proses Membaca Berkas

Proses membaca berkas/file pada program dekomprefsi ini berbeda

dengan proses pembacaan berkas/file pada program kompresi sebelumnya.

Pembacaan berkas/file hasil kompresi dalam program dekompresi ini harus

mengikuti aturan yang digunakan dalam proses penulisan file hasil kompresi

pada program kompresi di atas.

Karena berkas/file hasil kompresi terdiri dari header dan badan file maka

pembacaannya juga disesuaikan. Yaitu pertama-tama membaca header untuk

memperoleh informasi besar file asli, informasi banyaknya simbul, informasi

simbul dan informasi probabilitas tiap-tiap simbul. Berdasarkan hasil

pembacaan tersebut maka baru dapat dilakukan proses selanjutnya.

2. Proses Pembuatan Pohon Huffman

Berdasarkan informasi-informasi yang diperoleh pada proses pembacaan

berkas, maka dapat disusun Pohon Huffman untuk keperluan dekompresi.

Prosedur-prosedur yang digunakan sama dengan proses pembuatan pohon

Huffman pada Program Kompresi. Yaitu :

1. BUAT_LIST_PELUANG

2. CARI_PELUANG_TERKECIL

3. SUSUN_POHON

Dalam proses pembuatan pohon Huffman ini tidak ada prosedur Decrypt

sebagai lawan dari prosedur Encrypt dari program kompresi. Hal ini disebabkan

prosedur Decrypt akan langsung digunakan dalam prosedur dekompresi nanti.

Jadi ada sedikit perbedaan dalam proses pembuatan pohon Huffman dalam

program kompresi dengan program dekompresi.

3. Proses Penulisan Hasil Dekompresi

Setelah selesai melakukan proses pertama dan kedua (baca header dan

membuat pohon Huffman) maka dilakukan proses berikutnya yaitu proses

dekompresi dan penulisan hasilnya.

Dalam proses dekompresi dan penulisan hasilnya ini akan selalu

memanggil prosedur Decrypt untuk mencari simbul yang sesuai dengan aliran

bit-bit dari pembacaan file hasil kompresi. Bit-bit tersebut akan digunakan

sebagai petunjuk dalam mengunjungi pohon Huffman sampai ditemukan sebuah

simbul.

Seperi dalam proses pembuatan kode Huffman yaitu kunjungan kekiri

akan menghasil kode ‘0’ dan kunjungan ke kanan akan menghasilkan kode ‘1’,

maka dalam proses Decrypt ini juga sama. Yaitu jika memperoleh bit ‘0’ maka

harus mengunjungi cabang kiri dan jika diperoleh bit ‘1’ akan mengunjungi

cabang kanan Kunjungan akan berakhir pada saat tidak ada cabang kiri ataupun

cabang kanan, yang berarti telah ditemui sebuah simbul. Simbul tersebut

kemudian ditampung dalam array terlebih dahulu. Hal ini dimaksudkan untuk

mempercepat proses, karena penulisan file dilakukan secara blok.

Algoritma yang digunakan dalam proses Decrypt ini adalah :

1. Inisialisai pencacah besar file;

2. Baca file hasil kompresi byte demi byte;

3. Berdasarkan bit-bit dalam byte tersebut kunjungi pohon Huffman dengan

prosedur Decrypt, sampai tidak ada cabang kiri maupun cabang kanan.

Tulis simbul yang diperoleh dan naikkan pencacah besar file dengan 1;

4. Lakukan langkah 1 dan 2 sampai blok penulisan file terpenuhi, lakukan

penulisan file hasil dekompresi;

5. Ulangi langkah 1 sampai 4 hingga pencacah besar file menunjukkan angka

sama dengan informasi besar file.

6. Selesai

B. ALGORITMA ELIAS ENCODER

Seperti telah dijelaskan pada Bagian I, bahwa pengkodean Elias

menggunakan rumus logaritma terhadap nomor urut suatu simbul. Sehingga

perbedaan yang nyata dari program kompresi dan dekompresi dengan algoritma

Elias Encoder ini adalah proses sorting simbul berdasarkan probabilitasnya dan

cara pembuatan kode untuk tiap-tiap simbul. Proses lainnya seperti : membaca file

untuk mengetahui macam simbul dan probabilitasnya (dari file yang akan

dikompres) serta proses penulisan hasil kompresi menjadi file terkompres tidak

berbeda dengan prosedur-prosedur yang digunakan dalam program kompresi

dengan algoritma pohon Huffman.

Suatu hal penting yang perlu diperhatikan dalam program ini adalah :

Karena dalam bahasa pemrograman Pascal hanya memiliki fungsi aritmatika

logaritma natural, sedangkan fungsi logaritma yang diperlukan dalam pengkodean

Elias menggunakan logaritma berbasis 2 maka perlu dibuatkan fungsi baru untuk

keperluan tersebut. Fungsi yang dimaksud diujudkan dalam program fungsi :

function log(x:integer):string;

Fungsi tersebut akan mengolah data integer (nomor urut dari simbul) menjadi

deretan bit ‘0’ sebagai prefiks sekaligus menambahkan sufiks pengkodean Elias.

PROGRAM KOMPRESI

Secara garis besar proses kompresi dibagi menjadi empat bagian proses

yaitu :

• Proses Membaca Berkas

• Proses Mengurutkan Simbul Berdasarkan Probabilitasnya

• Proses Membuat Kode Elias

• Proses Penulisan Hasil Kompresi

1. Proses Membaca Berkas/File

Algoritma proses pertama dan proses keempat hampir sama dengan

algoritma yang digunakan pada program kompresi Pohon Huffman. Untuk

proses pertama perbedaan hanya terletak pada struktur data yang digunakan.

Karena pointer yang digunakan hanya untuk membentuk senarai berantai linear

(tidak berbentuk pohon) maka bentuk pointernya adalah sebagai berikut :

Setelah melakukan pendataan macam simbul dan probabilitasnya maka

dilakukan proses optimasi tabel yaitu dengan menggunakan prosedur

SELEKSI_SIMBUL. Prosedur ini akan menghapus karakter yang

probabilitasnya sama dengan nol dari tabel simbul dan probabilitas.

Untuk keperluan proses sorting, maka simbul dan probabilitas

dimasukkan dalam struktur data pointer dengan memanggil prosedur

MASUK_HEAP.

2. Proses Mengurutkan Simbul Berdasarkan Probabilitasnya

Proses ini berfungsi untuk mengurutkan simbul berdasarkan

probabilitasnya sehingga simbul yang memiliki probabilitas besar akan memiliki

nomor urut paling kecil sedangkan simbul dengan probabilitas paling kecil akan

memiliki nomor urut paling besar.

Banyak algoritma sorting yang dapat digunakan dalam pengurutan

simbul ini. Dalam program ini digunakan algoritma Chain Record Sort yang

memiliki kecepatan tinggi dalam melakukan sorting meskipun memori yang

dipakai menjadi lebih besar. Dengan metode Chain Record Sort ini masing-

masing elemen yang akan diurutkan tetap pada posisinya masing-masing (tidak

akan dipindahkan). Dengan pointer yang ada maka cukup merubah arah

penunjuk sesuai dengan peringkat elemen yang kita bandingkan. Dengan

demikian letak masing-masing elemen tidak berubah. Proses sorting ini

dilakukan dengan memanggil prosedur URUTKAN. Berdasarkan senarai

berantai yang telah dibentuk oleh prosedur MASUK_HEAP maka alogritma

sorting adalah sebagai berikut :

1. Inisialisasi :

Tentukan Akhir :=Awal;

2. Tentukan pointer Kepala disebelah kanan pointer Akhir :

Nama pointer

Sebelum Sesudahdtkar

dtprob

Kepala := Awal^.Sesudah;

3. Tentukani : Awal^.Sesudah := Nil;

4. Jika Kepala sama dengan Nil maka proses SELESAI, jika tidak sama

dengan Nil maka lakukan langkah berikut ini:

5. Tentukan I:=Kepala^.Sesudah;

6. Jika Kepala^.dtprob <= Akhir^.dtprob maka lakukan langkah 7, jika tidak lakukan

langkah 8 dan selanjutnya;

7. Letakkan letakkan pointer Kepala disebelah kanan pointer Akhir dan ;

- jadikan pointer Akhir tadi menjadi pointer Awal;

- jadikan pointer Kepala menjadi pointer Akhir;

- Ulangi langkah 2 sampai 6.

8. J:= Akhir^.sebelum;

- Selama Kepala^.dtprob >= J^.dtprob dan J <> Nil maka tentukan: J:=J^.Sebelum;

9. Jika J = Nil maka Kepala merupakan pointer awal paling kiri;

10. Jika J <> Nil maka letakkan J disebelah kiri Kepala;

11. Ulangi langkah 4 sampai dengan langkah 11.

Setelah dilakukan sorting maka bentuk senarai berantai menjadi urut

dimana simbul dengan probabilitas paling besar akan ditunjuk paling awal dan

simbul dengan probabilitas paling kecil akan ditunjuk paling akhir dalam senarai

tersebut. Dengan demikian dapat kita buat sebuah array yang berisi urutan hasil

sorting tersebut. Nomor array inilah yang akan kita gunakan sebagai bahan

pembuatan kode Elias.

3. Proses Pembuatan Kode Elias

Proses pengkodean Elias dilakukan dengan memanggil prosedur ELIAS

dimana terdapat fungsi log yang dapat melakukan operasi aritmatik logaritma

berbasis dua dari sebuah nilai integer sekaligus mengubah nilai integer tersebut

menjadi kode elias. Algoritma untuk pengkodean Elias adalah :

1. Tentukan x:= nomor simbul pertama;

2. Buat Prefiks berupa deretan bit ‘0’ sebanyak log2 (x+1), tampung ke

variabel awal;

3. Buat Sufiks yang merupakan bilangan biner dari (x+1), tampung dalam

variabel akhir;

4. Gabungkan menjadi kode Elias :

5. Kode[x] := awal + akhir;

6. Ulangi langkah 2 sampai 5 untuk nilai x berikutnya sebanyak jumlah_simbul;

7. Selesai.

Setelah proses ini selesai maka dilakukan pembacaan file yang akan

dikompres byte demi byte dan diubah simbulnya sesuai dengan kode yang sudah

dibuat.

4. Proses Penulisan Hasil Kompresi.

Prosedur ini menyediakan dua fungsi utama yang berkaitan dengan

penulisan file hasil kompresi. Yaitu penulisan header dan badan file.

4.1 Header

Header file hasil kompresi terdiri dari empat bagian yaitu :

• informasi jumlah byte file asli

• informasi banyak simbul yang terdapat dalam file asli

• informasi simbul-simbul yang dalam file asli

Informasi besarnya file asal digunakan sebagai ukuran pencacah

pada saat dilakukan proses dekompresi file hasil kompresi tersebut. Dengan

adanya informasi ini maka program akan mudah dalam menentukan kapan

harus menyelesaikan pembacaan data untuk dekompresi file hasil kompresi.

Informasi jumlah simbul digunakan untuk menentukan pencacah

yang berhubungan dengan daftar simbul dan daftar probabilitas agar tidak

terjadi kesalahan akses data dari file hasil kompresi. Atau dengan kata lain

informasi tersebut digunakan untuk menentukan besarnya array/pointer yang

mencacat simbul.

Informasi simbul digunakan pembuatan kode Elias kembali dalam

proses dekompresi.

Dalam header file kompresi Elias ini tidak perlu mencantumkan

informasi peluang tiap simbul, karena urutan simbul tersebut sudah dapat

digunakan untuk membuat kode Elias dalam proses Dekompresi nantinya.

4.2 Badan File

Badan file ini sama dengan badan file program kompresi Huffman.

Yaitu menyimpan byte demi byte hasil pengkodean tiap simbul. Setiap byte

dalam file ini merupakan potongan (karena diujudkan dalam byte berarti

sebanyak 8 bit) dari deretan simbul file asal yang telah diubah menjadi

deretan kode. Karena setiap kode dari masing-masing simbul tidak sama

panjangnya maka perlu dilakukan kerja keras dan hati-hati pada saat

melakukan proses dekompresi.

Dalam melakukan proses penulisan hasil kompresi ini maka

algoritma yang digunakan adalah :

1. Siapkan informasi-informasi header file dan tulis ke dalam file hasil

kompresi;

2. Baca file asal byte demi byte dan cari kode yang cocok dari tabel kode

Elias yang terlah dibuat (berdasarkan prosedur Elias);

3. Apabila deretan kode sudah mencapai 8-bit maka dilakukan penulisan

data 8-bit tersebut, jika tidak lakukan langkah 2;

4. Ulangi proses 2 sampai 3 hingga file asal telah terbaca semua.

Dalam penulisan file hasil kompresi ini agar proses dapat berlangsung

dengan cepat maka pembacaan file asal dan penulisan file hasil dilakukan secara

blok.

PROGRAM DEKOMPRESI

Dalam program dekompresi ini proses dibagi menjadi tiga bagian :


• Proses Pembuatan Kode Elias.

• Proses Penulisan Hasil Dekompresi.

1. Proses Membaca Berkas

Proses membaca berkas/file pada program dekomprefsi Elias ini hampir

sama dengan program Huffman dimana pembacaan harus mengikuti aturan

sesuai dengan bentuk file yang diproses pada saat penulisan hasil kompresi

sebelumnya. Yaitu pertama-tama membaca header untuk memperoleh informasi

besar file asli, informasi banyaknya simbul dan informasi simbul. Berdasarkan

hasil pembacaan tersebut maka baru dapat dilakukan proses selanjutnya.

2. Proses Pembuatan Kode Elias

Berdasarkan informasi-informasi yang diperoleh pada proses pembacaan

berkas, maka dapat disusun kode Elias seperti pada program kompresi. Karena

simbul-simbul yang disimpan sudah urut dari probabilitas terbesar sampai

probabilitas terkecil, maka nomor urutan tersebut langsung dapat dipakai untuk

membuat kode Eliasnya.

3. Proses Penulisan Hasil Dekompresi

Setelah selesai melakukan proses pertama dan kedua (baca header dan

membuat kode Elias) maka dilakukan proses berikutnya yaitu proses

dekompresi dan penulisan hasilnya.

Dalam proses dekompresi proses pencarian kode yang cocok dengan

pembacaan byte demi byte dari badan file akan lebih mudah dilakukan, karena

kode tersebut sebenarnya dapat ditebak berdasarkan prefiknya dan nilai prefiks

ini akan menentukan panjangnya deretan sufik dari kode tersebut. Sehingga

proses perulangan (loop) menjadi lebih sedikit.

Simbul-simbul yang diperoleh dari hasil dekode tersebut kemudian

ditampung dalam array terlebih dahulu. Hal ini dimaksudkan untuk

mempercepat proses, karena penulisan file dilakukan secara blok.

C. PELENGKAP PROGRAM

Baik program Kompresi/Dekompresi Huffman maupun Elias dilengkapi

prosedur tambahan seperti peringatan bahwa nama file yang akan dikompres tidak

ada dan nama file yang akan dikompres ternyata sama dengan nama file hasil

kompresi yang semuanya dikemas dalam prosedur Header yang juga merupakan

tempat komunikasi dengan pemakai.

BAGIAN III : KESIMPULANDalam tugas ini telah berhasil dibuat program kompresi dengan algoritma

Pengkodean Pohon Huffman dan algoritma Elias Encoder. Hasil yang diperoleh

terhadap kinerja dan sifat-sifat kedua program tersebut adalah :

1. Kedua program kompresi tersebut hampir memiliki prosesntase kompresi yang

sama.

2. Algoritma Elias Encoder memiliki kelebihan dibanding algoritma Pohon Huffman

yaitu konfigurasi header file hasil kompresi lebih sederhana (tidak mencantumkan

probabilitas tiap simbul); sederhana dalam pengkodean dan dalam proses

pencarian simbul berdasarkan kode dapat ditebak secara cepat sehingga

mempercepat proseas dekompresi.

3. Program kompresi dengan algoritma Pohon Huffman kadang-kadang dalam

membuat kode tidak efektif yaitu menghasilkan kode terpendek lebih dari 2 atau 3

bit, sedangkan untuk algoritma Elias pasti ada kode yang panjangnya satu bit.

Gambar 5.1 Alat penyimpanan

5.1 JENIS MEMORI DALAM KOMPUTER

Ada tiga macam memori yang dipergunakan di dalam sistem komputer, yaitu:

1. Register, digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang sedang diproses.

2. Main memory, dipergunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang akan diproses

dan hasil pengolahan.

3. Secondary storage, dipergunakan untuk menyimpan program dan data secara

permanen.

5.1.1 Memori Utama (Main Memory)

Merupakan elemen yang penting dari suatu komputer yang digunakan untuk menyimpan data

dan instruksi program untuk digunakan oleh prosesor. Fasilitas Penyimpanan Utama adalah :

BAB V MEMORI DAN MEDIA PENYIMPANAN

Pengantar Teknologi Informasi _________________________________________________

55

1. Operasinya secara keseluruhan bersifat elektronis, operasi sangat cepat dan handal.

2. Data hampir bisa diakses secara sekaligus dari memori utama karena operasinya

elektronis dan proksimitasnya mendekati prosesor.

3. Data harus ditransfer ke penyimpanan utama sebelum dapat diproses oleh prosesor

Penyimpan utama digunakan untuk meyimpan semua data yang memerlukan pemrosessan

guna mencapai kecepatan pemrosesan yang maksimum ini disebut memori jangka pendek.

Penyimpanan utama dapat menyimpan :

1. Instruksi yang menunggu diproses.

2. Instruksi yang saat itu sedang dipproses.

3. Data yang saat itu sedang diproses.

4. Data yang menunggu pemrosesan.

5. Data yang sedang menunggu dikeluarkan (output).

Proses menjemput data dari lokasi dalam penyimpanan utama dengan urutan acak dan lama

waktu yang diperlukan tidak tergantung pada posisi dari lokasi tersebut . Lihat gambar

berikut:

Gambar 5.2 Lokasi dalam Penyimpanan Utama

Satuan Unit Data

1. Word adalah lokasi dalam penyimpanan utama atau penyangga unit data. Pembagian

word dapat berdasarkan Fixed Word-length computer (word machine) dan Variabel

word – length computer. Pada Fixed Word-length computer (word machine) dimana

satu word adalah satu lokasi dalam penyimpanan utama, yakni data ditransfer ke satu

lokasi dalam penyimpanan utama setiap kali, word length adalah jumlah bit dalam

setiap lokasi (word). Pada Variabel word – length computer satu word memiliki

panjang satu lokasi atau beberapa lokasi dan di set (ditetapkan panjangnya) menurut

panjang yang diperlukan pada setiap transfer data. Jenis word lengtha adalah byte dan

1 2 3 4 5

Etc.

0

_______________________________________________ Memori dan Media Penyimpanan

56

character machine, dimana dalam byte setiap lokasi mempunyai 8 bit dan pada

character machine setiap lokasi mempunyai panjang 16 bit.

2. Byte adalah unit-unit yang lebih kecil dari word

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.

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

a. Input storage, digunakan untuk menampung input yang dimasukkan lewat alat

input.

b. Program storage, digunakan untuk menyimpan semua instruksi-instruksi program

yang akan diproses.

c. Working storage, digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah dan hasil

dari pengolahan.

d. 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.

Gambar 5.3 Parity bit


57

Tabel 5.1 Beberapa teknologi RAM

TEKNOLOGI KETERANGAN

DRAM Konvensional

Merupakan DRAM kuno dan tidak dipergunakan lagi dalam system komputer masa kini.

Fast Page Mode (FPM) DRAM

Lebih cepat dari DRAM biasa, pemakaiannya tidak memerlukan kompatibilitas teknologi.

Extended Data Out (EDO) DRAM

Lebih cepat dari FDM, biasanya dipakai pada Pentium dan beberapa system 486.

Burst Extended Data Out (BEDO) RAM

Merupakan perbaikan dari EDO RAM, memungkinkan penggunaan bus dengan kecepatan yang lebih tnggi dari EDO.

Synchronous DRAM (SDRAM)

Terikat pada pulsa detak system, mendukung penggunaan bus.

RAMbus RAM (RDRAM) Dikembangkan oleh intel sebagai system memori PC masa depan.

Double Data Rate RAM (DDR RAM)

DDR SDRAM adalah tipe memori generasi penerus DRAM, yang memiliki kemampuan dua kali lebih cepat dari SDRAM.

Video RAM (VRAM) Merupakan memori khusus yang digunakan untuk keperluan video monitor.

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.

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


58

harus mematikan aliran listrik komputer dan menghidupkannya kembali (lebih lama dan

membuat komputer cepat rusak),lebih baik dilakukan warm booting.

Isi dari ROM tidak boleh hilang atau rusak, bila terjadi demikian, maka sistem komputer

tidak akan bisa berfungsi. Oleh karena itu, untuk mencegahnya pabrik komputer

merancang ROM sedemikian rupa sehingga hanya bisa dibaca saja, tidak dapat diisi

programmer supaya tidak terganti oleh isi yang lain yang menyebabkan isi ROM rusak.

Selain itu ROM sifatnya adalah non volatile, supaya isinya tidak hilang bila listrik

komputer dimatikan. Atau dengan kata lain, untuk menyimpan data dan program dalam

kurun waktu yang tertentu.

ROM yang bisa diprogram berbentuk chip yang ditempatkan pada rumahnya yang

mempunyai jendela diatasnya. ROM yang dapat diprogram kembali adalah PROM

(Programmable Read Only Memory), yang dapat diprogram sekali saja oleh programmer

yang selanjutnya tidak dapat diubah kembali. Jenis lain adalah EPROM (Erasable

Programmable Read Only Memory) yang dapat dihapus dengan sinar ultra violet (dapat

dijemur di sinar matahari) serta dapat diprogram kembali berulang-ulang. EEPROM

(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), dapat dihapus secara

elektronik dan dapat diprogram kembali.

Tabel 5.2 Beberapa jenis ROM

TEKNOLOGI KETERANGAN

ROM Digunakan untuk program yang bersifat static (jarang berubah) dan diproduksi masal

Programmable ROM (PROM)

Dapat diprogram dengan menggunakan peralatan khusus dan dilakukan sekali. Pola datanya tersimpun digabungkan secara permanen ke dalam chip dengan menggunakan “mask”

Erasable PROM Dapat diprogram beberapa kali dengan peralatan khusus. Jika ingin menghapus harus dikeluarkan dari komputer dengan sinar ultra violet.

Electrically Erasable PROM

Dapat diprogram dengan menggunakan perangkat lunak. Dihapus dengan pulsa tegangan listrik. Diguakan untuk menyimpan BIOS

Electrically Alterable ROM

Dapat dibaca, dihapus dan ditulisi kembali tanpa mengeluarkannya dari komputer. Proses penghapusan dan penulisannya kembali sangat lambat bila dibandingkan proses pembacaan yang disebut RMM (Read Mostly Memories)

Electrically Erasable ROM Pada dasarnya sam dengan EAROM


59

5.1.2 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.

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).

Keterangan Gambar:

Accumulators - dapat digunakan sebagai holding data dalam kalkulasi.

Address Registers - digunakan untuk menyimpan penempatan memori data atau

instruksi untuk digunakan oleh suatu program.

Stack Pointer - register ini digunakan selama sub-routine yang bersarang dan

bertumpuk didasarkan aritmatika.

Status Register - register ini menyediakan suatu layanan pada CPU dengan

pemeliharaan status operasi yang terakhir yang dilaksanakan oleh ALU.

Instruction Pointer - kadang-kadang dikenal sebagai program counter, pointer dapat

merespon untuk alamat memori dari instruksi berikutnya yang akan di eksekusi.

Misalnya instruksi berbunyi HITUNG C = A + B, maka kita membutuhkan data untuk nilai

A dan B yang masih ada di meja (tersimpan di memori utama). Data ini dibaca dan masuk

ingatan kita (data yang sedang diproses disimpan di register), yaitu misalnya A bernilai 2 dan

B bernilai 3. Saat ini ingatan otak kita telah tersimpan suatu instruksi, nilai A, dan nilai B,

sehingga nilai C dapat dihitungyaitu sebesar 5 (proses perhitungan ini dilakukan di ALU).

Hasil dari perhitungan ini perlu dituliskan kembali ke meja (hasil pengolahan disimpan

kembali ke memori utama). Setelah semua selesai, kemungkinan data, program, dan hasilnya

disimpan secara permanen untuk keperluan dilain hari sehingga perlu disimpan di dalam

lemari kabinet (penyimpanan sekunder).

Gambar 5.4 Ilustrasi register


60

Ada banyak register yang terdapat pada CPU dan masing-masing sesuai dengan fungsinya. Di

bawah ini akan diberikan penjelasan secara garis besar dari masing-masing register:

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

diproses.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. Memory Address Register (MAR) digunakan untuk menampung alamat data atau

instruksi pada memori utama yang akan diambil atau yang akan diletakkan.

Sebagai tambahan dari register, beberapa CPU menggunakan suatu cache memory yang

mempunyai kecepatan sangat tinggi dengan tujuan agar kerja dari CPU lebih efisien dan

mengurangi waktu yang terbuang. Tanpa cache memory, CPU akan menunggu sampai data

atau instruksi diterima dari memori utama, atau menunggu hasil pengolahan selesai dikirim ke

memori utama baru proses selanjutnya bisa dilakukan. Padahal proses dari memori utama

lebih lambat dibanding kecepatan register sehingga akan banyak waktu terbuang. Dengan

adanya cache memory, sejumlah blok informasi pada memori utama dipindahkan ke cache

memory dan selanjutnya CPU akan selalu berhubungan dengan cache memory.

Gambar 5.5 Penggunaan memori cache

MAIN

MEMORY PROCESSOR

CACHE MEMORY


61

5.1.3 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.

1. Unit Disk Magnetik – disk magnetic

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

3. Unit Disk Optik – disk optic

Untuk pembahasan lebih lanjut mengenai unit disc magnetic dan unit disc optic akan kita

bahasa pada subbab selanjutnya.

5.2 PRINSIP KERJA MEMORI DAN ALOKASI DATA KE MEMORI

5.2.1 Prinsip Kerja Memory

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.

Untuk meningkatkan kecepatan komputer anda perlu meningkatkan kapasitas RAM. Sebelum

melakukan hal itu anda harus mengetahui berapa besar RAM yang saat ini terinstall di

komputer dan berapa besar kebutuhan RAM yang harus anda tambahkan. Untuk mengetahui

besarnya RAM pada komputer anda dapat melakukannya dengan klik kanan pada My

Computer dan pilih Properties. Pilih tab General maka berbagai informasi tentang komputer

termasuk kapasitas RAM akan ditampilkan. Cara lain untuk mengetahui jumlah RAM yang


62

sedang anda gunakan adalah dengan menekan tombol control alt delete untuk menuju ke Task

Manager. Anda akan melihat jumlah RAM yang anda gunakan dalam tab process. Anda dapat

menambahkan membuka program lain yang dibutuhkan sampai mendapatkan jumlah total

RAM yang diperlukan. Setelah semua program yang anda perlukan terbuka maka anda dapat

menghitung jumlah RAM yang anda perlukan.

Menambahkan RAM dapat menjadi alternatif yang lebih mudah dan lebih murah untuk

meningkatkan kecepatan komputer. Selain menambahkan kapasitas RAM Anda dapat

membeli harddisk eksternal, yang dapat berguna untuk mentransfer dan menyimpan file-file

penting yang tidak sering digunakan. Usahakan hanya file-file yang sering digunakan saja

yang tertanam dalam hardisk untuk menciptakan ruang yang lebih luas dalam hardisk anda

yang dapat pula meningkatkan kecepatan komputer.

Pada saat kita menyalakan komputer, device yang pertama kali bekerja adalah Processor.

Processor berfungsi sebagai pengolah data dan meminta data dari storage, yaitu Hard Disk

Drive (HDD). Artinya data tersebut dikirim dari Hard Disk setelah ada permintaan dari

Processor. Tapi prakteknya hal ini sulit dilakukan karena perbedaan teknologi antara

Processor & Hard Disk. Processor sendiri adalah komponen digital murni, dan akan

memproses data dengan sangat cepat (Bandwidth tertinggi P4 saat ini 6,4 GB/s dengan FSB

800MHz). Sedangkan Hard Disk sebagian besar teknologinya merupakan mekanis yang tentu

cukup lambat dibandingkan digital (Bandwidth atau Transfer Rate HDD Serial ATA berkisar

150 MB/s). Secara teoritis kecepatan data Processor berkisar 46x lebih cepat disbanding

HDD. Artinya, apabila Processor menunggu pasokan data dari HDD akan terjadi “Bottle-

Neck” yang sangat parah.

Untuk mengatasi keadaan itu, diperlukan device Memory Utama (Primary Memory) atau

disebut RAM. RAM merupakan singkatan dari Random Access Memory. RAM berfungsi

untuk membantu Processor dalam penyediaan data “super cepat” yang dibutuhkan. RAM

berfungsi layaknya seperti HDD Digital, karena seluruh komponen RAM sudah

menggunakan teknologi digital. Dengan RAM, maka Processor tidak perlu menunggu kiriman

data dari HDD. Saat ini RAM DDR2 mempunyai bandwidth 3,2 GB/s (PC400), agar tidak

menganggu pasokan maka saat ini Motherboard menggunakan teknologi Dual Channel yang

dapat melipatgandakan bandwidth menjadi 2x dengan memperbesar arsitektur menjadi 128-

bit. Itu artinya, 2 keping DDR2 dalam mode Dual Channel dapat memasok data dalam jumlah

yang pas ke Processor (3,2 GB/s x Dual Channel = 6,4 GB/s).


63

5.2.2 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.

PENUKARAN DAN ALOKASI MEMORI

a. Penukaran : sebuah proses yang berada di dalam memori dapat ditukar sementara keluar

memori ke sebuah penyimpanan sementara, dan kemudian dibawa masuk lagi ke memori

untuk melanjutkan pengeksekusian.

b. Alokasi Memori : sebuah fungsi fasilitas untuk memesan tempat secara berurutan

alamat memori diberikan kepada proses secara berurutan dari kecil ke besar untuk tipe

data dinamis (pointer)

Jenis Alokasi dari Memori antara lain:


64

1. Single Partition Allocation / Sistem Partisi Tunggal : alamat memori yang akan

dialokasikan untuk proses adalah alamat memori pertama setelah pengalokasian

sebelumnya.

2. Multiple Partition Allocation / Sistem Partisi Banyak : Banyak: sistem operasi

menyimpan informasi tentang semua bagian memori yang tersedia untuk dapat diisi

oleh proses-proses (disebut lubang).

Permasalahan Alokasi Memori:

1. First fit: Mengalokasikan lubang pertama ditemukan yang besarnya mencukupi.

Pencarian dimulai dari awal.

2. Best fit: Mengalokasikan lubang dengan besar minimum yang mencukupi permintaan.

3. Next fit: Mengalokasikan lubang pertama ditemukan yang besarnya mencukupi.

Pencarian dimulai dari akhir pencarian sebelumnya.

4. Worst fit: Mengalokasikan lubang terbesar yang ada

Metode yang paling sederhana dalam mengalokasikan memori ke proses-proses adalah

dengan cara membagi memori menjadi partisi tertentu. Secara garis besar, ada dua metode

khusus yang digunakan dalam membagi-bagi lokasi memori:

1. Alokasi partisi tetap (Fixed Partition Allocation) yaitu metode membagi memori

menjadi partisi yang telah berukuran tetap.

Kriteria-kriteria utama dalam metode ini antara lain:

a. Alokasi memori: proses p membutuhkan k unit memori.

b. Kebijakan alokasi yaitu "sesuai yang terbaik": memilih partisi terkecil yang cukup

besar (memiliki ukuran = k).

c. Fragmentasi dalam (Internal fragmentation) yaitu bagian dari partisi tidak

digunakan.

d. Biasanya digunakan pada sistem operasi awal (batch).

e. Metode ini cukup baik karena dia dapat menentukan ruang proses; sementara

ruang proses harus konstan. Jadi sangat sesuai dengan partisi berukuran tetap yang

dihasilkan metode ini.

f. Setiap partisi dapat berisi tepat satu proses sehingga derajat dari pemrograman

banyak multiprogramming dibatasi oleh jumlah partisi yang ada.


65

g. Ketika suatu partisi bebas, satu proses dipilih dari masukan antrian dan

dipindahkan ke partisi tersebut.

h. Setelah proses berakhir (selesai), partisi tersebut akan tersedia (available) untuk

proses lain.

2. Alokasi partisi variabel (Variable Partition Allocation) yaitu metode dimana sistem

operasi menyimpan suatu tabel yang menunjukkan partisi memori yang tersedia dan

yang terisi dalam bentuk s.

a. Alokasi memori: proses p membutuhkan k unit memori.

b. Kebijakan alokasi:

o Sesuai yang terbaik: memilih lubang (hole) terkecil yang cukup besar untuk

keperluan proses sehingga menghasilkan sisa lubang terkecil.

o Sesuai yang terburuk: memilih lubang terbesar sehingga menghasilkan sisa

lubang.

o Sesuai yang pertama: memilih lubang pertama yang cukup besar untuk

keperluan proses

c. Fragmentasi luar (External Fragmentation) yakni proses mengambil ruang,

sebagian digunakan, sebagian tidak digunakan.

d. Memori, yang tersedia untuk semua pengguna, dianggap sebagai suatu blok besar

memori yang disebut dengan lubang. Pada suatu saat memori memiliki suatu

daftar set lubang (free list holes).

e. Saat suatu proses memerlukan memori, maka kita mencari suatu lubang yang

cukup besar untuk kebutuhan proses tersebut.

f. Jika ditemukan, kita mengalokasikan lubang tersebut ke proses tersebut sesuai

dengan kebutuhan, dan sisanya disimpan untuk dapat digunakan proses lain.

Suatu proses yang telah dialokasikan memori akan dimasukkan ke memori dan

selanjutnya dia akan bersaing dalam mendapatkan prosesor untuk

pengeksekusiannya.

o Jika suatu proses tersebut telah selesai, maka dia akan melepaskan kembali

semua memori yang digunakan dan sistem operasi dapat mengalokasikannya

lagi untuk proses lainnya yang sedang menunggu di antrian masukan.

o Apabila memori sudah tidak mencukupi lagi untuk kebutuhan proses, sistem

operasi akan menunggu sampai ada lubang yang cukup untuk dialokasikan ke

suatu proses dalam antrian masukan.


66

o Jika suatu lubang terlalu besar, maka sistem operasi akan membagi lubang

tersebut menjadi dua bagian, dimana satu bagian untuk dialokasikan ke proses

tersebut dan satu lagi dikembalikan ke set lubang lainnya.

o Setelah proses tersebut selesai dan melepaskan memori yang digunakannya,

memori tersebut akan digabungkan lagi ke set lubang.

5.3 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.

5.3.1 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.

Tabel 5.3 Kapasitas penyimpanan

Nama Kapasitas

Byte (B) 1 Kilobyte (KB) 1024 Byte Megabyte (MB) 1024 Kilobyte Gigabyet (GB) 1024 Megabyte Terabyte (TB) 1024 Gigabyet Petabyte (PB) 1024 Terabyte Exabyte (EB) 1024 Petabyte Zettabyte (ZB) 1024 Exabyte Yottabyte (YB) 1024 Zettabyte


67

Gambar 5.6 Harddisk

Komponen-komponen dari harddisk:

� Piringan logam hitam (platter) yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan data. Jumlah

piringan ini beragam, mulai 1, 2, 3 atau lebih. Piringan ini diberi lapisan bahan magnetis yang

sangat tipis (ketebalan dalam orde persejuta inci). Pada saat ini digunakan teknologi thin film

(seperti pada prosesor) untuk membuat lapisan tersebut.

� Head berupa kumparan. Head pada harddisk berbeda dengan head pada tape. Pada tape

proses baca tulis (rekam) menggunakan dua head yang berbeda, sedangkan pada haraddisk

proses baca dan tulis menggunakan head yang sama. Harddisk biasanya mempunyai head

untuk setiap sisi-sisi platter, untuk harddisk dengan dua platter dan dapat memiliki 4 head,

harddisk dengan tiga platter dapat memiliki sampai enam platter. Tetapi tidak berarti harddisk

dengan 16 head harus memiliki 8 platter. Dan ini dikenal dengan istilah translasi.

Gambar 5.7 Karakteristik harddisk


68

Kinerja harddisk berhubungan dengan kecepatannya dalam proses transfer data. Berikut ini

beberapa parameter yang menentukan kinerja harddisk:

1. Kecepatan Putar (RPM)

Untuk harddisk dikenal beberapa sistem yang ukuran RPM-nya sebagai berikut: Tabel 5.4 Ukuran RPM

3600 RPM (Pre-IDE)

5200 RPM (IDE)

5400 RPM (IDE/SCSI)

7200 RPM (IDE/SCSI)

10000 RPM (SCSI)

2. 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.

3. 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.

4. Cylender Switch Time

Mirip dengan head switch time, cylinder switch time berlaku untuk pergerakan silinder

dan track.

a. 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


69

semakin cepat akan memperkecil rotational latency, tapi makin cepat piringan berutar

akan menyebabkan harddisk akan lebih cepat panas

Tabel 5.4 Ukuran RPM

Kecepatan Putar (RPM)

Rotaional Latency (ms)

3,600 8.3

4,500 6.7

5,400 5.7

6,300 4.8

7,200 4.2

b. 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.

c. 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.

d. Data Throughput Rate

Parameter ini merupakan kombinasi dari data access time dan transfer rate. Di

definisikan 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 komponenkomponen lain.


70

5.3.2 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.

Gambar 5.8 Mekanisme penyimpanan magnetic tape

5.3.3 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).

Gambar 5.9 Floppy disk

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.


71

Gambar 5.10 Floppy disk 3 ½ high-density menunjukkan Track dan Sector

5.3.4 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.

Gambar 5.11 Campact disk

Gambar 5.12 Perekaman CD-ROM

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.


72

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 fotosensor, yang kemudian

dikonversikan menjadi data digital.

5.3.5 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.

Tabel 5.5 DVD device

DVD Device keterangan

DVD-ROM DVD-ROM Read-only device. Drive DVDROM juga dapat membaca CDROM.

DVD-R DVD recordable. Menggunakan teknologi seperti untuk drive CDR.

DVD-RAM Dapat direkam (recordable) atau dapat dihapus (erasable). Multifungsi DVD device yaitu dapat membaca DVD-RAM, DVD-R, DVD-ROM, dan disk CD-R.

DVD-R/RW atau DVD-ER DVD device yang dapat ditulis ulang (rewriteable), juga yang dikenal seperti erasable, recordable device. Media dapat dibaca oleh kebanyakan DVDROM drive.

DVD+R/RW Sebuah teknologi yang sekarang lagi berkompetisi dengan DVDRW dapat membaca disk DVDROM, CD-ROM tapi tidak kompatibel dengan disk DVDRAM.

REPRESENTASI DAN ALUR PEMROSESAN DATA

Idealnya, kita ingin berkomunikasi dengan komputer dalam bahasa lisan atau tertulis. Dalam

prakteknya, kita harus mengubah data ke bentuk yang lebih bisa siap diterima oleh mesin.

KARAKTER

Set huruf, digit (angka), dan simbol lain digunakan untuk merepresentasikan item data →

disebut character set (set karakter).

Ex:

Tombol space bar dan tombol delete pada keyboard dianggap sebagai bagian dari set karakter

dan direpresentasikan dengan “space” dan “del”.

Bits & Bytes

• Bagian data terkecil disebut dengan Bit yang mempunyai nilai; 1 & 0

• Komputer bekerja dengan koleksi bit tersebut yang digrupkan untuk memwakili sebuah

simbol, misalkan huruf dalam deretan alpabet

• Delapan bit data disebut satu Byte (1 byte = 1 bit).

• Satu byte data cukup untuk mewakili satu tabel alphanumeric character

• Dengan satu byte data komputer dapat menyimpan 256 simbol & karakter yang berbeda

TRANSMISI KARAKTER

Ketika tombol (key) pada keyboard dari perangkat input komputer ditekan, perangkat

tersebut menghasilkan sinyal elektris yang merepresentasikan karakter tombol ke komputer.

Transmisi tersebut melewati kabel dari perangkat tersebut ke komputer dan sinyal untuk

setiap karakter merupakan rangkaian pulsa elektris yang disebut pulse train (lihat Gambar

1).

Gambar 1. Gambaran sederhana dari data yang sedang ditransmisikan dari perangkat

keyboard ke komputer.

RINCIAN PENTRANSMISIAN KODE

Sekarang kita akan melihat pulse train (rentetan pulsa) secara lebih rinci. Gambar 2 memberi

gambaran rinci mengenai kode pulsa untuk "T" yang ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 2. Rincian transmisi tak-sinkron dari karakter ASCII “T”.

• Rentetan pulsa lengkap pada Gambar 2 terdiri atas sepuluh pulsa yang berada dalam

rangkaian, dimana masing-masing berada pada tingkat tinggi atau tingkat rendah. Dua

tingkat ini berturut-turut direpresentasikan dengan 1-an dan 0-an.

• BIT. Sistem perepresentasian tingkatan pulsa dengan simbol "0" dan "1" sama dengan

sistem perepresentasian bilangan yang disebut binary number system (sistem bilangan

biner). Sistem bilangan biner juga hanya menggunakan dua simbol "0" dan "1". Perlu

diingat bahwa Binary diglTS disebut BITS dan perlu dicatat bahwa pulsa pada

Gambar 2 direpresentasikan dengan sepuluh bits, yang dilabeli dengan Bit 0 sampai

Bit 9.

• Character Codes (kode karakter). Kombinasi biasa dari 0-an dan 1-an digunakan

untuk bit 1 sampai 7 yang ada pada Gambar 2 telah dipilih untuk merepresentasikan

karakter "T". Jadi, kita memiliki "7-bit code yang merepresentasikan karakter "T".

• ASCII. Kode 7-bit yang baru dideskripsikan sesuai dengan suatu standart yang

disebut ASCII. ASCII kependekan dari American Standard Code for Information

Interchange. Kode ASCII banyak digunakan di kalangan industri komputer. Set

karakter ASCII ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Set karakter ASCII

Start Bits and Stop Bits. Bit 0 dalam Gambar 2 disebut "start bit". la merupakan bit pertama

dalam rentetan pulsa yang akan ditransmisikan. Tujuannya adalah untuk menandai awal

pentransmisian karakter ke receiver atau penerima (dalam hal ini komputer). Bit 9, yakni

"stop bit", menandai akhir dari pentransmisian.

• Start bit dan stop bit selalu merupakan polaritas yang berlawanan (yakni. jika salah

satu adalah 1, maka yang lain adalah 0), sehingga perubahan tingkal pulsa akan terjadi

ketika start bit ditransmisikan. Pada beberapa sistem digunakan dua stop bit.

Alur Pemrosesan Data

INPUT STORAGE

RAM

PROGRAM WORKING

STORAGE STORAGE

INSTRUCTION GENERAL PURPOSE ALU ACCUMULATOR

REGISTER REGISTER

OUTPUT STORAGE

Faktor Yang Mempengaruhi Kecepatan Proses

• Register

- Sejumlah area memori kecil yang digunakan untuk menyimpan instruksi selama proses

berlangsung

- Ukuran dari register (work size) sesuai dengan jumlah data yang bisa diproses dalam satu

satuan waktu

- PC register saat ini 32 bit, artinya komputer mampu untuk memproses 4 byte data sekali

jalan. Register akan terus berkembang ke 64 bit

• RAM

- Ukuran RAM berpengaruh langsung pada speed

- Semakin besar ukuran RAM pada PC akan semaki banyak data disimpan di memori.

- Jika aplikasi tidak cukup di load ke memori, maka secara bergantian dipindahkan ke

secondary storage proses ini disebut swapping

• The System Clock

- Satu “Tick” dari clock dibutuhkan untuk merubah transistor dari On ke Off disebut dengan

Clock Cycle

- Clock Cycle ukuran dalam Hertz (Hz) untuk mengukur Cycle per second. Jika PC

mempunyai kecepatan 300 Mhz, then its system clock “ticks” 300 milion times every

second.

- Jika lebih cepat PC Clock berjalan, maka semakin banyak perintah-perintah yang dieksekusi

• The Bus

- Sebuah path diantara komponen dan komputer setiap data yang dikirimkan antar komponen

melewati path

- Lebar Bus data menentukan seberapa banyak data ditransmisikan diantara CUP dan device

lain

- Peripheral devices are connected to the CPU by an expansion bus

• Chace Memory

- Memory kecepatan tinggi untuk menyimpan instruksi yang akan dieksekusi oleh CPU

- Lokasi Chace langsung pada CPU diantara CPU dengan RAM sehingga lebih cepat

dibandingkan dengan RAM

- CPU Resident chace is called level-1(L1) chace. External chace is called level-2 (L2) chace

- Kapasiatas Chace memory sangat berpengaruh pada kecepatan komputer

KUIS SISTEM BERKASrodiah.staff.gunadarma.ac.id/.../files/72540/8.+PTI_2019.pdf · melakukan banyak tugas secara parallel, dan juga detail sipil yang rumit. Computer ini biasanya mespesialisasikan

Documents