File System - Mac OS

File System

File System adalah metode untuk menyimpan dan mengatur file-file dan data yang tersimpan di dalamnya untuk membuatnya mudah ditemukan dan diakses. File System dapat menggunakan media penyimpan data seperti Hard Disk atau CD-Rom. File System juga dapat melibatkan perawatan lokasi fisik file, juga memberikan akses ke data pada file server dengan berlaku sebagai klien untuk protokol jaringan (mis. NFS atau SMB klien), atau dapat juga berlaku sebagai file system virtual dan hanya ada sebagai metode akses untuk data virtual. Lebih umum lagi, file system merupakan database khusus untuk penyimpanan, pengelolaan, manipulasi dan pengambilan data.

Kebanyakan file System menggunakan media penyimpan mendasar yang menawarkan akses ke suatu array dengan blok ukuran tertentu yang dinamakan sector, umumnya dengan ukuran pangkat 2 (512 bytes atau 1,2, atau 4 KiB). Software File System bertugas menata sektor-sektor tersebut menjadi file dan direktori, serta mengatur sektor mana milik file mana dan sektor mana yang belum terpakai. Kebanyakan file system mengalamatkan data dalam unit dengan ukuran tertentu yang disebut cluster atau blok yang mengandung sejumlah disk sector (biasanya antara 1-64). Cluster atau blok ini adalah space disk terkecil yang dapat dialokasikan untuk menyimpan file.

File System pada Mac OS

Dalam perkembangannya, Macintosh Operating System (Mac OS) terdapat beberapa file system yang dikembangkan oleh Apple Inc., yaitu:

· Macintosh File System (MFS), 1984-1985.

· Hierarchical File System (HFS), 1985.

· Hierarchical File System Plus (HFS+), 1998.

Macintosh File System

Macintosh File System (MFS) adalah file system yang dibuat oleh Apple Computer untuk menyimpan file didalam disker. MFS diperkenalkan dengan Macintosh 128K pada Januari 1984. MFS sekaligus digunakan untuk memperkenalkan resource forks yang memungkinkan dilakukannya penyimpananan data dan menyimpan metadata yang diperlukan untuk mendukung grafis antarmuka (GUI) bagi pengguna Mac OS. MFS memungkinkan menyimpan nama file yang panjangnya sampai dengan 255 karakter, walaupun Finder tidak memungkinkan pengguna untuk membuat nama lebih dari 63 karakter (31 karakter dalam versi yang lebih baru). MFS disebut juga Flat File System karena tidak mendukung hirarki direktori.

Folder merupakan konsep awal MFS berbasis Macintosh, tetapi bekerja dengan cara yang berbeda dari yang mereka lakukan pada sistem modern. Mereka terlihat di Finder windows, tetapi tidak terlihat pada kotak dialog open and save. Selalu terdapat satu folder kosong pada volume (disk), dan apabila diubah (misalnya dengan menambahkan atau mengganti nama file), folder kosong baru akan muncul, sehingga memberikan cara untuk membuat folder baru. MFS menyimpan semua file dan direktori dalam satu file.

File System Macintosh tidak mendukung volume yang kapasitasnya lebih dari 20 megabyte, atau sekitar 1400 file. Hal ini sangatlah kecil jika dibandingkan dengan standar yg digunakan saat ini, namun sangat luas ketika semua komputer Apple Macintosh pada saat itu memiliki 400 kilobyte disket.

Hierarchical File System

Hierarchical Files System (HFS) dirilis oleh Apple pada September 1985, khususnya untuk mendukung Hard Disk Drive Apple pertama untuk Macintosh, menggantikan File system sebelumnya yaitu Macintosh File System (MFS). Hierarchical Files System (HFS) adalah file system yang dikembangkan oleh Apple Inc. untuk digunakan dalam sistem komputer Mac OS. Dalam HFS file-file dikelompokkan dalam suatu direktori. Direktori tersebut pun dapat juga dikelempokan pada suatu direktori lain.

Finder dan File Manager bekerja sama untuk mengatur organisasi dari file dan folder pada volume, memastikan bahwa perwakilan pada desktop terkait langsung ke struktur hirarki direktori pada volume. In file system parlance, the volume is referred to as the root directory , and the folders are referred to as subdirectories (or simply as directories ). Dalam file system biasa, volume disebut sebagai root directory dan folder disebut subdirectories (or simply as directories ).

Hierarchical File System membagi volume menjadi logical block sebesar 512 byte. Logical block ini kemudian dikelompokkan ke dalam alokasi blok yang dapat mengandung satu atau lebih logical blok tergantung pada ukuran total volume. HFS menggunakan nilai 16 bit untuk alokasi alamat blok, sehingga membatasi jumlah alokasi blok sampai dengan 65536.

Terdapat lima struktur yang membentuk sebuah HFS volume:

1. Logical blok 0 dan 1 yaitu Boot Block, yang berisi informasi sistem start up. Misalnya, nama dari Sistem dan Shell file yang dijalankan pada saat startup.

2. Logical block 2 berisi Master Directory Block (aka MDB). Ini mendefinisikan berbagai data tentang volume itu sendiri, misalnya tanggal & waktu saat volume dibuat, lokasi yang lain volume struktur seperti Volume Bitmap atau ukuran struktur logis seperti alokasi blok. Selain itu terdapat Alternate Master Directory Block (Alternate MDB) yang digunakan oleh disk utility.

3. Logical block 3 adalah block awal dari Volume Bitmap yang melacak alokasi blok yang sedang digunakan dan yang bebas (tidak digunakan). Setiap alokasi blok pada volume yang diwakili oleh bit: jika bit dalam keadaan ditandai (1) maka blok tersebut sedang digunakan, jika dalam keadaan tidak ditandai (0) maka blok tersebut bebas untuk digunakan. Karena Volume Bitmap harus memiliki bit untuk mewakili setiap alokasi blok, ukurannya ditentukan oleh ukuran dari volume itu sendiri.

4. Extent Overflow File adalah sebuah pohon biner yang berisi ekstra extent yang mencatat dimana alokasi blok yang akan dialokasikan ke setiap file, saat tiga extent di Catalog File di gunakan.

5. Catalog File adalah pohon biner yang berisi record untuk semua file dan direktori yang tersimpan dalam volume. Catalog File menyimpan empat jenis record. Setiap file terdiri dari File Thread Record dan File Record, sedangkan setiap direktori terdiri dari Directory Thread Record dan Directory Record. Letak file dan direktori di Catalog File ditentukan oleh Katalog Node ID (atau CNID).

· File Thread Record hanya menyimpan nama file dan CNID dari direktori induk.

· File Record menyimpan berbagai jenis metadata termasuk CNID, ukuran file, waktu ketika file dibuat, waktu ketika terakhir memodifikasi file, waktu keitka terakhir mem-backup file. File Record juga menyimpan dua field 16 byte yang digunakan oleh Finder untuk menyimpan attribut tentang file tersebut termasuk hal-hal seperti kode, jenis kode, dan window yang muncul.

· Directory Thread Record hanya menyimpan nama direktori dan CNID dari direktori induk.

· Directory Record menyimpan data-data seperti jumlah file yang tersimpan di dalam direktori, CNID, waktu ketika file dibuat, waktu ketika terakhir memodifikasi file, waktu keitka terakhir mem-backup file. Seperti File Record, Directory Record juga menyimpan dua field 16 byte yang digunakan oleh Finder. Directory Record menyimpan hal-hal seperti resolusi window dan x & y koordinat untuk window yang digunakan untuk menampilkan isi direktori, tampilan window (icon view, list view, dll), dan posisi scroll bar.

Tampilan Mac OS dengan menggunakan HFS File System :

Hierarchical File System Plus

HFS Plus atau HFS + adalah file system yang dikembangkan oleh Apple Inc. untuk menggantikan HFS sebagai dasar sistem berkas yang digunakan dalam Mac OS Extended (Mac OS X). HFS Plus juga digunakan sebagai format file system pada iPod. HFS Plus merupakan versi perbaikan HFS. HFS Plus diluncurkan pada 19 Januari 1998 berbarengan dengan rilisnya Mac OS 8.1. Namun dengan rilisnya dari Mac OS X v10.2.2 pada 11 November 2002, Apple menambahkan journaling untuk mencegah kerusakan pada struktur file system dan mengenalkan sejumlah optimasi dalam hal algoritma alokasi dalam usaha untuk memecah file secara otomatis tanpa membutuhkan defragmenter luar.

HFS Plus memungkinkan file yang jauh lebih besar (blok alamat sepanjang 32-bit) dan menggunakan Unicode untuk memberi nama item (file ,folder). Nama file dapat mencapai 255 karakter. Dalam Mac OS X, tipe file dapat diambil dari type code yang disimpan dalam metadata atau nama file. HFS Plus juga menggunakan 32-bit dalam alokasi tabel pemetaan, dibandingkan dengan HFS yang hanya 16 bit. Seperti HFS, HFS Plus menggunakan pohon biner untuk menyimpan sebagian besar volume metadata.

HFS Plus volume yang dibagi menjadi sektor (disebut logical block dalam HFS), yang biasanya berukuran 512 byte. Sektor ini kemudian dikelompokkan ke dalam alokasi blok yang dapat mengandung satu atau lebih sektor, jumlah alokasi blok tergantung pada ukuran total volume. HFS Plus menggunakan ukuran yang lebih besar untuk alamat pada alokasi blok yaitu 32 bit dibandingkan dengan HFS yang hanya 16 bit. Ini berarti HFS Plus dapat mengakses sebanyak 4294967296 (=2³²) alokasi blok dibandingkan dengan yang terdapat pada HFS yang hanya sebanyak 65536 (= 2¹⁶) alokasi blok.

Terdapat sembilan struktur yang membentuk suatu khas HFS Plus volume:

1. Sektor 0 dan 1 adalah HFS boot block. Hal sama dengan boot block di volume HFS.

2. Sektor 2 berisi Volume Header yang setara dengan Master Direktori Block dalam volume HFS. Volume Header menyimpan berbagai data, misalnya ukuran alokasi blok, penanda waktu yang menunjukkan kapan volume dibuat atau lokasi struktur volume lainnya seperti Catalog File atau Extent Overflow File.

3. Alokasi file yang melacak mana alokasi blok yang bebas dan yang sedang digunakan. Hal ini mirip dengan Volume Bitmap dalam HFS, setiap alokasi blok diwakili oleh satu bit. Bila bernilai nol (0) berarti blok sedang bebas, namun bila bernilai satu (1) maka blok sedang digunakan. Perbedaan utama dengan HFS Volume Bitmap, adalah bahwa Alokasi File yang disimpan sebagai file biasa, tidak menempati ruang khusus. Alokasi File juga dapat mengubah ukuran dan tidak harus disimpan dalam volume.

4. Catalog File merupakan pohon biner yang berisi record untuk semua file dan direktori yang tersimpan dalam volume. HFS Plus Catalog File sangat mirip dengan HFS Katalog File, perbedaan utamanya adalah HFS Plus memiliki record yang lebih besar untuk memungkinkan lebih banyak field dan menjadi lebih besar (misalnya untuk memungkinkan penamaan file sampai 255 karakter-unicode karakter dalam HFS Plus ). Record di HFS Catalog File memiliki ukuran sebesar 512 byte, Record HFS Plus Catalog File adalah sebesar 4KB di Mac OS dan 8KB di Mac OS X. Field dalam HFS memiliki ukuran yang tetap, dalam HFS Plus ukuran dapat bervariasi, tergantung ukuran sebenarnya.

5. Extents Overflow File adalah Pohon biner yang mencatat alokasi blok yang dialokasikan untuk setiap file sebagai extents. Setiap file record di Catalog File yang mampu merekam delapan extents untuk setiap percabangan dari sebuah file; setiap sekali menggunakan extents dicatat dalam Extents Overflow File. Bad blok (blok yang rusak) juga tercatat sebagai extents di Extents Overflow File. Standar ukuran extent record dalam Mac OS adalah 1 KB dan 4 KB di Mac OS X.

6. Atribut File merupakan pohon biner baru di HFS Plus yang tidak memiliki struktur yang terkait dalam HFS. Atribut file dapat menyimpan tiga jenis 4 KB record yang berbeda, yaitu: Inline Data Attribute records, Fork Data Attribute records dan Extension Attribute records.

7. Startup file yang dirancang untuk non-Mac OS sistem tidak memiliki dukungan terhadap HFS atau HFS Plus. Hal ini mirip dengan Boot Blocks pada HFS.

8. Sektor yang kedua sampai dengan sektor terakhir berisi Alternate Volume Header setara dengan Alternate Master Directory Block pada HFS.

9. Sektor terakhir dalam volume dicadangkan untuk digunakan oleh Apple.Digunakan selama proses fabrikasi komputer.

HFS Plus memiliki tiga macam link: Hard Link seperti pada Unix, Link simbolis Unix, dan alias. Alias didesain untuk menangani link ke file asli meski file tersebut telah dipindah ataupun diubah namanya. Alias ini tidak diinterpretasikan dalam file system, tapi pada kode File Manager pada userland.

Perbandingan MFS, HFS, dan HFS +

Click image to enlarge