PERKEMBANGAN KOMPUTER
1. Komputer Generasi Pertama
Komputer generasi pertama dipergunakan kurang lebih pada tahun 1940-an dengan memanfaatkan teknologi tabung vakum. Beberapa komputer yang dikenal saat itu adalah ENIAC dan Mesin Von Neumann.
A. Eniac
ENIAC singkatan dari Electronic Numerical Integrator and Computer, yang dirancang dan dibuat di bawah pengawasan John Mauchly dan John Presper merupakan komputer digital elektronik untuk kebutuhan umum pertama di dunia. Dengan berat 30 ton, volume 15.000 kaki persegi, berisi 18.000 tabung vakum dan daya listrik 140 kilowatt, ENIAC mampu melakukan 5000 operasi penambahan per detik.
B. Mesin von Neumann
Tahun 1946, von Neumann dan rekan-rekannya mulai melakukan perancanganstoredprogram komputer baru, dikenal sebagai komputer IAS.
Struktur umum komputer IAS terdiri dari :
- Memori utama, yang menyimpan baik data maupun instruksi-instruksi dalam bentuk biner
- ALU yang memiliki kemampuan mengoperasikan data biner
Control Unit, yang melakukan intepretasi instruksi-instruksi di dalam memori dan menyebabkan instruksi tersebut dieksekusi
- Peralatan I/O yang dioperasikan oleh Control Unit.
Gb. 1.1 Struktur Komputer IAS
Memori IAS terdiri dari 1000 lokasi penyimpan, yang disebut word, yang masing-masing terdiri dari 40 binary digit (bit). Baik data maupun instruksi disimpan di sini. Sehingga bilangan harus dinyatakan dalam bentuk biner, dan instruksi juga harus berupa kode biner.
Gambar 1.2. Format Memori IAS
Gambar 1.2 menjelaskan format-format tersebut :
· Setiap bilangan dinyatakan oleh sebuah bit tanda dan 39 bit nilai
· Sebuah word dapat juga terdiri dari 20 bit instruksi, dengan masing-masing instruksi terdiri dari 8-bit kode operasi (op code) yang menspesifikasikan operasi yang akan dibentuk dan sebuah 12 bit alamat yang menandai salah satu word di dalam memori (bilangan dari 0 hingga 999).
Control unit mengoperasikan IAS dengan cara mengambil instruksi-instruksi dari
memori dan mengeksekusinya sekaligus. ALU merupakan singkatan dari Arithmetic Logic Unit dan terdiri dari 4 komponen,yaitu :
2. Memory Buffer Register : berisi sebuah word yang akan disimpan di dalam memori atau digunakan untuk menerima word dari memori
3. Arithmetic
Sedangkan komponen yang ada di dalam control unit adalah :
1. Memory Address Register (MAR): Menentukan alamat word di memori untuk dituliskan dari MBR atau dibaca ke MBR.
2. Instruction Register (IR): Berisi instruksi 8-bit op code yang akan dieksekusi.
3. Instruction Buffer Register (IBR): Digunakan untuk menyimpan sementara instruksi sebe-lah kanan word di dalam memori.
4. Program Counter (PC): Berisi alamat pasangan instruksi berikutnya yang akan diambil dari memori.
5. Control Circuits
Komputer IAS memiliki 21 buah instruksi yang dikelompokkan seperti berikut ini :
· Data transfer : memindahkan data di antara memori dengan register-register ALU atau antara dua register ALU
· Unconditional branch : biasanya control unit mengeksekusi instruksi-instruksi di dalam urutan memori. Urutan ini dapat diubah dengan instruksi pencabangan yang
memudahkan operasi repetitif.Conditional branch : cabang dapat diubah tergantung pada suatu persyaratan, jadi
memungkinkan titik-titik keputusan
- Arithmetic : operasi yang dibentuk oleh ALU
- Address modify : memungkinkan alamat-alamat untuk dikomputasi dalam ALU dan
kemudian disisipkan ke dalam instruksi-instruksi yang disimpan di dalam memori.
Hal ini memungkinkan fleksibilitas alamat yang tinggi pada program.
Struktur komputer IAS inilah yang menjadi dasar pengembangan komputer-komputer
pada era selanjutnya.
1.2. Struktur dan Fungsi Komputer
Komputer merupakan sistem yang kompleks; komputer kontemporer berisi jutaan
komponen elektronik elementer. Kemudian bagaimana seseorang dapat menjelaskan
komponen-komponen tersebut? Kuncinya adalah dengan mengetahui sifat hirarki sistem- sistem yang paling kompleks, termasuk komputer [SIM069].
Sebuah sistem hirarki adalah sekumpulan subsistem yang saling berkaitan, hirarki yang
satu dengan yang sebelumnya, hingga kita mencapai tingkatan yang paling rendah dari subsistem elementer.
Sifat hirarki dari sebuah sistem yang kompleks merupakan hal yang sangat penting baik
bagi rancangannya maupun bagi deskripsinya. Pada suatu saat tertentu, perancang hanya
memerlukan kaitannya dengan tingkat tertentu daripada sistem. Pada setiap tingkatan,
sistem terdiri dari sejumlah komponen dan saling keterkaitannya. Tingkah laku pada
masing-masing tingkatan hanya tergantung pada karakterisasi sistem pada tingkat
berikutnya yang disederhanakan dan diabstraksi saja. Pada setiap tingkatan, perancang
perlu memperhatikan struktur dan fungsi [KOES78]:
• Struktur: Cara komponen-komponen saling terkait.
• Fungsi: Operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur.
Secara deskripsi, kita mempunyai dua buah pilihan: berawal dari bagian bawah dan maju
ke bagian atas, atau dimulai dari bagian atas kemudian menguraikan subbagiansubbagiannya
sistem. Berdasarkan pengalaman, pendekatan secara atas-bawah (topdown)
akan lebih jelas dan paling efektif [WEIN75].
FUNGSI
Pada dasarnya struktur dan pengfungsian komputer merupakan hal yang sederhana.
Gambar 1.1 menjelaskan fungsi-fungsi dasar dimana sebuah komputer dapat dibentuk.
Secara umum, hanya terdapat empat buah fungsi:
1. Pengolahan Data
Komputer harus dapat memproses data. Jenis data dapat bervariasi sekali, dan range
kebutuhan pengolahannyapun sangat luas sekali. Namun nanti kita akan mengetahui
bahwa hanya terdapat beberapa metode atau jenis penting daripada pengolahan data.
2. Penyimpanan Data
Di samping itu sangatlah penting bahwa komputer harus dapat menyimpan data.
Walaupun komputer hanya memproses data untuk keperluan dalam waktu yang
pendek (misalnya, data mnasuk dan diproses, dan hasilnya akan segera dikirimkan),
komputer harus dapat menyimpan secara sementara sedikitnya potongan data yang
sedang dikerjakan oleh komputer pada suatu saat. Jadi, sedikitnya terdapat fungsi
penyimpan data dalam selang waktu yang pendek. File-file data disimpan di dalam
komputer untuk dapat dicari dan diperbaharui.
3. Pemindahan Data
Komputer harus dapat meinindahkan data antara dirinya dengan dunia luar.
Lingkungan pengoperasi komputer lerdiri dari perangkat yang melayani sumber data
atau tempat tujuan data. Ketika data diterima dari atau dikirimkan ke sebuah
perangkat yang terhubung langsung dengan komputer, maka proses itu dikenal
sebagai input-output (I/O), dan perangkat tersebut dikenal sebagai peripheral. Pada
saat data dipindahkan ke jarak yang cukup jauh, atau dari remote device, proses
tersebut dikenal sebagai komunikasi data.
4. Kontrol
Harus terdapat kontrol bagi ketiga fungsi di atas. Kontrol ini dilatih oleh individual
yang menyediakan komputer dengan instruksi-instruksi. Di dalam sistem komputer,
sebuah unit kontrol mengatur sumber daya komputer dan mengendalikan unjuk kerja
bagian-bagian fungsional dalam memberikan respons terhadap instruksi-instruksi
tersebut.
Gambar 1.3 - Fungsi Komputer
STRUKTUR
Dalam Gambar 1.4. ditunjukkan empat struktur utama komputer, yaitu:
1. Central Processing Unit (CPU): Mengontrol operasi komputer dan membentuk
fungsi-fungsi pengolahan datanya. Seringkali CPU cukup disebut sebagai processor
(prosesor) saja.
2. Memori utama: Menyimpan data.
3. I/O: Memindahkan data antara komputer dengan lingkungan luarnya.
4. System Interconnection: Beberapa mekanisme komunikasi antara CPU, memori utama
dan I/O.
Gambar 1.4 – Komputer : Struktur Top-Level
Adapun komponen-komponen struktur utama dari CPU adalah sebagai berikut :
• Control Unit: Mengontrol operasi CPU dan pada gilirannya mengontrol komputer.
• Arithmetic and Logic Unit (ALU): Membentuk fungsi-fungsi pengolahan data
komputer.
• Register: Sebagai penyimpan internal bagi CPU.
• CPU Interconnections: Sejumlah mekanisme komunikasi antara control unit, ALU, dan
register-register.
Gambar 1.5 – Central Processing Unit
Dari 4 komponen CPU, yang paling menarik adalah Control Unit. Sekarang ini terdapat
beberapa pendekatan dalam melakukan implementasi control unit, namun sejauh ini
pendekatan yang paling umum digunakan adalah implementasi microprogrammed.
Adapun struktur dari kontrol unit dapat dilihat pada Gambar 1.6
SISTEM BUS
(sistem dan struktur interkoneksi komputer)
- Konsep Program
Sistem Hardware-nya tidak dapat diubah-ubah
Fungsi kerja hardware dapat melakukan tugas berbeda-beda, memberikan sinyal kontrol yang benar
Daripada melakukan pengawatan baru, lebih baik menyediakan sinyal kontrol yang baru
- Apa itu program?
Serangkaian langkah sequensial
Untuk setiap langkah, sebuah operasi aritmetik atau logik
Untuk setiap operasi, diperlukan sinyal kontrol yang berbeda
- Fungsi Unit Kontrol
Untuk setiap operasi disediakan kode-kode yang unik
- contoh: ADD, MOVE
Bagian hardware akan menerima kode dan mengeluarkan sinyal kontrol
- Komponen-komponen (1)
Unit kontrol dan unit aritmetik dan logik merupakan bagian dari CPU
Data dan instruksi memerlukan media untuk masuk ke sistem dan menghasilkan output
- Input/output
Tempat penyimpanan sementara kode dan output sangat diperlukan
- Main memory
- Komponen-komponen (2)
Prosesor: mengontrol operasi komputer dan melakukan fungsi pengolahan data. Jika hanya ada satu prosesor, maka disebut CPU
Memori utama: menyimpan data dan program
Modul I/O: memindahkan data antara komputer dengan lingkungan eksternalnya. Ex. Perangkat memori sekunder, terminal
Interkoneksi sistem: Beberapa struktur dan mekanisme yang melakukan komunikasi antara prosesor, memori utama, dan modul I/O
- Komponen Komputer:Top Level View
- Komponen-komponen (3)
PC : Berisi alamat instruksi yang akan diambil
IR : Berisi instruksi terakhir yang digunakan
MAR : Menandakan alamat dalam memori untuk keperluan write/read berikutnya
MBR : Berisi data yang akan dituliskan ke dalam memori atau menerima data yang dibaca dari memori
I/O AR : menandakan perangkat I/O tertentu
I/O BR : Digunakan untuk pertukaran data antara modul I/O dengan memori
- Siklus Instruksi
Terdiri dari dua langkah :
- Fetch (mengambil)
- Execute (eksekusi)
- Siklus Fetch
Program Counter (PC) menetapkan address instruksi berikutnya untuk fetch
prosesor mengambil instruksi dari lokasi memori ditunjuk oleh PC
Penambahan PC atau pengurangan PC
Instruksi diisikan ke Instruction Register (IR)
Processor menerjemahkan instruksi and menjalankan tindakan yang diinginkan
- Siklus Eksekusi
Processor-memory
- transfer data antara CPU dan memory utama
Processor I/O
- transfer data antara CPU and bagian I/O
Pengolahan data
- Beberapa operasi aritmetik atau logik dari data
Kontrol
- Mengubah rangkaian operasi
- Contoh: jump
Kombinasi poin-poin diatas
- Multiple Interupsi
Interupsi yang dihentikan
- Prosesor akan mengabaikan interupsi ketika sedang memproses satu interupsi
- Interupsi akan ditunda dan di cek lagi kemudian jika interupsi pertama selesai diproses
- Interupsi akan digagalkan jika memang tidak diinginkan
Diprioritaskan jika :
- Interupsi dengan prioritas rendah akan diinterupsi oleh priorotas yang lebih tinggi
- Saat telah menyelesaikan interupsi priorotas tinggi, akan kembali ke interupsi sebelumnya
- Hubungan
Semua unit harus saling berhubungan
Setiap unit akan membutuhkan tipe koneksi yang berbeda
- Memory
- Input/Output
- CPU
- Struktur interkoneksi
- Hubungan Memory
Menerima dan mengirim data
Menerima alamat-alamat (lokasi)
Menerima sinyal kontrol
- Read/baca
- Write/tulis
- Timing/waktu
- Hubungan Input/Output (1)
Output
- Menerima data dari komputer
- Mengirim data ke peripheral
Input
- Menerima data dari peripheral
- Mengirim data ke komputer
*Peripheral adalah perangkat yang memberikan unit pengolahan tertentu dengan kemampuan dapat berkomunikasi dengan dunia luar
- Hubungan Input/Output (2)
Menerima sinyal kontrol dari komputer
Mengirim sinyal kontrol dari peripherals
- ex. putaran disk
Menerima alamat dari komputer
- ex. Nomor port untuk mengidentifikasi peripheral
Mengirim sinyal interupsi (kontrol)
- Hubungan CPU
Membaca instruksi dan data
Menulis data (sesudah proses)
Mengirim sinyal kontrol ke unit lain
Menerima (dan melakukan) interupsi
- Bus-bus
Sejumlah bilangan dari interkoneksi sistem yang mungkin
Struktur BUS yang Single dan multiple kebanyakan bersatu
e.g. Control/Address/Data bus (PC)
e.g. Unibus (DEC-PDP)
- Apa itu Bus?
Jalur komunikasi untuk menghubungkan dua atau lebih perangkat
Biasanya digunakan pada broadcast
Kadang-kadang berkelompok
- Jumlah channel pada satu bus
- ex. 32 bit data bus adalah 32 single bit channels
- Bus Data
Carries data (data)
- Ingat, pada level ini tidak ada perbedaan antara “data” dengan “instruksi”
Lebar bit adalah kunci penentu tampilan
- 8, 16, 32, 64 bit
- Address bus (alamat bus)
Mengidentifikasi sumber dan tujuan data
Ex. CPU perlu membaca instruksi (data) dari sebuah lokasi di memori
Lebar bus disesuaikan dengan kapasitas maks memori sistem
ex. 8080 mempunyai 16 bit address bus memberikan 64k ruang address
- Control Bus (bus kontrol)
Informasi kontrol and timing
- Memori sinyal read/write
- Permintaan interupsi
- Sinyal clock
- Skema Interkoneksi Bus
- Tipe Bus
Single
Memisahkan data dan jalur alamat
Multiplexed
Jalur dipakai bersama
Jalur kontrol, alamat yg benar atau data yg benar
Keuntungan –jalur lebih sedikit
Kekurangan
Kontrol lebih rumit
Kemampuannya terbatas
- Bus Arbitration (pemisahan bus)
- Jika terdapat lebih
dari satu kontrol modul bus
- Ex. CPU dan DMA
controller
- Hanya satu modul
yang boleh mengontrol bus dalam satu waktu
- Dua metoda pemisahan :
- Dipusatkan
: central bus controller menjadi media semua peralatan
- Didistribusikan : semua peralatan bisa akses kontrol ke
bus
- Bus Timing
- Synchronous
- Event ditentukan
oleh sinyal clock
- Control Bus termasuk
didalamnya clock line
- Semua peralatan bisa
membaca clock line
- sync pada leading
edge
- Satu siklus untuk
satu event
- Ex. PCI bus
- Asynchronous
- Event yang terjadi
mengikuti dan tergantung dari event sebelumnya
- Lebih fleksible tapi
lebih rumit
- Ex. Futurebus+
- Synchronous Timing Diagram
- Asynchronous Timing Diagram
INTERNAL MEMORY
- Karakteristik
- Lokasi
- CPU/Prosesor
- Internal/utama
- External/tambahan
- Kapasitas
- Ukuran Word
- Unit organisasi memori. Ukuran dari word = banyaknya bit yang digunakan
- Banyaknya Word
- Atau bytes, dimana 1 byte = 8 bit. Panjang 1 word pada umumnya adalah 8, 16, dan 32
- Satuan transfer
- Metode akses
- Kinerja
- Tipe fisik
- Karakteristik fisik
- Organisasi
- Hirarki Memori
- Registers
- Terdapat pada CPU untuk kontrol atau dipakai
oleh pemrogram melalui set instruksi mesin.
- Internal atau memori utama
- Dikembangkan dng
suatu cache berkecepatan tinggi
- Cache perangkat
untuk pergerakan data antara memori utama dan register prosesor untuk
meningkatkan kinerja.
- “RAM”
- External memory
- Disk magnetic
- Kinerja RAM
- Waktu akses
- Waktu yang diperlukan untuk operasi baca
tulis dari menampilkan alamat sampai operasi penyimpanan data atau penggunaan
data
- Waktu siklus memori
- Waktu diperlukan
memori untuk „recover‟ sebelum akses berikutnya
- Waktu siklus adalah waktu akses + recovery
- Kecepatan transfer
- Kecepatan saat data bisa dipindahkan
- Tipe Fisik
- Semiconductor
- RAM
- Magnetic
- Disk & Tape
- Optical
- CD & DVD
- Lainnya
- Hologram
- Karakteristik Fisik
- Decay, kerusakan
data
- Volatility, data
hilang saat sumber daya mati
- Erasable, mudah
dihapus
- Konsumsi Daya
- Memori Semikonduktor
- RAM
- Disebut juga memori
semikonduktor
- Read/Write (operasi
baca tulis)
- Volatile
- Tempat penyimpanan
sementara
- Statis or dinamis
- Dynamic RAM (DRAM)
- Bits disimpan
seperti kapasitor mengisi muatan
- Mengisi ulang secara
berkala untuk memelihara penyimpanan data
- Konstruksi yang
paling sederhana
- Sel memori kecil
(per bit)
- Murah
- Memerlukan rangkaian
penyegar pendukung
- Lambat
- Memori Utama
- Static RAM
- Bits disimpan
seperti on/off switches
- Tidak ada pengisian
ulang
- Tidak ada penyegaran
memori
- Konstruksi lebih
rumit
- Sel memori lebih
besar (per bit)
- Lebih mahal
- Tidak memerlukan
rangkaian penyegar
- Lebih cepat
- Digunakan untuk memori cache
- Read Only Memory (ROM)
- Nonvolatile
- Microprogramming
(bab berikutnya)
- Pustaka subroutines
untuk fungsi yang sering digunakan
- Systems programs (BIOS)
- Tipe ROM
- Ditulis (diprogram) saat pembuatan
- Sangat mahal
- Programmable (hanya satu kali)
- PROM
- Memerlukan peralatan khusus untuk program
- “sering” di baca
- Erasable Programmable (EPROM)
- Dapat dihapus dengan UV
- Electrically Erasable (EEPROM)
- Menulis lebih membutuhkan waktu dari membaca
- Flash memory
- Dapat dihapus secara elektrik
EXTERNAL MEMORY
- Jenis Memori Eksternal
- Magnetic Disk
- RAID (Redundant Array
of Independent Disk)
- Bisa dipindahkan (Removable)
- Optical
- CD-ROM (cd read only
memory)
- CD-Writable
(WORM=write once read memory)
- CD-R/W (read/write)
- DVD (digital versatile disk
- Pita Magnetik
- Magnetic Disk
- Disk metal atau
plastik yang dilapisi dengan bahan yang dapat dimagnet (iron oxide)
- Kemasan :
- Floppy
- Winchester hard disk
- Removable hard disk
- Mekanisme baca tulis
- Data direkam dan
didapat kembali pada/dari disk melalui kumparan (head)
- Saat proses baca tulis head seimbang ketika
piringan berputar dibawah head
- Mekanisme tulis
- Didasarkan pada
aliran listrik melalui kumparan menghasilkan medan magnet
- Getaran di kirim ke head tulis dan pola
magnetik direkam pada permukaan bawah head
- Mekanisme baca
- Tradisional:
ketika
permukaan lewat dibawah head, akan menghasilkan arus listrik dari polaritas
yang sama ketika dilakukan direkam.
zSistem disk rigid kontemporer:
suatu sistem magnetoresistive yang mempunyai hambatan
elektrik yang dideteksi sebagai sinyal tegangan
- Baca
tradisional:
- Head yang digunakan sama
dengan head tulis
- Digunakan
pada sistem disket
- Sistem
disk rigid kontemporer:
- pemisahan head baca tulis
- rancangan magneto
resistitive (MR) mengizinkan operasi frekuensi tinggi
- kepadatan
penyimpanan, kecepatan operasi
- Disk Data Layout
- Karakteristik
- Gerakan head
- Portabilitas head
- Sisi (tunggal atau
ganda)
- Platter
- Mekanisme head
- Contact (Floppy)
- Fixed gap
- Flying (Winchester)
- Gerakan Head Disk
- Head tetap
- Satu head tulis per
track
- Semua head dijaga pada satu lengan rigid
yang menjangkau semua track
- Head yang dapat berpindah
- Satu head tulis per
sisi
- Dijaga oleh sebuah lengan yang dapat
berpindah-pindah
- Portabilitas disk
- Disk yang dapat dipindah (Removable disk)
- Bisa dipindahkan
dari drive dan diganti oleh disk lain
- Tersedia kapasitas
penyimpanan sesuai kebutuhan
- Antar sistem dapat mentransfer data dng
mudah
- Disk yang tidak dapat dipindah Nonremovable
disk
- Berada dengan tetap
- Optical Storage CD-ROM
- Asalnya untuk audio
- 650 Mbyte untuk 70
menit audio
- Dilapisi
policarbonat dengan lapisan reflektif yang tinggi, biasanya alumunium
- Data disimpan
sebagai bit-bit
- Proses baca
dilakukan oleh reflecting laser
- Penempatan kerapatan
data konstan
- Kecepatan linier
konstan
- Constant linear velocity
- Penyimpanan Optical lain
- CD-Writable
- WORM
- Compatible dengan CD-ROM drives
- CD-RW
- Dapat dihapus
berulangkali
- Lebih murah
- Kebanyakan compatible dengan CD-ROM drive
- DVD
- Digital Video Disk
- Digunakan untuk film bioskop
- Hanya untuk disk video
- Digital Versatile Disk
- Digunakan untuk komputer
- Bisa membaca disk komputer dan memutar video
- Magnetic Tape
- Serial access
- lambat
- Sangat murah
- Digunakan sebagai backup atau arsip
INPUT/OUTPUT
- Masalah-masalah Input/Output
- Periferal yang bervariasi
- Pengiriman jumlah
data yang berbeda
- Dengan kecepatan
yang berbeda
- Dalam format yang berbeda
- Semua periferal I/O
berkecepatan lebih lambat dari CPU dan RAM
- Memerlukan modul I/O
- Modul Input/Output
- Interface ke CPU dan memori
- Melalui sistem bus atau perpindahan utama
- Interface ke satu atau lebih periferal
- Melalui link yang sesuai
- Peralatan External
- Terbaca manusia
- Monitor, printer, keyboard
- Terbaca mesin
- Pengawasan dan
kontrol
- Sensor, aktuator, pita/disk magnetik
- Komunikasi
- Modem
- Network Interface Card (NIC)
- Fungsi Modul I/O Module
- Kontrol dan timing
- Mengkoordinasikan lalu lintas antara sumber
daya internal dan perangkat external.
- Komunikasi prosesor
- Komuniksasi
perangkat
- Data Buffering
- Deteksi kesalahan
- Langkah-langkah kontrol transfer data (external ke CPU) I/O
- CPU meminta modul
I/O untuk memeriksa status perangkat yang terhubung
- Modul I/O menjawab
status perangkat
- Jika sedang on dan
siap mengirim, CPU minta transfer data, dng perintah tertentu ke modul I/O
- Modul I/O akan
memperoleh unit data (mis 8 atau 16 bit) dari perangkat ext
- Data akan ditransfer dari modul I/O ke
prosesor
- Diagram Blok Modul I/O
- Teknik Input Output
- I/O Terprogram
- I/O Interrupt driven
- Direct Memory Access (DMA)
- I/O Terprogram
- Antara CPU dengan I/O saling menukarkan data
- Status perangkat
sensor
- Perintah Read/write
- Transfer data
- Ketika CPU memberi
perintah modul I/O, maka CPU menunggu modul I/O menyelesaikan operasinya
- Jika CPU lebih cepat dari modul I/O, maka
membuang waktu CPU
- I/O Terprogram -detail
- CPU meminta I/O
melakukan operasi
- Modul I/O melakukan
operasi
- Modul I/O menetapkan
bit status
- CPU memeriksa bit
status secara periodik
- Modul I/O tidak
melaporkannya ke CPU
- Modul I/O tidak
meng-interrupt CPU
- CPU akan menunggu atau kembali lagi
- Pengalamatan perangkat I/O
- Pada I/O terprogram, transfer data sangat
mirip dengan akses memori
- Setiap perangkat
diberi kode pengenal yang unik
- Perintah-perintah CPU terdiri dari kode
pengenal (alamat)
OPERATING SYSTEM
(OS)
Definisi OS:
Suatu program yang mengatur eksekusi
program-program aplikasi dan berfungsi sebagai interface antara pengguna
komputer dengan hardware komputer
- Tujuan dan fungsi
- Kemudahan
- OS membuat komputer lebih mudah untuk
digunakan
- Efisiensi
- OS memungkinkan sumber daya sistem komputer
digunakan dengan cara yang efisien
- Kemampuan berkembang
- OS harus disusun sedemikian rupa shg
memungkinkan pengembangan yang efektif, pengujian, dan penerapan fungsi sistem
baru tanpa mengganggu layanan yang telah ada
- Layers dan Gambaran Sistem Komputer
- Fungsi Sistem Operasi
- Pembuatan program
- Eksekusi program
- Akses ke perangkat
I/O
- Akses terkontrol ke
file
- Akses sistem
- Deteksi error dan
respons
- Laporan
- O/S sebagai Pengatur Sumber Daya
- Tipe Sistem Operasi
- Interaktif
- Batch
- Single program
(Uni-programming)
- Multi-programming (Multi-tasking)
- Sistem-sistem lama
- akhir 1940 sampai
pertengahan 1950
- Tidak ada sistem
operasi
- Program berhubungan
langsung dengan hardware
- Terdapat dua masalah utama:
- Penjadwalan
(Scheduling)
- Waktu Setup (Setup time)
- Single Program
- Multi-Programming dengan Dua Program
- Multi-Programming dengan Tiga Program
- Sistem Pembagian Waktu
- Mengizinkan pengguna untuk berkomunikasi
langsung dengan komputer
- i.e. Interactive
- Multi-programming mengizinkan sejumlah
pengguna untuk berkomuniksi dengan komputer
- Penjadwalan (Scheduling)
- Kunci untuk dapat
multi-prorgramming
- Long term
- Medium term
- Short term
- I/O
- Penjadwalan Long Term
- Ditetapkan dimana program diajukan untuk
diproses
- Derajat pengontrolan multi-programming
- Saat diajukan,
sebuah job akan diproses untuk pejadwalan short term
- (atau akan menukar job untuk penjadwalan
medium term)
- Penjadwalan Medium Term
- Bagian dari fungsi
penukaran
- Biasanya berdasarkan
pada kebutuhan untuk mengatur multi-programming
- Jika tidak ada virtual memori, maka
pengaturan memori juga sebuah isuue
- Penjadwalan Short Term
- Pengatur pengiriman
berita (Dispatcher)
- Fine grained
decisions of which job to execute next
- i.e. which job actually gets to use the
processor in the next time slot
- Gerbang Proses
- Elemen-elemen O/S
- Managemen Memori
- Uni-program (Program tunggal)
- Memori dipisah
menjadi dua
- Satu untuk OS
(monitor)
- Satu untuk eksekusi program
- Multi-program
- “pengguna” merupakan bagian dari proses yang
sedang aktif
- Swapping (Penukaran)
- Masalah: I/O lebih
lambat dibandingkan CPU meskipun pada sistem multi-programming, CPU akan
mempunyai banyak waktu kosong (tidak bekerja)
- Solusi:
- Menambah memori utama
- Mahal
- Diutamakan untuk program besar
- Swapping
- memindahkan isi memori utama ke memori
sekunder
- Pembagian (Partitioning)
- Membagi memori
kedalam bagian-bagian untuk alokasi pemrosesan (termasuk OS)
- Fixed-sized partitions (Partisi tetap)
- Membagi memori utama
dengan ukuran yang tetap
- Setiap proses yang
berukuran kecil atau sama dapat menempati sembarang partisi
- Jika partisi penuh,
maka OS dapat men-swap beberapa proses dan memuatkan proses lain
- Tidak efisien dalam penggunaan memori karena
ada fragmentasi internal; jumlah proses aktif tetap
- Fixed Partitioning
No comments:
Post a Comment