Konsep Dasar Perangkat Komputer

advertisement
Konsep Dasar
Perangkat Komputer
Pengantar
™ Komponen
Sistem Komputer
™ Definisi Sistem Operasi
™ Kelas Komputer
Æ Menurut
ukuran
Æ Menurut karakteristik
Æ Menurut jenis data yang diolah
™ Lingkungan
Komputasi
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.2
Komponen Sistem Komputer (1)
™
™
Menurut EDPS (Electronic Data Processing System)
Hardware / Peripheral
Æ
™
Penyedia sumber daya untuk komputasi dasar
Software
Æ
Æ
Æ
Alat yang memberitahukan Hardware apa yang harus
dikerjakannya
Sistem Operasi / Operating System (Software yang mengontrol
dan mengkoordinasikan pengunaan Hardware untuk berbagai
Aplikasi untuk bermacam-macam pengguna)
Program Aplikasi (Software yang menentukan bagaimana
sumber daya digunakan untuk menyelesaikan masalah user
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.3
Komponen Sistem Operasi (2)
™ Brainware/
User
Æ Manusia
pengguna komputer, mesin lain,
komputer lain
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.4
Abstraksi Komponen Sistem
Software Abstraction Layer (SAL)
Aplikasi
Compiler
Assembler
Sistem
Operasi
Firmware
Processor Memory I/O system
Datapath & Control
Desain Digital
Desain Circuit
transistor
Hardware Abstraction Layer (HAL)
Dari berbagai sumber, terutama MSDN dan Buku terbitan Microsoft Press
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.5
Definisi Sistem Operasi (1)
™
Dari sudut pandang user
Æ
Æ
™
Sistem Operasi sebagai alat untuk mempermudah penggunaan
Komputer
Sistem Operasi sebagai alat untuk memaksimalkan penggunaan
sumber daya komputer (dalam lingkungan multi-user)
Dari sudut pandang sistem
Æ
Æ
Æ
Sistem Operasi sebagai alat yang menempatkan sumber daya
secara efisien (Resource Allocator)
Sistem Operasi sebagai alat yang mangatur eksekusi aplikasi
dan operasi dari alat I/O (Control Program)
Sistem Operasi sebagai sebuah program yang selalu berjalan
setiap saat pada komputer (Kernel)
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.6
Definisi Sistem Operasi (2)
™ Dari
sudut pandang tujuan Sistem Operasi
Æ Sistem
Operasi sebagai alat yang membuat
komputer lebih nyaman (convenient)
digunakan untuk menjalankan aplikasi dan
menyelesaikan masalah pengguna
Æ Sistem Operasi sebagai alat yang membuat
penggunaan sumber daya komputer menjadi
efisien
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.7
Kelas-kelas Komputer (1)
™
Menurut Ukuran Komputer:
Æ Grid
Computer/ Super Computer
Æ Mainframe/ Enterprise System
Æ Minicomputer
Æ Workstation
Personal
Computer
Æ Desktop Computer
Æ Desknote
Æ Laptop / Notebook
Æ Handheld Computer
Æ Embedded System
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.8
Kelas-kelas Komputer (2)
™ Menurut
Karakteristik Komputer:
Æ Singleprocessor
• Komputer yang hanya memiliki satu prosesor
Æ Multiprocessor
• Komputer yang memiliki lebih dari satu prosesor
Æ Personal
Computer
• Komputer yang digunakan oleh hanya satu orang dalam satu waktu
(umumnya)
Æ Distributed
System
• Komputasi yang dikerjakan dengan beberapa prosesor
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.9
Kelas-kelas Komputer (3)
™ Clustered
System
Æ Gabungan
dari beberapa sistem individual
yang saling berbagi tempat penyimpanan
data (storage) dan saling terhubung dalam
jaringan lokal
™ Real
Time System
Æ Sebuah
sistem yang mengutamakan
ketepatan waktu dalam eksekusi satu buah
tugas
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.10
Kelas-kelas Komputer (4)
™ Menurut
Jenis Data yang diolah:
Æ Digital
• Komputer yang mengolah data berdasarkan inputinput dari pulsa elektronik dan bersifat abstrak
Æ Analog
• Komputer yang mengolah data berdasarkan inputinput dari keadaan lingkungan komputer yang
nyata seperti suhu, kelembaban, dll
Æ Hybrid
• Gabungan komputer Digital dan Analog
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.11
Grid Computer/Super Computer
Kumpulan dari banyak komputer yang
dikembangkan dalam sebuah computer-farm
™ Pengembangan dari Mainframe dan Desktop
™ Menggunakan banyak CPU untuk menghasilkan
output maksimal
™
Cluster
Cluster
Cluster
Cluster
Computer
Computer
Computer
Computer
User
Computer
Computer
Computer
Computer
User
Computer
Computer
Computer
Computer
User
Dari : CHIP Indonesia no 9 tahun 2003
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.12
Mainframe Computer (1)
™
™
™
™
Kumpulan dari device-device yang berfungsi sama atau bermacam-macam
yang disatukan dalam sebuah sistem yang saling berbagi
Mengumpulkan job-job yang mirip
Secara otomatis berpindah dari satu job ke job yang lain
Resident monitor
Æ
Æ
Æ
Kontrol awal pada monitor
Monitor memindahkan kontrol ke job
Ketika job selesai, kontrol dikembalikan pada monitor
User
Mainframe
CPU
Device
Device
User
CPU
Device
Device
User
CPU
Device
Device
Dari : Operating System, A.Tanenbaum
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.13
Mainframe Computer (2)
™
Batch System
Æ
Æ
Job yang mempunyai
kesamaan kebutuhan
sumber daya dikumpulkan
Ketika komputer dalam
keadaan siap maka CPU
menjalankan masingmasing kumpulan job
tersebut sebagai sebuah
kelompok.
Dari : Buku Sistem Operasi – Silberschatz, Galvin dan Gagne
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.14
Mainframe Computer (3)
™
Multiprogrammed System
´ Job disimpan di main memory di waktu yang sama
´ CPU dipergunakan bergantian oleh job-job tersebut
Kemampuan Sistem Operasi yang Diperlukan
9 Penyediaan I/O routine oleh sistem
9 Pengaturan memory, untuk mengalokasikan memory
pada beberapa Job
9 Penjadwalan CPU, untuk memilih job mana yang akan
dijalankan
9 Pengalokasian hardware lain
Dari
: BukuKelompok
Sistem Operasi
– Silberschatz,
GalvinOperasi
dan Gagne
® 2003
41−49
Kuliah Sistem
GNU Free Document License
1.15
Mainframe Computer (4)
™
Time-Sharing System/Multitasking - Interactive
Computing
Æ
Æ
Æ
Æ
Æ
CPU digunakan bergantian oleh job-job di memori dan di disk
CPU dialokasikan hanya pada job di memory
Job dipindahkan dari dan ke disk
Terjadi komunikasi antara user dan sistem operasi, dimana
ketika sistem operasi menyelesaikan satu perintah ia mencari
perintah berikutnya dari user
Online System harus ada untuk user untuk mengakses data dan
kode
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.16
Mini Computer
™
™
™
Versi Lebih kecil dari MainFrame dengan lebih sedikit
CPU dan device, biasanya hanya digunakan untuk satu
tugas spesifik
Dikembangkan dengan sistem modul sehingga mudah
diganti komponen-komponennya
Bentuk dasar dari desktop computer
User
Mini Computer
CPU
Device
Device
User
CPU
Device
Device
User
CPU
Device
Device
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.17
Workstation
Suatu model dari mainframe di mana sebuah
komputer digunakan bersama-sama dalam satu
waktu dengan berpusat pada suatu job tertentu.
™ Kadang sulit dibedakan dari MiniComputer
™ Bentuk dasar dari jaringan
™
User
Station
User
User
Workstation
CPU
Device
Device
Station
CPU
Device
Device
Station
CPU
Device
Device
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.18
Desktop Computer
™
™
™
™
Lebih kecil dan dapat diletakkan di atas meja tapi tidak
portable
Penggunaan komputer lebih nyaman dan responsif
Dapat berjalan pada berbagai sistem operasi
Dapat mengambil teknologi yang dibangun untuk sistem
operasi komputer besar
User
Desktop Computer
CPU
Device
Device
CPU
Device
Device
Device
Device
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.19
Desknote Computer
™
™
™
™
Sebuah Hybrid antara Desktop dan Laptop
Menggabungkan kemampuan Desktop (Processor
Desktop) dan portabilitas Laptop
Mudah digunakan dan dipindahkan ke berbagai tempat
yang memiliki catu daya listrik tapi tidak teralu portable
untuk tempat tanpa catu daya listrik (karena baterainya
cepat habis)
Harga lebih murah dibanding laptop
User
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
Desknote Computer
CPU
Device
Device
Device
Device
Device
Device
1.20
Notebook Computer
™
™
™
™
™
Komputer Portable (mudah dipindahkan)
Meniru konsep Desktop tetapi jauh lebih hemat dalam
penggunaan daya listrik
Dapat digunakan di tempat tanpa catu daya listrik
(baterai bertahan cukup lama)
Lebih nyaman digunakan untuk bekerja di perjalanan
atau pekerjaan yang menuntut fleksibilitas tempat
Kadang masih sulit untuk menjalankan berbagai sistem
operasi
User
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
Notebook Computer
CPU
Device
Device
Device
Device
Device
Device
1.21
Handheld Computer
Mengacu pada sistem yang berukuran kecil dan
portable. Misalnya : PDA (Personal Digital
Assistant), Palmtop, Pocket PC , Telepon
Seluler.
™ Ukuran kecil berdampak :
™
Æ Keterbatasan
Memori.
Æ Keterbatasan sumber energi.
Æ Keterbatasan kecepatan prosesor.
Æ Keterbatasan layar display
™
Kepentingan
Æ Mendesain
sistem operasi yang dapat menyesuaikan
diri dengan keterbatasan yang ada.
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.22
Embedded System
™ Mengacu
pada sistem komputer yang
bertugas mengendalikan tugas spesifik
dari suatu alat seperti mesin cuci digital, tv
digital, radio digital
™ Terbatas dan hampir tak memiliki userinterface
™ Merupakan sistem paling banyak dipakai
dalam kehidupan
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.23
Singleprocessor System
™ Dalam
suatu komputer terdapat hanya
satu processor
™ Keuntungan dari sistem ini :
Æ Lebih
mudah diimplementasikan
Æ Kemudahan kontrol terhadap prosesor karena
sistem proteksi tidak teralu rumit
Æ Murah
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.24
Multiprocessors/Paralel System (1)
™
™
Dalam suatu komputer terdapat lebih dari satu processor
Keuntungan dari sistem ini :
Æ
Æ
Æ
Meningkatkan jumlah suatu proses yang dapat diselesaikan
dalam satu unit waktu (pertambahan throughput)
Uang yang terpakai lebih sedikit karena dalam processorprocessor terdapat dalam satu PC dan dapat membagi
peripheral(ekonomis)
Jika satu processor mengalami suatu gangguan, maka proses
yang terjadi masih dapat berjalan dengan baik
• Graceful Degradation
• Fail-soft system
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.25
Multiprocessors/Paralel System (2)
™
Symmetric MultiProcessing (SMP)
Æ Setiap
prosesor menjalankan salinan identik dari
Operating System
Æ Banyak job yang dapat berjalan di suatu waktu tanpa
pengurangan performance
™
Asymmetric MultiProcessing (ASMP)
Æ Setiap
prosesor diberikan suatu tugas yang spesifik.
Master processor menjadwalkan dan mengalokasikan
pekerjaan pada slave processors.
Æ Umumnya di dalam sistem besar
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.26
Personal Computer
™ Sebuah
komputer yang dirancang hanya
digunakan oleh satu user dalam suatu
waktu
™ Sering disalahartikan sebagai Desktop
computer. Desktop Computer hampir pasti
Personal Computer tetapi Personal
Computer bisa saja berupa notebook,
PDA, Desknote, dll
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.27
Distributed Systems (1)
™
™
™
Melaksanakan komputasi secara terdistribusi diantara
beberapa prosesor
Loosely coupled system – setiap prosesor mempunyai
local memory. Komunikasi terjadi melalui bus atau jalur
telepon
Keunggulan
Client
Client
Client
Client
Æ
Æ
Æ
™
Pembagian sumber daya
Computation lebih cepat
Komunikasi
Model :
Æ
Æ
Client-Server Systems
Peer-to-peer (P2P) System
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
Client-Server
Peer-to-peer
Peer
Server
Peer
Peer
1.28
Distributed Systems (2)
™ Terdiri
atas:
Æ Small
Area Network (SAN)
Æ Local Area Network (LAN)
Æ Metropolitan Area Network (MAN)
Æ Online Service (OL) / Outernet
Æ Wide Area Network (WAN) / International
Network (Internet)
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.29
Clustered System
Gabungan beberapa sistem individual yang
saling berbagi tempat penyimpanan dan saling
terhubung lewat jaringan lokal.
™ Meningkatkan kinerja dan ketahanan sistem
dalam menjalankan aplikasi
™ Model :
™
Æ Asymmetric
Clustering (satu server dengan
beberapaserver cadangan stand-by)
Æ Symmetric Clustering (setiap server saling memantau
satu sama lain)
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.30
Asymmetric vs. Symmetric
™
Asymmetric
Clustering
Æ Menempatkan
satu
mesin khusus sebagai
pengawas mesin lain.
Æ Kurang efisien karena
mesin pengawas tidak
dapat mengerjakan
proses lain selain
mengawasi.
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
™
Symmetric Clustering
Æ Mesin-mesin
yang
bekerja saling
mengawasi.
Æ Lebih efisien karena
semua mesin dapat
dimanfaatkan.
1.31
Real Time System
Sistem dimana proses harus selesai dalam
interval waktu tertentu. Jika tidak selesai maka
sistem gagal.
™ Sering digunakan sebagai device pengendali
dalam sebuah penggunaan khusus (misal:
eksperimen ilmiah, industri, medis)
™ Biasanya digunakan dalam komputer Hybrid
™ Model :
™
Æ Hard
Real Time
Æ Soft Real Time
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.32
Hard vs. Soft Real Time
™
Hard Real Time
Æ Menjamin
proses yang
paling penting selesai
dalam interval waktu
yang valid.
Æ Tidak dapat dipadukan
dengan sistem jenis
lain (mis. Time-Shared
System)
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
™
Soft Real Time
Æ Menjamin
proses yang
paling penting
mendapat prioritas
tertinggi untuk
diselesaikan.
Æ Dapat dipadukan
dengan sistem lain.
1.33
Lingkungan Komputasi
™ Komputasi
Tradisional.
™ Komputasi berbasis Web.
™ Komputasi berbasis Grid
™ Embedded Computing
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.34
Struktur Komputer
™ Pengoperasian
Sistem Komputer
™ Struktur Input/Output (I/O)
™ Struktur Penyimpanan
™ Hirarki Penyimpanan
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.35
Arsitektur Komputer Umum
Disk
CPU
Disk
Disk
Controller
Printer
Printer
Controller
Tape
Tape
Controller
Bus
Master
bus
Display
Controller
Memory
Controller
Sound
Controller
Display
Device
Memory
Sound
Device
Dari : Buku Sistem Operasi – Silberschatz, Galvin dan Gagne
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.36
Arsitektur PC Modern
GPU
Processor
Cache
Memory
Monitor
AGP
Controller
Memory
Controller
FSB
Firewire Drive
USB drive
Firewire
Controller
USB Controller
Network
Controller
Optical
drive
HDD
Northbridge
Southbridge
PCI bus
Optical
drive
SCSI Controller
PCI-ISA Bridge
IDE Controller
PATA /
SATA
HDD
Tape/Backup
drive
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
Serial
Port
Paralel Port
Tape/ Backup
drive
ISA bus
RTC
Keyboard
Mouse
MCA Controller
MCA bus
FDD
PS/2 Controller
1.37
Pengoperasian Sistem Komputer
Perangkat I/O dan CPU dapat berjalan secara
secara konkuren.
™ Setiap device controller bertanggung jawab atas
device tertentu.
™ Setiap device controller memiliki buffer.
™ CPU memindahkan data dari/ke memori utama
ke/dari buffer lokal.
™ I/O adalah pemindahan data dari device ke
buffer controller.
™ Device controller memberitahu CPU bahwa
operasi I/O selesai melalui interrupt.
™
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.38
Fungsi Umum Interrupt
™
™
™
™
™
™
™
Memindahkan kontrol ke interrupt service routine, melalui interrupt
vector yang mengandung seluruh alamat service routine.
Arsitektur interrupt harus mencatat alamat dari instruksi yang diinterrupt.
Interruput seluruh alamat service routine.
Arsitektur interrupt harus mencatat alamat dari instruksi yang diinterrupt.
Interrupt akan diabaikan sementara ada interrupt lain yang sedang
diproses.
Trap adalah interrupt yang disebabkan oleh software baik yang
disebabkan kesalahan atau permintaan user.
Sistem operasi bekerja berdasarkan model interrupt driven.
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.39
Penanganan Interrupt
Sistem operasi menjaga keadaan CPU dengan
menyimpan isi register dan program counter.
™ Sistem operasi menentukan jenis interrupt yang
terjadi :
™
Æ Polling
(Programmable I/O – PIO)
Æ Vectored interrupt system (Interrupt Driven)
™
Code segment yang terpisah menentukan
tindakan apa yang akan diambil atas setiap jenis
interrupt.
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.40
Struktur I/O (1)
™
™
Dua macam tindakan jika ada operasi I/O:
Setelah proses I/O dimulai, kendali akan kembali ke user
program saat proses I/O selesai (Synchronous).
Æ
Æ
Æ
™
Instruksi wait menyebabkan CPU idle sampai interrupt
berikutnya.
Wait loop (untuk menunggu akses berikutnya)
Paling banyak satu proses I/O yang berjalan dalam satuwaktu.
Setelah proses I/O dimulai, kendali akan kembali ke user
program tanpa menunggu proses I/O selesai
(Asynchronous).
Æ
System call – permintaan pada sistem operasi untuk
mengizinkan user menunggu sampai I/O selesai
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.41
Struktur I/O (2)
Device-status table mengandung data
masukkan untuk tiap I/O device yang
menjelaskan tipe, alamat, dan keadaannya
™ Sistem operasi memeriksa I/O device untuk
mengetahui keadaan device dan mengubah
tabel untuk memasukkan interrupt
™ Jika I/O device mengirim/mengambil data ke/dari
memory hal ini dikenal dengan nama (Direct
Memory Access) DMA
™
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.42
Struktur I/O (3)
Synchronous
Process yang meminta I/O
CPU idle
Driver
Interrupt handler
I/O process
Asynchronous
User
Level
Process yang meminta I/O
Kernel
Level
Driver
CPU resume
Interrupt handler
I/O process
I/O Device
I/O Device
time
time
I/O Request
I/O Finish
I/O Acknowledged
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.43
Struktur I/O (4)
DMA (Direct memory Access)
™ Digunakan untuk I/O device yang dapat memindahkan data dengan
kecepatan tinggi (mendekati frekuensi bus memori)
™ Device controller memindahkan data dalam blok-blok dari buffer
langsung ke memory utama atau sebaliknya tanpa campur tangan
prosesor
™ Interrupt hanya terjadi tiap blok bukan tiap word atau byte data
™ Seluruh proses DMA dikendalikan oleh sebuah controller bernama
DMA Controller (DMAC)
™ DMA Controller mengirimkan atau menerima signal dari memori dan
I/O device
™ Prosesor hanya mengirimkan alamat awal data, tujuan data,
panjang data ke DMA Controller.
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.44
Struktur I/O (5)
™ Interrupt
pada prosesor hanya terjadi saat
proses transfer selesai
™ Hak terhadap penggunaan bus memory
yang diperlukan DMA controller
didapatkan dengan bantuan bus arbiter
yang dalam PC sekarang berupa chipset
Northbridge
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.45
Struktur I/O(6)
BUS
™ Suatu jalur transfer data yang menghubungkan setiap
device pada komputer
™ Hanya ada satu buah device yang boleh mengirimkan
data melewati sebuah bus, akan tetapi boleh lebih dari
satu device yang membaca data bus tersebut
™ Terdiri dari dua buah model
Æ
Synchronous bus
• Digunakan dengan bantuan clock
• Berkecepatan tinggi, tapi hanya untuk device berkecepatan tinggi
juga
Æ
Asynchronous bus
• Digunakan dengan sistem handshake
• Berkecepatan rendah, dapat digunakan untuk berbagai macam
device
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.46
Struktur Storage (1)
™
™
Prinsip: program adalah bagian dari data
Register
Æ
™
Cache Memory
Æ
™
Tempat penyimpanan beberapa buah data volatile yang akan
diolah langsung di prosesor. Berkecepatan sangat tinggi.
Tempat penyimpanan sementara (volatile) sejumlah kecil data
untuk meningkatkan kecepatan pengambilan atau penyimpanan
data di memori oleh prosesor. Berkecepatan tinggi.
Random Access Memory (RAM) - Main Memory
Æ
Tempat penyimpanan sementara sejumlah data volatile yang
dapat diakses langsung oleh prosesor
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.47
Struktur Storage (2)
™ Extension
Memory
Æ Tambahan
memory yang digunakan untuk
membantu proses-proses dalam komputer,
biasanya berupa buffer
™ Secondary
Storage
Æ Media
penyimpanan data yang non-volatile
Æ Dapat berupa Flash Drive ,Optical Disc,
Magnetic Disk, Magnetic Tape
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.48
Struktur Storage (3)
Struktur Harddisk
spindle
head
Arm
Track
cylinder
sector
Platter
First Cylinder
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
rotation
Last Cylinder
1.49
Struktur Storage (4)
Struktur Optical Disc
Track
Spinhole
Reflector
Layer
General DVD Model
sector
Platter
Reflector
Layer
Last Track
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
First Track
Layer
1.50
Hirarki Storage (1)
™
Susunan sistem storage:
Æ
Æ
Æ
™
Kecepatan
Biaya
Sifat volatilitas
Caching – menyalin informasi ke storage media yang
lebih cepat; Main memory dapat dilihat sebagai cache
terakhir untuk secondary storage
Æ
Æ
Æ
Menggunakan memory berkecepatan tinggi untuk memegang
data yang diakses terakhir
Membutuhkan cache management policy
Memperkenalkan tingkat lain di hirarki storage. Hal ini
memerlukan data untuk disimpan bersama-sama di lebih dari
satu level agar tetap konsisten
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.51
Hirarki Storage (2)
Register
Cache
RAM
Extension Memory
Magnetic Disk
Optical Disk
Magnetic Tapes
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.52
Proteksi Hardware
dan Struktur Jaringan
™ Proteksi
Hardware
Æ Dual
Mode Operation
Æ I/O Protection
Æ Memory Protection
Æ CPU Protection
™ Struktur
Jaringan
Æ Local
Area Network (LAN)
Æ Wide Area Network (WAN)
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.53
Dual Mode Operation (1)
Membagi sumber daya sistem yang memerlukan
sistem operasi untuk menjamin bahwa program
yang salah tidak menyebabkan program lain
berjalan salah juga
™ Menyediakan dukungan hardware untuk
membedakan minimal dua mode operasi
™
Æ User
Mode – Eksekusi dikendalikan oleh user
Æ Monitor/Kernel/System Mode – Eksekusi dikendalikan
oleh sistem operasi. Instruksi tertentu hanya berjalan
di mode ini. (Privileged Instruction)
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.54
Dual Mode Operation (2)
™ Ditambahkan
sebuah bit penanda operasi
™ Jika terjadi interrupt, make hardware
berpindah ke monitor mode.
Interrupt/fault
Monitor
User
mengaktifkan user mode
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.55
I/O Protection
™
™
Semua instruksi I/O umumnya Privileged Instruction
(kecuali pada DOS, dan program tertentu)
Harus menjamin user program tidak dapat mengambil
alih kontrol komputer di monitor mode
User Program
Output
I/O Request
Operating System
Hardware
Access
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
Output
Hardware
1.56
Memory Protection (1)
™ Harus
menyediakan perlindungan
terhadap memori minimal untuk interrupt
vector dan interrupt service routine
™ Ditambahkan dua register yang
menentukan di mana alamat legal sebuah
program boleh mengakses
Æ Base
Register – Menyimpan alamat awal
yang legal
Æ Limit Register – Menyimpan ukuran memori
yang boleh diakses
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.57
Memory Protection (2)
™ Memori
di luar jangkauan dilindungi
™ Base < Alamat yang boleh diakses <
Base + Limit
Contoh:
0
650
1000
1500
2500
5500
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
Operating System
User Program 1
User Program 2
User Program 3
Base 1000
Limit 500
User Program 4
1.58
Hardware Protection
™ Dalam
monitor mode, sistem operasi
memiliki akses tak terbatas pada seluruh
memori
™ Perintah Load untuk base dan limit
register adalah privileged instruction
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.59
CPU Protection (1)
™ Timer
– melakukan interrupt setelah
perioda waktu tertentu untuk menjamin
kontrol sistem operasi
Æ Timer
diturunkan setiap clock
Æ Ketika timer mencapai nol, sebuah Interrupt
terjadi
™ Timer
biasanya digunakan untuk
mengimplementasikan pembagian waktu
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.60
CPU Protection (2)
™ Timer
dapat juga digunakan untuk
menghitung waktu sekarang walaupun
fungsinya sekarang ini sudah digantikan
Real Time Clock (RTC). (System Clock
Timer terpisah dari Pencacah Waktu)
™ Timer sekarang secara hardware lebih
dikenal sebagai System Timer/ CPU
Timer.
™ Load Timer juga Privileged Instruction
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.61
Local Area Network
Station
Station
Shared
Device
Shared
Storage
Station
gateway
Station
Shared
Device
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
Shared
Storage
Shared
Storage
Shared
Device
1.62
Wide Area Network
Network Host
Network Host
Host OS
User
Communication Subsystem
User
Host OS
User
Communication
Processor
Communication
Processor
Communication
Processor
User
Communication
Processor
Network Host
Host OS
User
User
Communication
Processor
Network Host
User
User
Host OS
Host OS
User
User
User
User
User
User
User
Network Host
® 2003 Kelompok 41−49 Kuliah Sistem Operasi
GNU Free Document License
1.63
Download