Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Struktur Sistem Komputer

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Struktur Sistem Komputer"— Transcript presentasi:

1 Struktur Sistem Komputer

2 Pembahasan Operasi Sistem Komputer Struktur I/O Struktur Storage
Hirarki Storage Proteksi Perangkat Keras Sistem Arsitektur Umum

3 Arsitektur Sistem Komputer

4 Booting Bootstrap program
Inisialisasi sistem, seperti : CPU register, device controllers, memory, dsb Load and run the OS Operating system: run init untuk inisialisasi sistem proses, seperti : various daemons, login processes, dsb.

5 Operasi Sistem Komputer (1)
Komponen utama sebuah komputer Hardware Input unit Proses unit Output unit Software Sistem Operasi Aplikasi Brainware Operator Programmer sistem Analisis sistem, dll

6 Operasi Sistem Komputer (1)
Komponen utama sistem komputer CPU Control unit ALU (Aritmetic Logic Unit) Register CPU interkoneksi Memory Device controller Memory controller

7 Operasi Sistem Komputer (1)
I/O (Input Output) Keyboard Disk Printer Tape drive System bus (Interkoneksi antar komponen) Address Bus (Bus Alamat)  unidirectional Data Bus (Bus Data)  Bidirectional Control Bus (Bus Kendali)

8 Operasi Sistem Komputer (2)
CPU dan I/O device dapat dieksekusi secara bersamaan (concurrent) Masing-masing device controller memiliki spesifikasi yang sesuai dengan tipe device dan memiliki local buffer CPU memindahkan data dari main memory ke local buffer dan sebaliknya I/O dieksekusi dari device local buffer controller Device controller menginformasikan ke CPU apabila operasi yang dilakukan telah selesai dengan mekanisme interrupt

9 Interrupt Interupt  suatu sinyal dari peralatan luar atau suatu permintaan dari program untuk melakukan suatu tugas khusus. Fungsi umum interupt : Interrupt mentransfer control ke interrupt service routine, melalui interrupt vector (berisi alamat service routine) Arsitektur interrupt harus menyimpan address (alamat) dari instruksi interrupt

10 Interrupt Interrupt yang datang di-disabled jika terdapat interrupt yang sedang diproses (menghindari lost interrupt) Trap adalah software yang men-generate interrupt, baik karena error atau karena request dari user Operating System merupakan interrupt driven

11 Penyebab Terjadinya Interrupt
Program : akibat eksekusi instruksi (division by zero, invalid memory access, dsb) – trap Timer : timer processor I/O controller, operasi I/O sudah selesai / terjadi error Hardware malfunction : kesalahan hardware (power failure, memory parity error, dsb)

12 Interrupt Handling OS menjaga kondisi (state) dari CPU dengan menyimpan register dan program counter Menentukan tipe interrupt : Polling Vectored interrupt system Segmen-segmen kode yang terpisah menentukan action apa yang dilakukan untuk masing-masing tipe interrupt

13 Contoh Interrupt Vector Table

14 Abstraksi Interrupt I/O Device
(a) Tahapan eksekusi I/O device dan generate interrupt (b) Bagaimana proses CPU di-interrupt

15 Interrupt Time Line For a Single Process Doing Output

16 Siklus Interrupt I/O (1)

17 Siklus Interrupt I/O (2)

18 Struktur I/O - Interrupt
Synchronous I/O. Ketika I/O dijalankan, control dikembalikan ke user proses setelah proses I/O selesai Menunggu instruksi idle sampai instruksi berikutnya Menunggu loop (akses memory) Hanya satu permintaan I/O dijalankan, tidak ada pemrosesan I/O secara simultan Asynchronous I/O. Ketika I/O dijalankan, control dikembalikan ke user proses tanpa menunggu proses I/O selesai System call, permintaan ke OS dari user untuk menjalankan I/O Device status table, berisi entry I/O device : tipe, address dan status OS mengindeks I/O device table untuk menentukan status device dan memodifikasi table untuk interrupt

19 Dua Metode I/O Synchronous Asynchronous

20 Device-Status Table

21 Struktur I/O - DMA I/O device dengan kecepatan tinggi tanpa memerlukan CPU Device controller mentransfer block data dari buffer storage langsung ke memory tanpa intervensi CPU Interrupt di-generate per-block, tidak per-byte

22 Proses DMA

23 Struktur Storage Main memory : media storage yang dapat diakses langsung oleh CPU, kapasitas kecil (volatile) Volatile : isi data hilang jika power dimatikan Secondary storage : penyimpanan data dengan kapasitas besar (non-volatile) Non-volatile : data masih tersimpan walaupun power dimatikan Magnetic disk : permukaan disk dibagi dalam track dan sector Magnetic tape

24 Hirarkhi Storage (1) Hirarki sistem storage diorganisasikan berdasarkan : Speed Cost Volatility Caching : copy informasi ke sistem storage yang lebih cepat; main memory dapat dipandang sebagai cache terakhir dari secondary storage

25 Hirarkhi Storage (2) Trade-off : cost & speed

26 Caching Memory dengan kecepatan akses tinggi
Membutuhkan aturan cache management Penggunaan caching mengharuskan data yang secara simultan tersimpan dalam lebih dari satu level hirarki storage konsisten

27 Abstraksi Migrasi Data

28 Proteksi Hardware Dual-mode Operation I/O Protection Memory Protection
CPU Protection

29 Operasi Dual-Mode (1) Sharing resource sistem membutuhkan OS untuk memastikan bahwa program yang error tidak mengakibatkan program lain dieksekusi juga error Hardware mendukung dua mode operasi : User mode – eksekusi dilakukan oleh user Monitor mode (kernel mode / system mode) – eksekusi dilakukan oleh OS

30 Operasi Dual-Mode (2) Mode bit digunakan untuk mengindikasikan mode yang sedang dijalankan : monitor (0) atau user (1). Ketika interrupt atau kesalahan terjadi hardware di- switch ke monitor mode Interrupt/fault monitor user set user mode Privileged instructions hanya dapat dilakukan oleh monitor mode

31 Proteksi I/O Semua instruksi I/O menggunakan privileged instructions
Harus dipastikan bahwa user program tidak mendapat control komputer dalam kondisi monitor mode (dimana user program, sebagai bagian dari eksekusi, menyimpan alamat baru dalam interrupt vector)

32 Prosedur Request I/O Instruksi I/O adalah privileged, bagaimana user program menjalankan I/O ? System call – Metode yang digunakan oleh proses untuk meminta suatu tindakan (action) oleh OS Biasanya memanfaatkan trap pada lokasi spesifik dalam interrupt vector Control dilewatkan melalui interrupt vector ke service routine OS, dan mode bit di-set menjadi monitor mode Monitor memeriksa apakah parameter benar & legal, kemudian mengeksekusi request, dan mengembalikan control ke instruksi system call berikutnya

33 System Call untuk Menjalankan I/O

34 Proteksi Memory Harus menyediakan proteksi memory untuk interrupt vector dan interrupt service routines (ISR) Prosedur proteksi memory, tambahkan dua register yang menentukan range legal address akses program : Base register – menyimpan alamat memory fisik terkecil Limit register – berisi ukuran range Memory diluar range yang didefinisikan diproteksi

35 Proteksi Memory Harus menyediakan proteksi memory untuk interrupt vector dan interrupt service routines (ISR) Prosedur proteksi memory, tambahkan dua register yang menentukan range legal address akses program : Base register – menyimpan alamat memory fisik terkecil Limit register – berisi ukuran range Memory diluar range yang didefinisikan diproteksi

36 Penggunaan Base and Limit Register

37 Proteksi Hardware Address

38 Proteksi Hardware Ketika eksekusi pada kondisi monitor mode, OS memiliki akses bebas (monitor dan memory user) Instruksi yang di-load pada base & limit register adalah priviliged instruction

39 Proteksi CPU Timer – interrupt komputer setelah periode tertentu untuk memastikan OS me-maintain control Timer diturunkan setiap clock tick Ketika nilai timer = 0, interrupt terjadi Timer biasanya digunakan untuk implementasi time sharing Time juga digunakan untuk menghitung waktu sekarang Load-timer adalah privileged instruction.


Download ppt "Struktur Sistem Komputer"

Presentasi serupa


Iklan oleh Google