Slide 2-sistem-komputer
Download as PPT, PDF1 like1,581 views
Dokumen ini menjelaskan tentang elemen-elemen dasar sistem komputer, termasuk prosesor, memori utama, modul I/O, dan sistem bus, serta peran mereka dalam menjalankan program. Selain itu, dibahas juga mengenai eksekusi instruksi, interrupt, dan mekanisme multiprogramming serta desain memori untuk mengoptimalkan kecepatan dan kapasitas. Teknologi komunikasi I/O seperti programmed I/O, interrupt-driven I/O, dan direct memory access (DMA) juga diuraikan sebagai metode efisiensi dalam pengelolaan transfer data.
Slide 2-sistem-komputer
- 1. Tinjaun Umum Sistem Komputer 1
- 2. Course Objective Elemen-elemen dasar sistem komputer. Register-register prosesor. Eksekusi Instruksi. Interrupt. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi
- 3. Introduction Anda Pake Yang Mana ?
- 4. ELEMEN SISTEM KOMPUTER Sebuah sistem komputer terdiri dari beberapa komponen sebagai berikut : Processor. Main Memory. Modul I/O. Sistem BUS. Antar komponen dalam sistem komputer bekerja sama untuk menjalankan fungsi utama sistem komputer yaitu untuk menjalankan program. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi
- 5. Elemen Sistem Komputer (2) Processor Main Memory Menyimpan data & program, umumnya bersifat volatile (tidak permanen). Modul I/O Melakukan fungsi pengolahan data, jika hanya terdapat 1 processor makan disebutr Central Processing Unit (CPU). Memindahkan data antara komputer dan lingkungan eksternalnya, misalnya peralatan komunikasi, memory eksternal, dll Sistem BUS Beberapa struktur dan mekanisme yang melakukan komunikasi antara processor, main memory, dan modul I/O. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi
- 6. Elemen Sistem Komputer (3) Disamping merupakan block diagram dari sistem komputer. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi
- 7. REGISTER PROCESSOR Prosesor terdiri dari sejumlah register yang merupakan memory yang berkecepatan tinggi dan berukuran kecil daripada main memory. Fungsi register dalam processor : User visible register : memungkinkan programmer dapat mengurangi penggunaan main memory dan merujuk ke register. Control dan status register : mengontrol operasi prosesor serta mengontrol operasi prosesor. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi
- 8. EKSEKUSI INSTRUKSI Eksekusi Instruksi merupakan fungsi dasar komputer. Program yang akan dieksekusi terdiri dari beberapa instruksi yang tersimpan di dalam memory utama. Eksekusi instruksi terdiri dari proses pengambilan ( fetch) dan eksekusi (execute). Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi
- 9. Fetching dan Execute Processor-Memory Data ditransfer dari processor ke memory atau dari memory ke processor. Processor-I/O Data ditransfer I/O ke processor dan sebaliknya. Data Processing Processing data dengan aritmatic maupun logic operation. Control Control atas proses yang terjadi. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi
- 10. INTERRUPT Interrupt merupakan sinyal yang menyebabkan processor menghentikan suatu pekerjaan tertentu dan berpindah untuk mengerjakan pekerjaan yang lain. Jenis-jenis interrupt : Software interrupt merupakan interrupt yang disebabkan oleh software atau sering disebut sebagai System Call, misalnya suatu program ini mencetak hasil ke printer. Hardware inteerupt merupakan interrupt yang disebabkan oleh hardware yang terjadi karena ada akse dari perangkat keras, seperti penekanan tombol keyboard dan penggerakan pointer mouse, flash disk, DVD Room. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi
- 11. Penyebab Interrupt (1) Program, sebagai akibat dari eksekusi instruksi, misalnya arithmatic Overvlow, Devision by Zero. Interrupt yang disebabkan oleh I/O, yang mengindikasikan bahwa proses telah selesai atau terjadi error. Kegagalan hardware, disebabkan oleh kegagalan hardware seperti power failur, dll. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi
- 12. Penyebab Interrupt (2) Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi
- 14. Multiprogramming (1) Multiprogramming berkaitan dengan mekanisme untuk melayani banyak tugas yang dijalankan dalam satu processor yang sama / menggunakan resource processor yang sama. Merupakan model Interrupt. Pelaksanaan instruksi yang dilaksanakan meliputi beberapa process : Program dimuat ke dalam memory Program dijalankan sampai dengan program tersebut meng-akses I/O Eksekusi dialihkan ke perkerjaan / task yang lainya Langkah tersebut dilakukan secara berulang-ulang sampai semua task selesai dikerjakan Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi
- 15. Multiprogramming (2) Multiprogramming diharapkan dapat meningkatkan utilitas CPU. Term Multiprogramming berbeda dengan Multitasking / Multiprocessing. Multiprogramming merujuk ke mekanisme interrupt yang mengoptimalkan penggunaan CPU dengan melakukan mekanisme switch ke pekerjaan yang lain jika program yang sedang dieksekusi sedang meng-akses I/O. Sedangkan Multiprocessing / Multitasking merupakan kemampuan untuk meggunakan beberapa processor untuk mengerjakan task pada machine yang sama pada waktu yang sama. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi
- 16. HIERARKI MEMORY Sebuah sistem komputer terdiri dari beberapa komponen sebagai berikut : Processor. Main Memory. Modul I/O. Sistem BUS. Antar komponen dalam sistem komputer bekerja sama untuk menjalankan fungsi utama sistem komputer yaitu untuk menjalankan program. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi
- 17. Memory Stack Prosesor Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi
- 18. Memory Stack Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi
- 19. Tinjaun Umum Sistem Komputer 2
- 20. Course Objective Hierarki Memori. Cache Memori.
- 21. Hirarki Memory Desain memory dipangaruhi oleh beberapa hal, yaitu : kecepatan, kapasitas, dan cost. Terdapat beberapa kaitan yang menjadi trade off dalam upaya desain memory : Semakin cepat waktu akses, semakin mahal cost per-bit. Semakin besar kapasitas memory, cost tiap bit semakin murah. Semakin besar kapasistas, semakin lambat waktu aksesnya. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi
- 22. Trade-Off Pada Desain Memory Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi.
- 23. Trade-Off Pada Desain Memory (2) Berdasarkan kondisi yang dijelaskan sebelumnya, designer mencoba untuk merancang memory yang berkapasitas besar, namun tetap memperhatikan faktor performa. Solusinya adalah kombinasi antara memory yang berkapasitas besar, dengan memory yang kapasitasnya lebih kecil dengan waktu akses yang cepat. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi
- 24. Solusinya … ? Berdasarkan kondisi yang dijelaskan sebelumnya, designer mencoba untuk merancang memory yang berkapasitas besar, namun tetap memperhatikan faktor performa. Solusinya adalah kombinasi antara memory yang berkapasitas besar, dengan memory yang kapasitasnya lebih kecil dengan waktu akses yang cepat. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi.
- 25. Contoh Kasus (1) Misalkan processor memiliki level memory 2 tingkat, tingkat 1 berisi 1000 word dengan waktu akses 0.1 µs, sedang tingkat 2 dengan kapasitas yang lebih besar 100.000 word dengan waktu akses 1 µs. Jika word yang akan diakses berada pada tingkat 1, maka processor akan langsung akses. Jika word yang akan diakses ada pada tingkat 2, maka word yang ada pada tingkat 2 akan dipindah ke tingkat 1 dan kemudian akan diakses oleh processor. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi.
- 26. Contoh Kasus (2) Misalkan 95% waktu akses ada pada tingkat 1, dan 5% ada pada tingkat 2. Sehingga : (0.95)(0.1 µs) + (0.05)(0.1 µs + 1 µs) = 0.095 + 0.055 = 0.15 µs Nilai yang didapatkan mendekati waktu akses memory tingkat 1. Inilah strategi yang digunakan dalam menyediakan mekanisme processing yang membutuhkan kecepatan akses dan kapasitas yang besar. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi.
- 27. Cache Memory Idealnya, kecepatan processor harus diimbangi oleh kecepatan memory yang dalam hal ini adalah main memory. Pada penjelasan sebelumnya, terdapat trade-off antara kapasitas yang semakin besar dengan kecepatan akses. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi,
- 28. Memory Stack Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi
- 29. Fetching Word To Processor Cache memory berisi copy dari sebagian isi dari main memory. Processor akan mencari word pada cache memory terlebih dahulu jika membutuhkan suatu word. Jika word yang dicari ada pada cache, maka processor langsung akan membacanya. Jika word yang dicari tidak ada, maka beberapa blok dari main memory akan di load ke cache, dan dedeliver ke processor. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi.
- 30. Cache & Memory Structure Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi.
- 31. Cache & Memory Structure Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi.
- 32. Cache Design Beberapa point yang diperhatikan dalam design suatu cache memory adalah sebagai berikut : Cache size Block size Mapping function Replacement algorithm Write policy Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi.
- 33. I/O Communication Technique Terdapat beberapa mekanisme komunikasi yang berhubungan dengan I/O, yaitu : Programmed I/O Interrupt-driven I/O Direct Memory Access (DMA) Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi.
- 34. Programmed I/O (1) Pada mekanisme ini, processor bertanggung jawab dalam transfer data dari perangkat eksternal ke memory dan sebaliknya. Pada saat processor melakukan eksekusi dan mendapatai instruksi yang berkaitan dengan I/O, maka akan menerbitkan perintah ke modul I/O yang bersangktan. Modul I/O yang bersangkutan akan melakukan aksi yang diminta processor. Sebagai mekanisme untuk menentukan status transfer I/O, modul I/O tidak dapat melakukan interrupt pada processor, sehingga, processor secara periodik melakukan pengecekan akan status tersebut. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi.
- 35. Programmed I/O (2) Dengan demikian, instruksi untuk mekanisme I/O pada programmed I/O mencakup beberapa hal dibawah ini : Control Digunakan untuk aktivasi perangkat eksternal dan menginformasikan tentang aksi apa yang harus dilaksanakan. Status Digunakan untuk mengetahui status akan transfer data dari perangkat I/O ke main memory. Transfer Digunakan untuk memindahkan data antara register processor dengan perangkat eksternal. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi.
- 36. Programmed I/O (3) Pada gambar disamping ditunjukan mekanisme eksekusi instruksi yang melibatkan I/O. Processor secara periodik melakukan pengecekan untuk mengetahui status daripada transfer data dari perangkat ekstenal ke main memory dan sebaliknya. Sehingga processor disibukan dengan proses untuk mengetahui status transfer. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi.
- 37. Interrupt-Driven I/O (1) Masalah pada programmed I/O adalah bahwa processor harus menunggu hingga modul I/O siap untuk melakukan transfer yang mengakibatkan processor musti melakukan pengecekan yang berulangulang atas status modul I/O. Alternatifnya, processor menerbitkan perintah ke modul I/O dan kemudian processor melanjutkan eksekusinya atas instruksi yang lain. Modul I/O akan melakukan interrupt ke processor untuk meminta layanan jika modul I/O telah siap saling bertukar data dengan processor. Processor kemudian melakukan eksekusi atas instruksi perpindahan data. Setelah selesai, processor akan melanjutkan eksekusi instruksi sebelumnya, sebelum peocessor di interrupt oleh modul I/O. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi.
- 38. Interrupt-Driven I/O (2) Pada gambar disamping dapat diketahui, processor melakukan intervensi atas proses transfer setelah mendapatkan interrupt dari modul I/O. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi.
- 39. Direct Memory Access (DMA) - 1 Interrupt-Driven I/O dirasa lebih efisien daripada programmed I/O, namun Interrupt-Driven masih memerlukan intervensi aktif dari processor. Kesulitan yang dihadapi oleh programmed I/O dan Interrupt-Driven I/O adalah : Kecepatan transfer I/O dibatasi oleh kecepatan processor dalam memeriksa dan melayani perangkat eksternal. Processor terikat oleh kegiatan mengatur transfer I/O. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi.
- 40. Direct Memory Access (DMA) - 2 Jika terdapat data yang bervolume besar, diperlukan teknik yang lebih efisien. Direct Memory Access (DMA) diperkenalkan sebagai solusi untuk menyediakan modul yang terpisah yal ng terdapat pada sistem BUS atau menggabungkanya dengan modul I/O. Pada saat akan melakukan pembacaan atau penulisan suatu blok data, processor mengeluarkan perintah ke modul DMA dengan cara mengirimkan informasi sebagai berikut : Apakah read atau write yang diminta ? Apakah perangkat I/O terlibat ? Lokasi awal dalam memory yang akan dibaca atau ditulis ? Jumlah word yang akan dibaca atau ditulis ? Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi.
- 41. Direct Memory Access (DMA) - 3 Setelah memberikan perintah ke DMA, processor melanjutkan eksekusinya atas instruksi yang lain. DMA melakukan transfer data dari perangkat eksternal ke main memory tanpa intervensi processor. Setelah process transfer selesai, DMA akan melakukan interrupt ke processor. Sehingga processor hanya dilibatkan pada permulaan dan akhir dari proses transfer. Sistem Komputer – Mata Kuliah Sistem Operasi.