Materi Multimedia 2

MEDIA PENYIMPANAN
(STORAGE MEDIA)

Agenda

1. Introduksi

2.      Media Penyimpanan Komputer

3.      Teknologi device dan media

4.      Contoh-contoh media penyimpanan

Introduksi

•         Media penyimpanan dibutuhkan untuk “menyimpan” semua hasil kerja menggunakan komputer.

•         Tujuannya supaya data tersebut bisa digunakan dikemudian hari.

•         Media penyimpanan merupakan hal yang utama dalam proses komputasi karena keterbatasan memori.

•         Analogi media penyimpanan merupakan buku catatan.

•         Bentuk media  penyimpanan bisa berupa ‘read only’ atau read and write more.

•         Perbedaan antara media analog dan digital -> analog bisa berupa manual, digital berupa data komputer dalam bentuk biner

Media Penyimpanan Komputer

•         Komponen dan perangkat komputer dan media untuk merekam data dalam bentuk biner dalam interval waktu tertentu.

•         Kategori :

–        Memory atau active memory  RAM (Random Access Memory)  cepat, temporer

–        Storage atau long-term memory  hard disk dan media penyimpan lain  lebih lambat, persistent

•         Komponen utama komputer :

–        Aritmetic and logic unit

–        Control circuitry

–        Storage space

•         Tanpa bagian ini, komputer hanya sekedar alat kalkulasi

•         Informasi direpresentasikan dalam bentuk biner

•         Text, angka, gambar, suara di konversi ke dalam bentuk kumpulan bit (1 dan 0)

–        Input/output device

•         Macam-macam media penyimpanan :

• Primary Storage

–        Dapat langsung diakses oleh central processing unit

–        Terdiri dari 3 jenis penyimpanan:

•         Processor register  menghubungkan langsung dengan central processing unit.

•         Main storage  berisi program yang sedang dijalankan dan data yang sedang dipergunakan.

•         Processor cache  kategori khusus penyimpanan yang dipergunakan oleh beberapa central processing unit.

• Secondary, Tertiary and Offline Storage

–        Secondary storage  memerlukan chanel input/output untuk mengakses informasi dan dipergunakan untuk penyimpanan informasi jangka panjang yang persistent.

–        Pada umumnya mempunyai kapasitas yang lebih besar dibandingkan primary storage, tetapi dengan kecepatan lebih rendah. Contoh : hard disk.

–        Tertiary storage  sistem yang akan menangani offline storage berdasarkan perintah komputer.

–        Dipergunakan pada enterprise storage dan scientific computing.

–        Offline storage  sistem dimana media penyimpanan dapat dengan mudah dipindahkan dari storage device.

–        Contoh : floppy disk dan optical disk.

• Network Storage

–        Berbagai tipe penyimpanan komputer yang berkaitan dengan pengaksesan informasi melalui jaringan komputer.

–        Bermanfaat dengan proses sentralisasi informasi dalam sebuah organisasi dan dapat mengurangi duplikasi informasi.

–        Yang termasuk dalam network storage:

–        Network-attached storage->  secondary dan tertiary storage yang dihubungkan ke komputer, dan komputer lain dapat mengaksesnya melalui LAN, WAN, dan Internet.

–        Network computer  komputer yang tidak memiliki internal secondary storage. Data dan dokumen tersimpan pada network-attached storage

• Karakteristik media penyimpanan:

–        Memory hierarchy atau jarak dari central processing unit:

•         Primary storage

•         Secondary storage

•         Tertiary storage

•         Offline storage

–        Volatility dari informasi:

•         Volatile memory  memerlukan sumber daya yang selalu tetap ada untuk menjaga penyimpanan informasi  primary storage.

•         Non-volatile memory  dapat tetap menyimpan informasi meskipun tidak terdapat sumber daya.

•         Untuk keperluan penyimpanan informasi jangka panjang  secondary, tertiary, dan offline storage

•         Dynamic memory  volatile memory, di mana informasi yang tersimpan perlu di-refresh secara periodik atau dibaca dan ditulis ulang tanpa dimodifikasi.

• Kemampuan mengakses informasi:

–        Random access  setiap lokasi dapat diakses dengan cepat dan cenderung sama, dan biasanya berukuran kecil  primary storage 

–        Sequential access  untuk mengakses informasi memerlukan waktu yang berbeda-beda dan cenderung lebih lama, tergantung pada informasi yang diakses terakhir kali. Device memerlukan seek dan cycle

• Kemampuan untuk mengubah informasi:

–        Read/write storage / mutable storage memungkinkan informasi untuk ditulis ulang kapanpun -> secondary storage

–        Read only storage / immutable storage  informasi hanya dapat dituliskan sekali. ->  tertiary dan offline storage

–        Slow write, fast read storage  informasi dapat ditulis berulang-ulang, tetapi untuk penulisan akan lebih lambat dibandingkan pembacaan  CD-RW

Teknologi, device dan media

Magnetic storage.

•         Menggunakan pola magnetik pada lapisan magnet untuk menyimpan informasi

•         Non-volatile memory.

•         Informasi diakses menggunakan read/write heads

•         Kategori :

–        Magnetic disk  floppy disk (offline storage), hard disk (secondary storage)

–        Magnetic tape  tertiary dan offline storage

Semiconductor storage

•         Menggunakan semiconductor berbasis integrate circuit (IC) untuk menyimpan informasi.

•         Semiconductor memory chip bisa berisi jutaan transistor atau kapasitor.

•         Volatile dan non-volatile memory

•         Primary storage, secondary storage (special

•         purpose)

Optical disc storage

•         Non-volatile dan sekuensial

•         Kategori :

–        CD, CD-ROM, DVD: Read only storage, digunakan untuk distribusi masal dari informasi-informasi digital (music, video, computer programs)

–        CD-R, DVD-R, DVD+R: Write once storage, digunakan sebagai media penyimpanan tertier dan off-line storage

–        CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM: Slow write, fast read storage, digunakan untuk media tertier dan off-line storage

Optical disc storage

•         Non-volatile dan sekuensial

•         Kategori :

–        CD, CD-ROM, DVD: Read only storage, digunakan untuk distribusi masal dari informasi-informasi digital (music, video, computer programs)

–        CD-R, DVD-R, DVD+R: Write once storage, digunakan sebagai media penyimpanan tertier dan off-line storage

–        CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM: Slow write, fast read storage, digunakan untuk media tertier dan off-line storage

•         Perkembangan berikutnya:

–        Blue-ray

–        HD DVD

–        HVD

–        Phase-change Dual

Magneto optical disk storage

•         Optical disc storage di mana lapisan magnet pada permukaan ferromagnet menyimpan informasi

•         Informasi dibaca secara optik dan ditulis dengan menggabungkan metode magnetik dan optical.

•         Non-volatile, sekuensial

•         Tertiary dan offline storage

Contoh Media Penyimpanan 

 Universal Media Disc

•         Optical disc yang dikembangkan oleh Sony.

•         Kapasitas 1.8 GB data yang terdiri dari

            game, movie, musik atau gabungannya

•         Spesifikasi:

•         Dimensions: approx. 65 mm (W) x 64 mm (D) x 4.2 mm (H)

–        Maximum capacity: 1.80 GB (dual layer), 900 MB (singlelayer)

–        Laser wavelength: 660 nm (red laser)

–        Encryption: AES 128-bit

•         Region :

–        Region 0: (i.e., no region coding) Worldwide

–        Region 1: North America

–        Region 2: Europe, Japan, Middle East, Egypt, South Africa, Greenland

–        Region 3: Taiwan, Korea, the Philippines, Indonesia, Hong Kong

–        Region 4: Australia, New Zealand, Pacific Islands, South America

–        Region 5: Russia, Eastern Europe, India, most of Africa, North Korea, Mongolia

–        Region 6: China

•         BBC mulai mempergunakan untuk beberapa film TV (The Office, Little Britain)

Mini DVD

•         Tipe :

•         cDVD, berupa kepingan dalam 80-mm

•         mini-DVD, merupakan standar penulisan CD dengan format DVDvideo.

 •         cDVD dapat merekam 30 menit video (kualitas standard DVD) atau 1.4 GB data. Dapat diputar pada DVD player. Format dikenal dengan DVD single. Dikenal dengan “3-inch DVD”

•         Mini-DVD digunakan untuk mendeskripsikan CD yang berisi data DVD. Menggunakan format DVD dengan fitur-fitur DVD.

•         Digunakan pada Nintendo Ultra 64

Super Audio CD

•         Read only optical audio disc dengan kualitas suara yang dihasilkan lebih baik dibandingkan CD

•         Diperkenalkan pada 1999 oleh Sony dan Philips Electronics

•         Menggunakan teknologi yang berbeda dengan CD dan DVD

•         Harus memiliki 2 channel stereo dan dapat ditambahkan channel surround 5.1

Mini Disc

•         Device penyimpanan berbasis disc

•         Dapat untuk menyimpan berbagai format data, biasanya audio

•         Dikembangkan oleh Sony tahun 1991

 

HD DVD

•         Singkatan dari High Definition Digital Video Disc

•         Sedang dikembangkan sebagai standard untuk high-definition DVD

•         Bersaing dengan blu-ray disc

•         Ukuran CD = 120 mm diameter, 405nm gelombang laser biru

•         Dipromosikan oleh Toshiba, NEC, Sanyo, Microsoft, HP, Inter,

•         Paramount Pictures, Universal Studio, Warner Bros

•         Player pertama dikeluarkan Toshiba pada Maret 2006

•         Microsoft berencana mempergunakan format ini pada Xbox 360 Kapasitas :

                        Physical          Single layer    Dual layer

                        Size                 capacity          capacity

12    m               15 GB                         30 GB

Multimedia Card

•         Jenis memory card

•         Dikembangkan oleh Siemens AG

            dan SanDisk pada 1997, berdasarkan

            pada standar flash memory Toshiba

•         Dapat digunakan pada semua device yang juga mendukung SD Card

•         Media penyimpanan pada portable device (kamera, cell phone, digital audio player, PDS)

•         Kapasitas sampai 4GB

  •         Dengan perkembangan SD Card, popularitas dan produksi device MMC menurun

•         Perkembangan selanjutnya : Reduced Size Multimedia Card (RS-MMC), dikenalkan 2004  kapasitas sampai 1GB

•         Rekomendasi : Nokia (Series 60 Symbian smartphones) dan Siemens (generasi 65 dan 75)

•         Dual Voltage Reduced Size MMC (DV-RS-MMC) digunakan pada handphone Nokia seri baru dengan voltage lebih kecil (1.8V) untuk menghemat battery

Secure Digital Card”

•         Jenis memory card,

•         dipergunakan pada portable device

•         Berbasiskan pada format MMC, dengan

            transfer rate lebih tinggi

•         Tersedia dengan berbagai tingkat kecepatan:

–        Basic cards transfer data up to 6 times as fast (900 kB/s) as the standard CD-ROM speed  spesifikasi 1.01

–        High-speed cards are made with higher data transfer rates like 66x (10 MB/s)  spesifikasi 1.01

–        High-end cards have speeds of 133x or higher  spesifikasi 1.1

USB Flash Drive

•         Flash memory yang terintegrasi

            dengan interface USB 1.1 atau 2.0

•         Kecil, ringan, removable data storage,

            kapasitas sampai 4 GB

•         OS pendukung : Mac OS X, Windows XP,

            2000, Me. Versi Windows lain

            memerlukan driver

•         Semua versi Linux yang mendukung USB dan SCSI storage mendukung USB flash drive

•         Terdiri dari PCB kecil yang dikemas dalam plastik atau metal

•         Hanya aktif saat power komputer hidup dan tidak memerlukan tambahan power dari luar atau battery

KOMPRESI DATA

Agenda

•         Introduksi

•         Definisi

•         Jenis Kompresi

•         Klasifikasi teknik kompresi

•         Aplikasi Kompresi

Introduksi

•         Mengapa data perlu dikompres ?

•         Data berukuran besar, sedangkan media penyimpanan terbatas

–        > File video harus cukup dalam kepingan CD

–        > File data harus cukup disimpan dalam disket atau flash disk

–        > Bandwidth berukuran kecil, untuk mentransmisikan data berukuran besar

Definisi

•         Kompresi berarti memampatkan/mengecilkan ukuran

•         Kompresi data adalah proses mengkodekan informasi menggunakan bit atau information-bearing unit yang lain yang lebih rendah daripada representasi data yang tidak terkodekan dengan suatu sistem enkoding tertentu.

•         Contoh kompresi sederhana yang biasa kita lakukan misalnya adalah menyingkat kata-kata yang sering digunakan tapi sudah memiliki konvensi umum. Misalnya: kata “yang” dikompres menjadi kata “yg”.

•         Pengiriman data hasil kompresi dapat dilakukan jika pihak pengirim  dan penerima memiliki aturan yang sama dalam hal kompresi data.

•         Pihak pengirim harus menggunakan algoritma kompresi data yang sudah baku dan pihak penerima juga menggunakan teknik dekompresi data yang sama -> data dapat dibaca/di-dekode kembali dengan benar.

•         Kompresi data menjadi sangat penting->memperkecil kebutuhan penyimpanan data, mempercepat pengiriman data, memperkecil kebutuhan bandwidth.

•         Teknik kompresi bisa dilakukan terhadap data teks/biner, gambar (JPEG, PNG, TIFF), audio (MP3, AAC, RMA, WMA), dan video (MPEG)

•         Contoh kebutuhan data selama 1 detik pada layar resolusi 640 x 480:

Jenis Kompresi Data

•         Berdasarkan Mode Penerimaan Data oleh Manusia

•         Dialoque Mode: yaitu proses penerimaan data dimana pengirim dan penerima seakan berdialog (real time), seperti pada contoh video conference.

–        Dimana kompresi data harus berada dalam batas penglihatan dan pendengaran manusia. Waktu tunda (delay) tidak boleh lebihdari 150 ms, dimana 50 ms untuk proses kompresi dan dekompresi, 100 ms mentransmisikan data dalam jaringan.

•         Retrieval Mode: yaitu proses penerimaan data tidak dilakukan secara real time

–        Dapat dilakukan fast forward dan fast rewind di client

–        Dapat dilakukan random access terhadap data dan dapat bersifat interaktif

•         Berdasarkan Output

•         Lossy Compression

–        Teknik kompresi dimana data hasil dekompresi tidak sama dengan data sebelum kompresi namun sudah “cukup” untuk digunakan.

–        Contoh: Mp3, streaming media, JPEG, MPEG, dan WMA.

–        Kelebihan: ukuran file lebih kecil dibanding loseless namun masih tetap memenuhi syarat untuk digunakan.

–        Biasanya teknik ini membuang bagian-bagian data yang sebenarnya tidak begitu berguna, tidak begitu dirasakan, tidak begitu dilihat oleh manusia sehingga manusia masih beranggapan bahwa data tersebut masih bisa digunakan walaupun sudah dikompresi.

–        Misal terdapat image asli berukuran 12,249 bytes, kemudian dilakukan kompresi dengan JPEG kualitas 30 dan berukuran 1,869 bytes berarti image tersebut 85% lebih kecil dan ratio kompresi 15%.

•         Loseless

–        Teknik kompresi dimana data hasil kompresi dapat didekompres lagi -> hasilnya tepat seperti  sebelum dikompres

–        Contoh aplikasi: ZIP, RAR, GZIP, 7-Zip

–        Teknik ini digunakan jika data yang dikompresi harus dapat diekstrak/dekompres lagi tepat sama. Contoh pada data teks, data program/biner, beberapa image seperti GIF dan PNG.

–        Kadangkala ada data-data yang setelah dikompresi dengan teknik ini ukurannya menjadi lebih besar atau sama.

Klasifikasi Teknik Kompresi

•         Entropy Encoding

–        Bersifat loseless

–        Tekniknya tidak berdasarkan media dengan spesifikasi dan karakteristik tertentu namun berdasarkan urutan data.

–        Statistical encoding, tidak memperhatikan semantik data.

–        Mis: Run-length coding, Huffman coding, Arithmetic coding

•         Source Coding

–        Bersifat lossy

–        Berkaitan dengan data semantik (arti data) dan media.

–        Mis: Prediction (DPCM, DM), Transformation (FFT, DCT), Layered Coding (Bit position, subsampling, sub-band coding), Vector quantization

•         Hybrid Coding

–        Gabungan antara lossy + loseless

–        mis: JPEG, MPEG, H.261, DVI

Aplikasi Kompresi

•         ZIP File Format

–        Ditemukan oleh Phil Katz untuk program PKZIP kemudian dikembangkan untuk WinZip, WinRAR, 7-Zip.

–        Berekstensi *.zip dan MIME application/zip

–        Aplikasi: WinZip oleh Nico-Mak Computing

•         RAR File

–        Ditemukan oleh Eugene Roshal, sehingga RAR merupakan singkatan dari Roshal Archive pada 10 Maret 1972 di Rusia.

–        Berekstensi .rar dan MIME application/x-rar-compressed

–        Proses kompresi lebih lambat dari ZIP tapi ukuran file hasil kompresi lebih kecil.

–        Aplikasi: WinRAR yang mampu menangani RAR dan ZIP, mendukung volume split, enkripsi AES.

Kompresi Citra

•         Kompresi Citra adalah aplikasi kompresi data yang dilakukan terhadap citra digital.

•         Tujuan untuk mengurangi redundansi dari data-data yang terdapat dalam citra sehingga dapat disimpan atau ditransmisikan secara  efisien.

Teknik Kompresi Citra

•         Teknik yang dipakai untuk kompresi citra secara umum adalah sama dengan teknik untuk kompresi data.

•         Jenis teknik kompresi

–        Lossy compression

–        Loseless compression

•         Lossy Compression:

–        Ukuran file citra menjadi lebih kecil dengan menghilangkan beberapa informasi dalam citra asli.

–        Teknik ini mengubah detail dan warna pada file citra menjadi lebih sederhana tanpa terlihat perbedaan yang mencolok dalam pandangan manusia.

–        Biasanya digunakan pada citra foto atau image yang tidak terlalu memerlukan detail citra.->kehilangan bit rate foto tidak berpengaruh pada citra.

•         Loseless Compression:

–        Teknik kompresi citra dimana tidak ada satupun informasi citra yang dihilangkan.

–        Biasa digunakan pada citra medis.

Hal Penting dalam Kompresi Citra

1. Scalability/Progressive Coding/Embedded Bitstream

–        Adalah kualitas dari hasil proses pengkompresian citra karena manipulasi bitstream tanpa adanya dekompresi atau rekompresi.

–        Biasanya dikenal pada loseless codec.

–        Contohnya pada saat preview image sementara image tersebut didownload. Semakin baik scalability, makin bagus preview image.

2. Region of Interest Coding

–        Daerah-daerah tertentu dienkode dengan kualitas yang lebih tinggi daripada yang lain.

3. Meta Information

–        Image yang dikompres juga dapat memiliki meta information seperti statistik warna, tekstur, small preview image, dan author atau copyright information

Kompresi audio

•         adalah salah satu bentuk kompresi data yang bertujuan untuk mengecilkan ukuran file audio/video dengan metode lossy compression dan loseless compression.

•         Kompresi dilakukan pada saat pembuatan file audio/video dan pada saat distribusi file audio/video tersebut!

Kompresi video

•         Video memiliki 3 dimensi:

–        2 dimensi spatial (horisontal dan vertikal),

–        1 dimensi waktu.

•         Di dalam video terdapat 2 hal yang dapat dikompresi yaitu frame (still image) dan audionya.

•         Data video memiliki:

–        redundancy spatial (warna dalam still image)

–        redundancy temporal (perubahan antar frame)

•         Penghilangan redundancy spatial (spatial / intraframe compression) dilakukan dengan mengambil keuntungan dari fakta bahwa mata manusia tidak terlalu dapat membedakan warna dibandingkan dengan brightness, sehingga image dalam video bisa dikompresi (teknik ini sama dengan teknik kompresi lossy color reduction pada image)

•         Penghilangan redundancy temporal (temporal / interframe compression) dilakukan dengan mengirimkan dan mengenkode frame yang berubah saja sedangkan data yang sama masih disimpan.