Operating system 2
- 1. Thomas Anung Basuki 2014 Sistem Operasi: Perangkat Keras
- 2. TUJUAN Melihat komponen-komponen perangkat keras komputer dan bagaimana hubungannya dengan sistem operasi
- 3. Overview Bagian-bagian Perangkat Keras o CPU o Memory o Perangkat I/O o Bus Melakukan booting
- 5. CPU Otak komputer Mengeksekusi program: sekumpulan instruksi sekuensial Mengendalikan I/O
- 6. Siklus Instruksi Siklus: fetch – decode – execute Waktu tiap tahap tidak sama Fetch: mengambil instruksi pada alamat di PC dan menyalinnya ke IR Decode: mengartikan instruksi pada IR Execute: menjalankan instruksi pada IR
- 7. Jenis Instruksi Processor – Memory Processor – I/O Arithmetic or Logical Operations Control
- 9. Pipeline dan Superscalar (1) Beberapa teknologi untuk mempercepat proses dengan mengeksekusi lebih dari 1 instruksi tiap saat Pipeline: menyediakan 3 unit (dalam 1 line) dan dapat bekerja paralel Superscalar: membagi menjadi beberapa unit dalam beberapa line dengan dilengkapi buffer untuk menampung hasilnya
- 10. Pipeline dan Superscalar (2) Masalah pipeline: instruksi yang sudah diambil dari memory harus dijalankan, padahal ada instruksi percabangan Masalah superscalar: ketidakterurutan eksekusi instruksi
- 11. Instruksi Khusus 2 mode operasi: mode kernel dan user Pada mode kernel, semua jenis instruksi bisa dijalankan Pada mode user, hanya sebagian jenis instruksi saja Program dari user berjalan di mode user, SO pada mode kernel Jika program user membutuhkan lebih, minta kepada SO lewat system call, untuk sementara pindah ke mode kernel Jenis instruksi khusus lainnya diperlukan saat terjadi kasus khusus seperti pembagian dengan 0
- 12. Memory Memory ideal: cepat, kapasitas besar dan murah Biasanya hanya sebagian saja yang terpenuhi Solusi: hirarki memory Fungsi SO untuk mengatur transfer antar hirarki Data yang sering diakses diletakkan di memory yang lebih cepat
- 13. Caching Jika suatu memory word dibutuhkan SO akan memeriksa apakah ada di cache Jika ada (cache hit), maka memory utama tidak perlu diakses Jika tidak (cache miss), perlu mengakses memory utama yang jauh lebih lambat Cache juga dibuat berlevel, masing-masing level berbeda kecepatannya
- 14. Memory Utama Volatility : hilangnya data yang disimpan setelah tiada arus listrik RAM, volatile ROM, nonvolatile namun tidak bisa diubah datanya EEPROM dan flash memory, nonvolatile dan bisa diubah datanya Flash memory memiliki keterbatasan banyaknya penghapusan data CMOS (Complementary Metal–Oxide– Semiconductor), volatile namun bertenaga baterai yang tahan lama
- 15. Disk Kapasitas besar, relatif murah Namun lambat, karena mekanis, 5400 – 10800 rpm Suatu jalur melingkar pada tiap surface disebut track yang terdiri dari sejumlah sector Gabungan track dengan radius sama membentuk cylinder Head harus digeser ke cylinder yang tepat, surface diputar sampai ke sector yang tepat, lalu akses data 50 – 160 MB/s SO berfungsi memetakan alamat logical menjadi akses fisik, diperumit dengan virtual memory
- 16. Tape Sangat lambat namun murah Untuk backup data dalam jumlah besar Disimpan terpisah
- 17. Perangkat I/O Perangkat dan controller Tugas controller untuk memetakan alamat logical menjadi alamat fisik Perangkat I/O pun punya interface agar standar Device driver adalah s/w yang berkomunikasi dengan controller Device driver perlu berjalan di mode kernel dengan cara o Relink driver kepada SO lalu reboot o Memberitahu adanya driver kepada SO, reboot dan SO mencari driver yg dibutuhkan o On-the-fly
- 18. Perangkat I/O (2) Controller dilengkapi register Register bisa dipetakan ke address space dari SO, sehingga bisa diakses oleh program tanpa instruksi khusus Masalah I/O: lebih lambat dari processor o Programmed I/O, processor harus terus-menerus memeriksa I/O module dengan busy waiting o I/O module memberitahu driver via interrupt bila proses I/O sudah selesai o Menggunakan h/w khusus: DMA (Direct Memory Access) yang bekerja paralel tanpa processor harus terlibat
- 19. Bus Melayani transfer data antar perangkat ISA (Industrial Standard Architecture), teknologi lama (8 – 16 bit) PCI (Peripheral Component Interconnect), lebih cepat (32 -64bit) IDE bus, peripheral standar spt. Disk dan CD ROM USB bus SCSI bus untuk perangkat yang cepat Conflict terjadi jika interrupt yang sama dipakai 2 perangkat berbeda
- 20. Booting Memanggil BIOS (Basic Input Output System) Memeriksa kapasitas RAM Memeriksa perangkat I/O yang terhubung ke bus (ISA dan PCI) Memeriksa boot device sesuai urutan yang tersimpan di BIOS Membaca boot sector, yaitu tempat SO disimpan, dan meload ke memory (oleh bootstrap loader) SO akan memeriksa device driver Diakhiri dengan login