Management Hard disk

Hard disk adalah perangkat penyimpanan sekunder yang digunakan dalam sistem komputer. Biasanya memori utama yang digunakan untuk boot up komputer.  Tapi hard disk drive yang diperlukan dalam sistem komputer karena kebutuhan untuk menyimpan sistem operasi yang digunakan untuk menyimpan informasi dari perangkat dan manajemen data pengguna.
Pengelolaan perangkat IO yang merupakan perangkat Input Output, seperti printer dan peripheral lain seperti keyboard dan etc, semua memerlukan penggunaan sistem operasi. Oleh karena itu informasi dari semua perangkat tersebut dan pengelolaan sistem ini dilakukan oleh sistem operasi.  Sistem operasi bekerja sebagai penerjemah antara mesin dan pengguna. 
Sistem operasi adalah suatu keharusan bagi berfungsinya komputer. Komputer adalah perangkat yang perlu diberi makan dengan instruksi yang harus dilaksanakan dan dijalankan.Oleh karena itu perlu ada seorang penerjemah yang akan melaksanakan konversi dari bahasa tingkat tinggi dari pengguna untuk bahasa tingkat rendah dari mesin komputer.
Drive hard disk sebagai memori sekunder Oleh karena itu diperlukan untuk tujuan menginstal sistem operasi.  Jika tidak ada sistem operasi maka muncul pertanyaan mana untuk menginstal sistem operasi. Sistem operasi jelas tidak dapat diinstal di memori utama tetapi yang besar yang mungkin.  Memori utama adalah juga memori volatile yang tidak dapat digunakan untuk penyimpanan permanen dari file sistem dari sistem operasi.  Sistem operasi membutuhkan media penyimpanan file permanen seperti hard disk.
 Lebih dari manajemen hard disk adalah bagian penting dari menjaga komputer, karena memerlukan suatu manajemen yang efisien dari data atau informasi pengguna.  Informasi tentang Master Boot Record disimpan dalam hard disk. Ini adalah informasi yang diperlukan selama start up komputer.  Sistem komputer membutuhkan informasi ini untuk memuat sistem operasi.
  Manajemen file dan manajemen sumber daya juga merupakan bagian dari manajemen hard disk. Pengelolaan hard disk memerlukan pengetahuan efisien dari sistem operasi dan sumber daya dan metode tentang bagaimana sumber daya tersebut dapat digunakan dalam rangka mencapai manfaat maksimal.Sistem operasi berisi sumber daya dan alat-alat yang digunakan untuk mengelola file dalam sistem operasi.  Partisi dan instalasi sistem operasi itu sendiri dapat dianggap sebagai manajemen hard disk.
Pengelolaan hard disk juga melibatkan format drive hard disk dan untuk memeriksa integritas dari sistem file.  Cek redundansi data juga dapat dilakukan untuk konsistensi dari hard disk drive.  Pengelolaan hard disk drive juga penting dalam kasus jaringan di mana terdapat banyak hard disk drive untuk dikelola.
Mengelola hard disk tunggal dalam sebuah sistem operasi single user cukup mudah dibandingkan dengan pengelolaan drive hard disk dalam sistem operasi multi user mana terdapat lebih dari satu pengguna. Hal ini tidak banyak yang mudah karena pengguna juga diharuskan untuk dikelola.
Data Recovery Software - RAID Recovery Data Recovery Software - Pemulihan RAID
http://www.harddiskhome.com/hard-disk-management.html 

Memory Cache

Ada tiga metode dalam penempatan blok yaitu:

• Direct Mapped Cache
• Fully Associative Mapped Cache
• Set Associative Mapped Cache

a. Direct Mapped Cache

Jika setiap blok dari memori utama hanya memiliki satu tempat dapat muncul dalam cache, cache dikatakan Direct Mapped. Untuk menentukan urutan baris Cache blok memori utama dipetakan kita dapat menggunakan rumus di bawah ini:
Cache Line Number = (Main Memory Block Number) MOD (Number of Cache Lines)

Mari kita asumsikan kita memiliki ukuran Main Memory 4GB (2 ^32), dengan setiap byte secara langsung dialamatkan oleh sebuah alamat 32-bit. Kami akan membagi memori menjadi blok utama dari masing-masing 32 byte (2 ^5). Jadi ada 128M (yaitu 2 ³² / 2 ⁵ = 2 ²⁷⁾ blok dalam memori utama.

Memori Cache memiliki 512KB (yaitu 2 ^19), dibagi menjadi blok dari masing-masing 32 byte (2 ^5). Jadi ada 16K (yaitu 2 ¹⁹ / 2 ⁵ = 2 ¹⁴⁾ blok juga dikenal sebagai slot Cache atau garis Cache di memori cache. Hal ini jelas dari nomor di atas bahwa ada blok memori lebih utama dari slot Cache.

Satu set 8k (yaitu 2 ²⁷ / 2 ¹⁴ = 2 ¹³⁾ blok memori utama akan dipetakan ke slot cache tunggal. Dalam rangka untuk melacak mana dari 2 ¹³ blok memori mungkin Utama di setiap slot Cache, lapangan tag 13-bit ditambahkan ke setiap slot Cache yang memegang sebuah identifier dalam berkisar dari 0 sampai ^13-1 Februari.

Semua tag yang disimpan dalam memori tag khusus di mana mereka dapat dicari secara paralel. Setiap kali blok baru disimpan dalam cache, tag yang disimpan dalam lokasi memori yang sesuai tag.

Ketika program pertama kali dimuat ke memori utama, cache di-clear, sehingga sementara program adalah melaksanakan, sedikit yang valid diperlukan untuk menunjukkan apakah atau tidak slot memegang blok yang dimiliki oleh program yang sedang dieksekusi. Ada juga dirty bit yang melacak apakah atau tidak blok telah dimodifikasi ketika sedang dalam cache. Sebuah slot yang dimodifikasi harus ditulis kembali ke memori utama sebelum slot digunakan kembali untuk blok lain. Ketika program ini awalnya dimuat ke memori, bit yang valid semua set ke 0. Instruksi pertama yang dieksekusi dalam program karena itu akan menyebabkan kehilangan, karena tidak ada program ini di cache pada saat ini. Blok yang menyebabkan kehilangan terletak di memori utama dan dimuat ke cache.

Skema ini disebut “direct mapping” karena setiap slot cache sesuai dengan set eksplisit blok memori utama. Untuk cache dipetakan langsung, setiap blok memori utama dapat dipetakan hanya satu slot, tetapi masing-masing slot dapat menerima lebih dari satu blok.

Alamat memori 32-bit utama dipartisi menjadi bidang tag 13-bit, diikuti oleh medan slot 14-bit, diikuti dengan bidang 5-bit kata. Ketika referensi dibuat untuk sebuah alamat memori utama, slot mengidentifikasi bidang di mana dari 2¹⁴ slot cache blok akan ditemukan jika berada dalam cache.

Jika bit valid adalah 1, maka field tag dari alamat direferensikan dibandingkan dengan bidang tag slot cache. Jika field tag adalah sama, maka kata tersebut diambil dari posisi di slot yang ditentukan oleh medan kata. Jika bit valid adalah 1 tetapi ladang tag tidak sama, maka slot ditulis kembali ke memori utama jika sedikit kotor diatur, dan blok memori yang sesuai utama kemudian membaca ke dalam slot. Untuk program yang baru saja dimulai eksekusi, bit valid akan 0, dan blok hanya ditulis untuk slot. Bit berlaku untuk blok ini kemudian di set ke 1, dan program resume eksekusi.

b.  Fully Associative Mapped Cache

Jika sebuah blok memori utama dapat ditempatkan dalam salah satu slot cache, maka cache dikatakan fully associative mapped cache.

Diasumsikan kita memiliki ukuran Main Memory 4GB (2 ^32), dengan setiap byte secara langsung dialamatkan oleh sebuah alamat 32-bit. Kami akan membagi memori menjadi blok utama dari masing-masing 32 byte (2 ^5). Jadi ada 128M (yaitu 2 ³² / 2 ⁵ = 2 ²⁷⁾ blok dalam memori utama.

Memori Cache memiliki 512KB (yaitu 2 ^19), dibagi menjadi blok dari masing-masing 32 byte (2 ^5). Jadi ada 16K (yaitu 2 ¹⁹ / 2 ⁵ = 2 ¹⁴⁾ blok juga dikenal sebagai slot Cache atau garis Cache di memori cache. Hal ini jelas dari nomor di atas bahwa ada blok memori lebih utama dari slot Cache.

Dalam fully associative mapped cache salah satu dari 128M (yaitu 2 ²⁷⁾ blok memori utama dapat dipetakan ke salah satu slot Cache tunggal. Untuk melacak yang salah satu dari 2 ²⁷ blok yang mungkin adalah di setiap slot, lapangan 27-bit tag ditambahkan ke setiap slot yang memegang sebuah identifier dalam rentang dari 0 sampai ^27-1 Februari. Bidang tag yang paling signifikan 27 bit dari alamat memori 32-bit disajikan untuk cache.

Dalam fully associative mapped cache, setiap blok memori utama dapat dipetakan ke slot apapun. Mapping dari blok memori utama untuk slot cache dilakukan oleh partisi alamat ke dalam kolom untuk tag dan kata (juga dikenal sebagai bidang “byte“).

Ketika referensi dibuat untuk sebuah alamat memori utama, menyadap perangkat keras cache referensi dan mencari memori tag cache untuk melihat apakah blok yang diminta dalam cache. Untuk masing-masing slot, jika bit berlaku adalah 1, maka field tag dari alamat direferensikan dibandingkan dengan bidang tag slot. Semua tag yang dicari secara paralel, dengan menggunakan memori asosiatif. Jika ada tag dalam memori tag cache sesuai bidang tag referensi memori, maka kata tersebut diambil dari posisi di slot yang ditentukan oleh medan kata. Jika kata yang direferensikan tidak ditemukan dalam cache, maka blok memori utama yang berisi kata tersebut dibawa ke dalam cache dan kata dirujuk kemudian diambil dari cache. Tag, bidang yang valid, dan kotor diperbarui, dan program resume eksekusi.

Fully associative mapped cache memiliki keuntungan menempatkan setiap blok memori utama ke baris cache manapun. Ini berarti bahwa terlepas dari bagaimana tidak teratur data dan referensi program, jika slot yang tersedia untuk blok, dapat disimpan dalam cache. Hal ini menyebabkan overhead yang cukup besar dalam perangkat keras yang diperlukan untuk cache bookkeeping.

Meskipun skema pemetaan cukup kuat untuk memenuhi berbagai macam situasi akses memori, ada dua masalah pelaksanaan yang membatasi kinerja.

• Proses memutuskan yang slot harus dibebaskan ketika sebuah blok baru dibawa ke dalam cache dapat menjadi kompleks. Proses ini memerlukan sejumlah besar hardware dan memperkenalkan keterlambatan dalam mengakses memori.
• Ketika cache dicari, bidang tag dari alamat yang direferensikan harus dibandingkan dengan semua bidang 2 ¹⁴ tag dalam cache.

c.  Set Associative Mapped Cache

Skema pemetaan asosiatif set menggabungkan kesederhanaan direct mapping dengan fleksibilitas fully associative mapped . Hal ini lebih praktis daripada fully associative mapped karena bagian asosiatif terbatas hanya beberapa slot yang membentuk set.

Dalam mekanisme pemetaan, memori cache dibagi menjadi set ‘v’, masing-masing terdiri dari baris cache ‘n’. Sebuah blok dari memori utama pertama dipetakan ke satu set cache tertentu, dan kemudian dapat ditempatkan di manapun dalam set yang. Jenis pemetaan memiliki rasio yang sangat efisien antara implementasi dan efisiensi.
Cache set number = (Main memory block number) MOD (Number of sets in the cache memory)

Jika ada cache ‘n’ baris dalam satu set, penempatan cache disebut n-way set associative contohnya jika ada dua blok atau baris cache per set, maka itu adalah 2-way set associative cache dan empat blok atau cache garis per set, maka itu adalah 4-way set associative cache mapping.

Misalnya diasumsikan kita memiliki ukuran Main Memory 4GB (2 ^32), dengan setiap byte secara langsung dialamatkan oleh sebuah alamat 32-bit. Kami akan membagi memori menjadi blok utama dari masing-masing 32 byte (2 ^5). Jadi ada 128M (yaitu 2 ³² / 2 ⁵ = 2 ²⁷⁾ blok dalam memori utama.

Memori Cache memiliki 512KB (yaitu 2 ^19), dibagi menjadi blok dari masing-masing 32 byte (2 ^5). Jadi ada 16K (yaitu 2 ¹⁹ / 2 ⁵ = 2 ¹⁴⁾ blok juga dikenal sebagai slot Cache atau Line Cache di memori cache. Hal ini jelas dari nomor di atas bahwa ada blok memori lebih utama dari slot Cache.

Misalnya  2-way set associative cache mapping yaitu baris cache 2 per set. Kami akan membagi baris cache 16K ke set 2 dan karenanya ada 8K (2 ¹⁴ / 2 = 2 ¹³⁾ set dalam memori cache.
Cache Size = (Number of Sets) * (Size of each set) * (Cache line size)

Jadi, bahkan dengan menggunakan rumus di atas kita dapat mengetahui jumlah set dalam yaitu cache memory.

2 ¹⁹ = (Jumlah Set) * 2 * 2 ⁵

Jumlah Set = 2 ¹⁹ / (2 * 2 ⁵⁾ = 2 ¹³

Ketika alamat dipetakan untuk mengatur, skema pemetaan langsung digunakan, dan kemudian pemetaan asosiatif digunakan dalam set.

Format untuk alamat memiliki 13 bit di bidang yang ditetapkan, yang mengidentifikasi set di mana kata ditujukan akan ditemukan jika berada dalam cache. Ada lima bit untuk bidang kata seperti sebelumnya dan ada 14-bit tag bidang yang bersama-sama membentuk 32 bit sisanya dari alamat.

Speculative Execution

Eksekusi spekulatif dalam sistem komputer adalah melakukan pekerjaan, yang hasilnya mungkin tidak diperlukan. Teknik optimasi kinerja digunakan dalam prosesor pipelined dan systems.School lainnya.

 MAIN IDEA ~Eksekusi spekulatif adalah optimasi kinerja. Ide utama adalah untuk melakukan pekerjaan yang mungkin tidak diperlukan.Targetnya adalah untuk menyediakan konkurensi lebih jika sumber daya tambahan yang tersedia.