Pengantar Sistem Operasi Sebelum belajar SO belajar dikit

Pengantar Sistem Operasi Sebelum belajar SO, belajar dikit Sistem Komputer deh. . 1

Obyektif Mahasiswa mengetahui komponen yang membangun sebuah sistem komputer. Mahasiswa mengetahui bagaimana komponen-komponen itu bekerja dan saling bekerja sama untuk memenuhi kebutuhan aplikasi dan pengguna akhir. 2

Pendahuluan Komputer modern merupakan sistem yang komplek Perangkat komputer secara fisik terdiri dari beberapa bagian input device, pemroses, output, penyimpanan. Sistem komputer terdiri dari beberapa komponen diantaranya hardware, software serta brainware. Sistem Operasi merupakan penghubung antara hardware dan software. 3

Abstraksi Komponen Sistem Komputer 4

Mengapa Mempelajari Sistem Operasi Setelah 60 tahun sejarah perkomputeran, telah terjadi perubahan yang signifikan dalam peranan Sistem Operasi 5

Sistem Komputer Sistem komputer adalah suatu jaringan elektronik yang terdiri dari Perangkat Luna dan Perangkat Keras yang melakukan tugas tertentu (menerima input, memproses input, menyimpan perintah-perintah, dan menyediakan output dalam bentuk informasi). 6

Perangkat Keras : Desktop PC, Laptop, Tablet PC, Server. Terdiri 3 bagian utama : - Unit Inputan : keyboard, mouse, lightpen, joystick, scanner, digitizer, OMR (Optical Mark Reader), MIRC (Magnetic Ink Recognition), media visual. – Unit Proses : ALU (Aritmatic Logical Unit, CU (Control Unit), Memori : primer dan sekunder. – Unit Outputan : monitor, printer dll. 7

Perangkat Lunak, terdiri dua jenis : – Sistem Operasi Linux, android, i. OS, Mac OS X & Microsoft Windows – Aplikasi Software pengolah kata : Microsoft Word, Wordstar, Word. Perfect, Open. Office Writer. Software pengolah lembar kerja (spreadsheet) : Microsoft Excel, Lotus 123, Open. Office Calc, Quattro Pro. Software Internet Browser : Internet Explorer, Mozilla Firefox, Opera, Safari, Google Chrome, Netscape Navigator. 8

Pengguna/Pemakasi, contohnya : – Operator (Data Entry/EDP) – Programmer System – Analysis System (Program, Database dan Network) – Administrator System, Network Engineer – Technical Engineer (Technical Support) – Web Developer/Web Designer – Animator, dll. 9

Berdasarkan Perangkat Keras komputer yang digunakan, sistem operasi dapat dibedakan : Komputer PC (Desktop/Laptop) Komputer Server server PC 10

Perangkat Keras Komputer Merupakan komponen yang berada pada tingkat paling bawah dan merupakan komponen sistem komputer yang berwujud fisik. Yang paling kasat mata adalah peranti Input Output (I/O). Komponen utamanya terdiri dari 1. Prosesor 2. Memory 3. Perangkat I/O 4 Interkoneksi antar komponen 11

Arsitektur Komputer Piranti Input Modul I/O Piranti Output CU Bus Alamat ALU Register Bus Data Memori Utama 12

1. Prosesor atau pemroses atau yang biasa disebut CPU berfungsi : 1. Melakukan pengolahan data pengendalian operasi komputer. 2. Melakukan operasi komputasi dan operasi logik, serta mengendalikan aliran data berdasarkan intruksi -intruksi. Prosesor merupakan jantung dari komputer Eksekusi pemroses di tuntun clock 13

Lanjut (2) Clock merupakan sinyal listrik yang berupa suatu denyutan dan berfungsi untuk mensinkronisasi seluruh elemen komputer. Clock berfungsi membangkitkan pulsa detak ke pemroses. 14

Lanjut (3) Urutan langkah kerja pemroses sebagai berikut : 1. Mengambil instruksi yang dikodekan secara biner dari memori. 2. Men-dekode intruksi menjadi aksi-aksi sederhana. 3. Melaksanakan aksi-aksi ini. 15

Lanjut (4) Prosesor terdiri dari tiga komponen : 1. CU (Control Unit) CU berfungsi mengendalikan operasi yang dilaksanakan sistem komputer. 2. ALU (Aritmetic Logic Unit) ALU berfungsi melakukan operasi aritmatika dan logika. 3. Register bertindak sebagai memori yang sangat cepat, berfungsi sebagai tempat operand-operand dari operasi yang akan dilakukan pemroses. 16

a. Control Unit - CU) adalah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas bagian lainnya dari perangkat CPU 17

Lanjut (1) Pada awalnya desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). 18

Lanjut (3) Tugas Control Unit Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output. Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama. Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses. Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmetika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja. Menyimpan hasil proses ke memori utama. 19

b. ALU (Aritmetic Logic Unit) Unit aritmetika dan logika adalah satu bagian sistem komputer didalam sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmatika dan logika. Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmetika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. Contoh operasi aritmetika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. 20

Lanjut (1) ALU melakukan operasi arithmatika dengan dasar pertambahan, sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi arithmatika ini disebut adder. Tugas lalin dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika (logical operation) meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika. 21

c. Register Merupakan simpanan kecil yang memiliki kecepatan tinggi ( 5 sampai 10 kali kecepatan main memory ) Digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang sedang diproses oleh CPU ( instruksi lain yang menunggu giliran disimpan di main memory ) Register - registes berfungsi sebagai memori sangat cepat yang antara lain berfungsi sebagai tempat operan-operan dari operasi yang akan dilakukan pemroses. 22

Lanjut (1) Register dikategorikan menjadi dua: 1. Register Terlihat Pemakai (Pemrogram) Artinya pemrogram dapat memeriksa isi register tersebut Register data : menyimpan suatu nilai untuk beragam keperluan Register alamat : Register ini untuk keperluan pengalamatan atau menunjuk ke alamat tertentu 2. Register Kendali & Status Bertugas mengendalikan operasi pemroses Register untuk alamat dan buffer Register untuk eksekusi intstruksi Register untuk informasi status 23

Lanjut (2) 1. A Register Data: menyimpan suatu nilai untuk beragam keperluan a. General purpose register Digunakan untuk beraneka ragam keperluan pada suatu instruksi mesin yang melakukan suatu operasi terhadap data. b. Special purpose register Digunakan untuk menampung operasi floating point, menampung limpahan operasi penjumlahan atau perkalian. 24

Lanjut (3) 1. A. Register Alamat Register ini untuk keperluan pengalamatan atau menunjuk ke alamat tertentu. a. Register Indeks (index register) ü Pengalamatan berindeks merupakan salah satu mode pengalamatan popular. ü Pengalamatan melibatkan penambahan indeks ke nilai dasar untuk memperoleh alamat efektif. b. Register penunjuk segmen (segment pointer register) üPada pengalamatan bersegmen, memori dibagi menjadi segmen. üSegmen berisi satu blok memori yang panjangnya dapat bervariasi. üUntuk mengacu memori bersegmen digunakan pengacuan terhadap segmen dan offset di segmen itu. üRegister penunjuk segmen mencatat alamat dasar (lokasi awal) dari segmen. üMode pengalamatan bersegmen sangat penting dalam manajemen memori. 25

Lanjut(4) c. Register penunjuk stack (stack pointer register) Instruksi yang tak memerlukan alamat karena alamat operan ditunjuk register penunjuk stack(sebuah kumpulan data dimana data yang diletakkan di atas data yang lain) d. Register penanda (flag register) Isi register merupakan hasil operasi dari pemroses. Register berisi kondisi-kondisi yang dihasilkan pemroses berkaitan dengan operasi yang baru saja dilaksanakan. 26

2. Memori Utama Berfungsi untuk menyimpan data dan program. Sebagai tempat penyimpanan kode-kode instruksi serta data program. Tidak semua kode instruksi tersimpan pada register prosesor, karena kapasitas register yang terbatas 27

Hirarki memori berdasar kecepatan akses Register Cache RAM Extension Memori Magnetic Disk Optical Disk § Harga : semakin ke bawah, harga semakin murah, harga dihitung dari rasio rupiah per bit data disimpan § Kapasitas : semakin ke bawah, kapasitas makin terbatas § Kecepatan akses : semakin ke bawah, semakin lambat § Frekuensi pengaksesan : semakin kebawah, semakin rendah frekuensi pengaksesan Magnetic Tape 28

Lanjut (1) Register ◦ Terletak pada prosesor ◦ Berkecepatan sangat tinggi ◦ Register dapat dipandang sebagai memori karena Register merupakan memori yang terletak di pemroses. Cache Memori ◦ Bersifat volatile untuk meningkatkan kecepatan pengambilan data dari memori ke prosesor ◦ Dahulu ditempatkan diluar prosesor dan dapat ditambahkan ◦ Saati ini cache memori di tanamkan dalam prosesor 29

Lanjut (2) RAM (Random Access Memory) ◦ Merupakan tempat penyimpanan data sementara (volatile) yang dapat diakses langsung oleh komputer Extension Memori ◦ Merupakan tambahan memori yang digunakan untuk proses-proses dalam komputer. ◦ Biasanya berupa buffer. 30

Lanjut (3) Magnetic Disk ◦ Memiliki ukuran yang sangat besar, saat ini hingga 200 Gb lebih. ◦ Bersifat non-volatile 31

3. Perangkat Masukan / Keluaran Digunakan sistem komputer untuk berinteraksi dengan lingkungan luar, baik kepada pemakai ataupun lingkungan umum. Terdiri dari dua bagian : ◦ Komponen mekanis, yaitu komponen itu sendiri ◦ Komponen Elektronis, yaitu pengendali perangkat berupa chip controller. Perangkat IO dikendalikan oleh chip controller di board sistem atau card 32

Lanjut (1) Controller dihubungkan dengan pemroses dan komponen lain melalui bus. Bus merupakan jalur data untuk tiap device yang berbeda. 33

4. Interkoneksi Antar Komponen Interkoneksi antar komponen disebut bus Bus terdiri dari tiga macam yakni : ◦ Bus alamat (address bus) ◦ Bus data (data bus) ◦ Bus kendali (control bus) 34

35

Lanjut Secara fisik interkoneksi antar komponen berupa perkawatan baik berupa perkawatan logam atau cara koneksi fisik lainnya. Komponen interkoneksi sesungguhnya tidak hanya perkawatan, tapi juga tata cara atau aturan (protokol) komunikasi diantara elemen terhubung yang bekomunikasi agar tidak kacau sehingga dapat mencapai tujuan yang diharapkan. Terdapat banyak sistem bus, yang popular diantaranya ISA, AGP dan PCI. isa pci 36

Lanjut (1) Bus Alamat ◦ Bersifat satu arah jumlah ◦ Fungsinya untuk memberikan alamat dari memori atau port yang hendak diakses ◦ Berisi 16, 20, 24 jalur sinyal paralel atau lebih ◦ Jumlah lokasi memori yang dapat dialamati tergantung jumlah jalur alamat ◦ Jika pemroses memiliki N jalur alamat, maka pemroses dapat mengalamati 2 n lokasi memori 37

Lanjut (2) Bus Data ◦ Bersifat dua arah ◦ Digunakan oleh CPU untuk membaca dan mengirim data dari/ke memori ◦ Berisi 8, 16, 32 jalur sinyal paralel atau lebih ◦ Banyak perangkat disangkutkan ke bus ◦ Hanya satu perangkat pada satu saat dapat memakainya 38

Lanjut (3) Bus Kendali ◦ Bersifat dua arah ◦ Berfungsi untuk mengatur lalulintas dalam bus ◦ CPU mengirimkan sinyal pada bus kendali untuk memerintahkan memori atau port, dan CPU menerima status dan sinyal balik memori atau port 39

Lanjut (4) Sinyal bus kendali antara lain : ◦ Memory read Untuk memerintahkan melakukan pembacaan memori ◦ Memory write Untuk memerintahkan melakukan penulisan memori ◦ I/O read Untuk memrintahkan melakukan pembacaan port ◦ I/O write Untuk memerintahkan melakukan penulisan port 40

Eksekusi Intruksi Fungsi utama komputer adalah mengeksekusi program Tahap pengolahan instruksi berisi dua tahap : ◦ Pemroses membaca instruksi dari memori (Fetch) ◦ Pemroses mengeksekusi intruksi (Execute) Eksekusi program berisi pengulangan fetch dan execute 41

Siklus eksekusi Start Fetch instruksi berikutnya Eksekusi Instruksi Halt/stop 42

Mode Eksekusi Instruksi Mode eksekusi berkaitan dengan kewenangan jenis program yang dijalankan yaitu : ◦ Mode eksekusi untuk program bagian sistem operasi (mode berkewenangan tinggi) ◦ Mode eksekusi untuk program pemakai (mode berkewenangan rendah) 43

Proteksi I/O ilegal dapat mengganggu proses normal Untuk mencegah pemakai melakukan I/O ilegal maka semua instruksi I/O sebagai instruksi berkewenangan tinggi Pemakai tidak dapat memberikan instruksi I/O secara langsung, namun harus melewati sistem operasi. 44