PERTEMUAN PERTAMA PERKULIAHAN SISTEM OPERASI By: Nanda Prasetia, ST

Data dosen : Nama : Nanda Prasetia, ST HP : 085380888153 Email : nanda@stmik-mdp.net nandaprasetia85@gmail.com

PERKENALAN PERKULIAHAN SISTEM OPERASI Deskripsi mata kuliah sistem operasi : Mata kuliah sistem operasi mempelajari mengenai gambaran umum sistem komputer, pengertian sistem operasi, manajemen proses, manajemen memori, manajemen perangkat input/output, manajemen file, algoritma penjadwalan job, deadlock dan algoritma pencegahannya, komunikasi antar proses, multiprogramming, kongkurensi, sistem paging, sistem manajemen file dan keamanan sistem.

Standar kompetensi : Mahasiswa memahami cara kerja dan teknik implementasi sistem operasi agar dapat memanfaatkan dan mengembangkan fungsi-fungsi sistem operasi sehingga pemahaman yang dimiliki dapat menjadi landasan dalam bidang ilmu rekayasa perangkat lunak dan testing implementasi sistem komputer

Tinjauan umum sistem komputer Sistem operasi berkaitan erat dengan pengoperasian komputer. Konsep dan teknologi sistem operasi berkembang sejalan dengan perkembangan teknologi komputer. Komputer merupakan perangkat elektronik yang dirancang untuk membantu menyelesaikan permasalahan yang dihadapi manusia. Dewasa ini komputer digunakan untuk menyelesaikan perhitungan akuntansi, komputasi numerik, pengelolaan basis data perusahaan dan hiburan seperti memutar video dan memainkan games. Dengan kata lain komputer dapat digunakan untuk berbagai tujuan.

Pertanyaan mendasar Pada kuliah sistem operasi kenapa kita harus mempelajari sistem komputer terlebih dahulu? Jawabannya : Dengan mempelajari sistem komputer , kita dapat memahami sistem kerja perangkat keras yang dikendalikan sistem operasi.

GAMBARAN UMUM SISTEM KOMPUTER Hardware Sistem Komputer Software

Pengertian sistem komputer Sistem komputer adalah suatu jaringan elektronik yang terdiri dari hardware dan software yang melakukan tugas tertentu (menerima input, memproses input, menyimpan perintah-perintah, dan menyediakan output dalam bentuk informasi). Selain itu dapat pula diartikan sebagai elemen-elemen yang terkait untuk menjalankan suatu aktivitas dengan menggunakan komputer.

Definisi : Perangkat keras (komponen) pada Pemahaman hardware Hardware Definisi : Perangkat keras (komponen) pada komputer yang berfungsi sebagai pemroses, input atau output data. Contoh : Keyboard, monitor, CPU

Definisi : Perangkat lunak (program) yang Pemahaman software Software Definisi : Perangkat lunak (program) yang memproses data pada sistem komputer Contohnya : Program-program komputer

Software terbagi : Software sistem Software aplikasi Pembagian software Software terbagi : Software sistem Software aplikasi Contoh : Windows, Linux, Mac os Contoh : Photoshop, Visual studio, Internet explore.

Hardware terdiri empat komponen : Pembagian hardware Hardware terdiri empat komponen : 1. Pemroses 2. Memori utama 3. Perangkat Input & output 4. Interkoneksi antar komponen

Berfungsi : Mengendalikan operasi komputer dan 1. Pemroses (processor) Bagian dari hardware Berfungsi : Mengendalikan operasi komputer dan melakukan fungsi pemrosesan data. Terdiri : 1. ALU (Aritmetic Logic Unit) berfungsi : mengeksekusi operasi aritmetika dan logika 2. CU (Control Unit) berfungsi : mengatur eksekusi dan mengendalikan seluruh komponen komputer 3. Register-register berfungsi : sebagai tempat menampung instruksi, data, maupun alamat data Contoh : Intel pentium 4, intel core 2 duo, AMD

Prosesor merupakan otak komputer yang berfungsi mengendalikan operasi komputer dan melakukan manipulasi, operasi logic, proses menghitung dan mengelola aliran data dengan membaca instruksi dalam memori utama (fungsi pemrosesan data)

Langkah kerja processor : 1. Mengambil instruksi biner dari memori utama. 2. Mendekode instruksi menjadi operasi – operasi sederhana. 3. Melakukan operasi-operasi tersebut.

Operasi pada processor ada 3 tipe: Operasi aritmatika Operasi logika Operasi pengendalian

( 2. Memori utama (main memory) Berfungsi : menyimpan data dan program Bagian dari hardware ( 2. Memori utama (main memory) Berfungsi : menyimpan data dan program Bersifat : Volatile, tidak dapat mempertahankan data dan program yang disimpan bila sumber daya listrik dihentikan. Contohnya : RAM (random access memory)

Memory bekerja dengan menyimpan dan menyuplai data-data penting yg dibutuhkan Processor dengan cepat untuk diolah menjadi informasi. Sebagai contoh, saat anda membuka sebuah aplikasi misalnya browser mozila firefox maka prosesor akan membuka program atau aplikasi tersebut dari hardisk dan kemudian akan meload nya ke memory atau RAM.

Konsep dasar sistem komputer Von Neumann Concept Program (kumpulan instruksi) disimpan di suatu tempat (memori) untuk kemudian menunggu giliran untuk dieksekusi

Arsitektur von Neumann (atau Mesin Von Neumann) adalah arsitektur yang diciptakan oleh John von Neumann (1903-1957). Arsitektur ini digunakan oleh hampir semua komputer saat ini. Arsitektur Von Neumann menggambarkan komputer dengan empat bagian utama: Unit Aritmatika dan Logis (ALU), unit kontrol, memori, dan alat masukan dan hasil (secara kolektif dinamakan I/O). Bagian ini dihubungkan oleh berkas kawat, “bus”

Mengetahui penggunaan memori pada Windows Kita dapat melihat berapa banyak memori yang dibutuhkan ketika menjalankan suatu aplikasi atau program. Caranya klik kanan pada panel bar desktop layar komputer kemudian pilih Task Manager, atau melalui tombol CRTL + ALT + DEL pada keyboard. Perhatikan pada tap Applications, maka akan menunjukkan aplikasi atau program yang sedang aktif saat ini,

Pada tap performance perhatikan pada kolom PF usage, disitu terdapat sejumlah angka (itu adalah jumlah memori yang dibutuhkan untuk menampilkan aplikasi). Semakin banyak aplikasi yang aktif maka semakin besar memori yang dibutuhkan. Perlu diketahui juga, meskipun kita tidak membuka aplikasi sama sekali bukan berati kolom PF Usage akan menjadi angka 0, karena sistem operasi windows juga membutuhkan memori agar bisa aktif atau hidup pada komputer.

Pertanyaan Bagaimana kerja memori pada saat komputer pertama kali dihidupkan ? Jawaban : Ketika kita menyalakan komputer, komponen yang pertama kali bekerja adalah Processor. Processor berfungsi sebagai pengolah data dan meminta data dari tempat penyimpanan data (storage), yaitu Hard Disk (HDD). Artinya data tersebut dikirim dari Hard Disk setelah ada permintaan dari Processor. Tapi prakteknya hal ini sulit dilakukan karena perbedaan teknologi antara Processor & Hard Disk. Processor sendiri adalah komponen digital murni, dan akan memproses data dengan sangat cepat (Bandwidth tertinggi P4 saat ini 6,4 GB/s dengan FSB 800MHz). Sedangkan Hard Disk sebagian besar teknologinya merupakan mekanis yang tentu cukup lambat dibandingkan digital (Bandwidth atau Transfer Rate HDD Serial ATA berkisar 150 MB/s). Secara teoritis kecepatan data Processor berkisar 46x lebih cepat dibanding HDD. Artinya, apabila Processor menunggu pasokan data dari HDD akan terjadi “Bottle-Neck” yang sangat parah. Maka untuk mengatasi hal itu, diperlukan memori utama atau disebut RAM. RAM berfungsi untuk membantu Processor dalam penyediaan data “super cepat” yang dibutuhkan. RAM berfungsi layaknya seperti HDD Digital, karena seluruh komponen RAM sudah menggunakan teknologi digital. Dengan RAM, maka Processor tidak perlu menunggu kiriman data dari HDD

3. Perangkat masukan dan keluaran (peranti I/O) Bagian dari hardware 3. Perangkat masukan dan keluaran (peranti I/O) Berfungsi : memindahkan data antara komputer dan lingkungan eksternal Terdiri : 1. Perangkat masukan (peranti input) contohnya : keyboard, mouse, scanner 2. Perangkat keluaran (peranti output) contohnya : monitor, printer

Lingkungan eksternal memberikan interaksi dengan user, melalui : Perangkat penyimpan sekunder Perangkat komunikasi Terminal

4. Interkoneksi antar komponen (sistem bus) Bagian dari hardware 4. Interkoneksi antar komponen (sistem bus) Berfungsi : sebagai struktur dan mekanisme untuk menghubungkan ketiga komponen yaitu : pemroses, memori utama, dan perangkat masukan/keluaran Terdiri : 1. Bus kendali (control bus) 2. Bus alamat (address bus) 3. Bus data (data bus)

Sistem bus

BUS adalah Suatu set kabel tunggal yang digunakan untuk menghubungkan berbagai subsistem Sistem Bus adalah Sebuah Bus yang menghubungkan komponen-komponen utama komputer (CPU, Memori ,I/O) dalam menjalankan tugasnya. Prosesor, memori utama, dan perangkat I/O dapat dinterkoneksikan dengan menggunakan bus bersama yang fungsi utamanya adalah menyediakan jalur komunikasi untuk transfer data. Sebagai contoh, sebuah komputer PC dengan prosesor Intel Pentium 4 memiliki bus prosesor (Front-Side Bus), bus AGP, bus PCI, bus USB, bus ISA (yang digunakan oleh keyboard dan mouse), dan bus-bus lainnya.

Suatu transaksi bus meliputi 2 komponen : Mengeluarkan perintah dan alamat – request (permintaan) Memindahkan data – action (tindakan) Master, Bus yang memulai transaksi bus dengan cara mengeluarkan perintah dan alamat Slave, Bus yang bereaksi terhadap alamat dengan cara : Mengirimkan data kepada master jika master meminta data Menerima data dari master jika master mengirim data

Data bus Data Bus, adalah lintasan bagi perpindahan data antar modul. Secara kolektif, lintasan ini disebut bus data. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, 32 saluran dengan tujuan agar mentransfer word dalam sekali waktu. Jumlah saluran dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan satuan bit, misal lebar bus 16 bit.

Address bus Address Bus, digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data. Saluran ini digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU. Juga digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul. Perlu diketahui, semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat. Semisal mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-nya.

Control bus Control Bus, digunakan untuk mengontrol bus data, bus alamat dan seluruh modul yang ada. Karena bus data dan bus alamat digunakan oleh semua komponen maka diperlukan suatu mekanisme kerja yang dikontrol melalui bus kontrol ini. Sinyal – sinyal kontrol terdiri atas sinyal pewaktuan dan sinyal – sinyal perintah. Sinyal pewaktuan menandakan validitas data dan alamat, sedangkan sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi.

Tipe - Tipe Bus Bus ISA (Industry Standar Architecture), adalah Bus PC/AT (16 bit) yang beroperasi pada 8,33 MHz. Keuntungannya adalah bahwa pendekatan ini tetap mempertahankan kompatibilitas dengan mesin-mesin dan kartu-kartu yang ada. Bus PCI (Peripheral Component Interconnect), adalah Bus yang tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus mezzanine atau bus peripheral. PCI memiliki kinerja tinggi untuk sistem I/O berkecepatan tinggi seperti : video adaptor, NIC, disk controller, sound card, dan lain-lain.Standard PCI adalah 64 saluran data pada kecepatan 33 MHz, laju transfer data 264 MB per detik atau 2,112 Gbps. Keunggulan PCI tidak hanya pada kecepatannya saja tetapi murah dengan keping yang sedikit. Bus USB (Universal Serial Bus), Semua perangkat peripheral tidak efektif apabila dipasang pada bus berkecepatan tinggi PCI, sedangkan banyak peralatan yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer. Sebagai solusinya tujuh vendor komputer (Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northern Telecom) bersama-sama merancang bus untuk peralatan I/O berkecepatan rendah. Standard yang dihasilkan dinamakan Universal Standard Bus (USB).

Skema blok sistem komputer

Pertanyaan Jelaskan tahapan-tahapan menjumlahkan suatu data/nilai yang diproses didalam sistem komputer? Jawabannya : Seperti yang telah kita ketahui, processor terdiri dari unit aritmetika/logika, yang berisi rangkaian elektronik yang melaksanakan manipulasi data dan unit kontrol, yang memuat rangkaian yang mengkoordinasikan berbagai aktifitas mesin. Untuk menyimpan informasi secara sementara, processor berisi sel-sel, atau register, yang mirip dengan sel-sel memori utama. Register dapat dikelompokkan sebagai register serbaguna dan register khusus. Register serbaguna berperan sebagai tempat penyimpanan data sementara bagi data yang sedang dimanipulasi processor. Register-register ini menampung input yang akan diberikan kepada unit aritmetika/logika dan meyediakan ruang penyimpanan bagi hasil-hasil operasi unit tersebut. Untuk melaksanakan operasi pada data yang tersimpan dalam memori utama, adalah menjadi tanggung jawab unit kontrol untuk memindahkan data dari memori ke register serbaguna, untuk memberitahukan kepada unit aritmetika/logika register-register mana saja yang berisi data, untuk mengaktifkan rangkaian-rangkaian yang sesuai didalam unit aritmetika/logika, dan untuk menginformasikan kepada unit aritmetika/logika register mana yang harus menerima hasil operasi data

Untuk tujuan pemindahan pola-pola bit, processor dan memori utama mesin komputer disambungkan pada sekumpulan jalur data elektronis yang disebut bus. Melalui bus ini, processor dapat mengambil, atau membaca data dari memori utama dengan jalan memberikan alamat sel memori yang relevan bersama dengan sebuah sinyal baca. Dengan cara yang sama, processor dapat meletakkan atau menulis data ke dalam memori utama dengan mengirimkan alamat sel yang dituju dan data yang akan disimpan beserta sebuah sinyal tulis. Berdasarkan skema blok sistem komputer, pekerjaan menjumlahkan dua buah nilai yang tersimpan dalam memori utama melibatkan lebih dari sekedar pengeksekusian operasi penjumlahan. Proses ini melibatkan unit kontrol, yang mengkoordinasikan pemindahan informasi antara memori utama dan register-register dalam processor, dan unit aritmetika/logika, yang melaksanakan operasi penjumlahan atas instruksi unit kontrol.

Proses lengkap penjumlahan dua nilai yang tersimpan dalam memori dapat dipecah kedalam lima langkah sebagai berikut : Ambil salah satu nilai yang akan dijumlahkan dari memori dan letakkan dalam sebuah register. Ambil nilai lainnya yang akan dijumlahkan dari memori dan letakkan dalam register yang berbeda. Aktifkan rangkaian penjumlahan dengan menggunakan register-register dalam langkah 1 dan 2 sebagai inputnya dan sebuah register lainnya yang ditetapkan sebagai tempat penyimpanan hasil penjumlahan. Simpan hasil penjumlahan di dalam memori. Berhenti. Singkatnya, data harus dipindahkan dari memori utama ke processor, nilai-nilai harus dijumlahkan dalam processor, dan hasilnya harus disimpan dalam sebuah sel memori.