Pengantar Sistem Operasi

Presentasi berjudul: "Pengantar Sistem Operasi"— Transcript presentasi:

1 Pengantar Sistem Operasi
Sebelum belajar SO, belajar dikit Sistem Komputer deh..

2 Obyektif Mahasiswa mengetahui komponen- komponen yang membangun sebuah sistem komputer. Mahasiswa mengetahui bagaimana komponen-komponen itu bekerja dan saling bekerja sama untuk memenuhi kebutuhan aplikasi dan pengguna akhir.

3 Pendahuluan Komputer modern merupakan sistem yang komplek
Perangkat komputer secara fisik terdiri dari beberapa bagian input device, pemroses, output, penyimpanan. Sistem komputer terdiri dari beberapa komponen diantaranya hardware, software serta brainware. Sistem Operasi merupakan penghubung antara hardware dan software.

4 Abstraksi Komponen Sistem Komputer

5 Mengapa Mempelajari Sistem Operasi
Setelah 60 tahun sejarah perkomputeran, telah terjadi perubahan yang signifikan dalam peranan Sistem Operasi

6 Sistem Komputer Sistem komputer adalah suatu jaringan elektronik yang terdiri dari Perangkat Luna dan Perangkat Keras yang melakukan tugas tertentu (menerima input, memproses input, menyimpan perintah-perintah, dan menyediakan output dalam bentuk informasi).

7 Perangkat Keras Perangkat Keras : Desktop PC, Laptop, Tablet PC, Server. Terdiri 3 bagian utama : - Unit Inputan : keyboard, mouse, lightpen, joystick, scanner, digitizer, OMR (Optical Mark Reader), MIRC (Magnetic Ink Recognition), media visual. – Unit Proses : ALU (Aritmatic Logical Unit, CU (Control Unit), Memori : primer dan sekunder . – Unit Outputan : monitor, printer dll.

8 Perangkat Lunak Perangkat Lunak, terdiri dua jenis : – Sistem Operasi
Linux, android, iOS, Mac OS X & Microsoft Windows – Aplikasi Software pengolah kata : Microsoft Word, Wordstar, WordPerfect, OpenOffice Writer. Software pengolah lembar kerja (spreadsheet) : Microsoft Excel, Lotus 123, OpenOffice Calc, Quattro Pro. Software Internet Browser : Internet Explorer, Mozilla Firefox, Opera, Safari, Google Chrome, Netscape Navigator.

9 Pengguna/Pemakasi Pengguna/Pemakasi, contohnya :
– Operator (Data Entry/EDP) – Programmer System – Analysis System (Program, Database dan Network) – Administrator System, Network Engineer – Technical Engineer (Technical Support) – Web Developer/Web Designer – Animator, dll.

10 Komputer PC (Desktop/Laptop) Komputer Server
Berdasarkan Perangkat Keras komputer yang digunakan, sistem operasi dapat dibedakan : Komputer PC (Desktop/Laptop) Komputer Server server PC

11 Perangkat Keras Komputer
Merupakan komponen yang berada pada tingkat paling bawah dan merupakan komponen sistem komputer yang berwujud fisik. Yang paling kasat mata adalah peranti Input Output (I/O). Komponen utamanya terdiri dari 1. Prosesor 2. Memory 3. Perangkat I/O 4 Interkoneksi antar komponen

12 Arsitektur Komputer Modul I/O Piranti Input Piranti Output
Memori Utama CU ALU Register Bus Alamat Bus Data

13 1. Prosesor Prosesor atau pemroses atau yang biasa disebut CPU berfungsi : Melakukan pengolahan data pengendalian operasi komputer. Melakukan operasi komputasi dan operasi logik, serta mengendalikan aliran data berdasarkan intruksi-intruksi. Prosesor merupakan jantung dari komputer Eksekusi pemroses di tuntun clock

14 Lanjut (2) Clock merupakan sinyal listrik yang berupa suatu denyutan dan berfungsi untuk mensinkronisasi seluruh elemen komputer. Clock berfungsi membangkitkan pulsa detak ke pemroses.

15 Lanjut (3) Urutan langkah kerja pemroses sebagai berikut :
Mengambil instruksi yang dikodekan secara biner dari memori. Men-dekode intruksi menjadi aksi-aksi sederhana. Melaksanakan aksi-aksi ini.

16 Lanjut (4) Prosesor terdiri dari tiga komponen : CU (Control Unit)
CU berfungsi mengendalikan operasi yang dilaksanakan sistem komputer. ALU (Aritmetic Logic Unit) ALU berfungsi melakukan operasi aritmatika dan logika. Register Register bertindak sebagai memori yang sangat cepat, berfungsi sebagai tempat operand-operand dari operasi yang akan dilakukan pemroses.

17 a. Control Unit Control Unit - CU) adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas bagian lainnya dari perangkat CPU Control Unit

18 Lanjut (1) Pada awalnya desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store).

19 Lanjut (3) Tugas Control Unit
Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output. Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama. Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses. Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmetika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja. Menyimpan hasil proses ke memori utama.

20 b. ALU (Aritmetic Logic Unit)
Unit aritmetika dan logika adalah salah satu bagian sistem komputer didalam sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmatika dan logika. Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmetika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. Contoh operasi aritmetika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR.

21 Lanjut (1) ALU melakukan operasi arithmatika dengan dasar pertambahan, sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi arithmatika ini disebut adder. Tugas lalin dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika (logical operation) meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika.

22 c. Register Merupakan simpanan kecil yang memiliki kecepatan tinggi ( 5 sampai 10 kali kecepatan main memory ) Digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang sedang diproses oleh CPU ( instruksi lain yang menunggu giliran disimpan di main memory ) Register - registes berfungsi sebagai memori sangat cepat yang antara lain berfungsi sebagai tempat operan-operan dari operasi yang akan dilakukan pemroses.

23 Lanjut (1) Register dikategorikan menjadi dua:
Register Terlihat Pemakai (Pemrogram) Artinya pemrogram dapat memeriksa isi register tersebut Register data : menyimpan suatu nilai untuk beragam keperluan Register alamat : Register ini untuk keperluan pengalamatan atau menunjuk ke alamat tertentu Register Kendali & Status Bertugas mengendalikan operasi pemroses Register untuk alamat dan buffer Register untuk eksekusi intstruksi Register untuk informasi status

24 Lanjut (2) 1.A Register Data: menyimpan suatu nilai untuk beragam keperluan a. General purpose register Digunakan untuk beraneka ragam keperluan pada suatu instruksi mesin yang melakukan suatu operasi terhadap data. b. Special purpose register Digunakan untuk menampung operasi floating point, menampung limpahan operasi penjumlahan atau perkalian.

25 Lanjut (3) 1.A. Register Alamat
Register ini untuk keperluan pengalamatan atau menunjuk ke alamat tertentu. a. Register Indeks (index register) Pengalamatan berindeks merupakan salah satu mode pengalamatan popular. Pengalamatan melibatkan penambahan indeks ke nilai dasar untuk memperoleh alamat efektif . b. Register penunjuk segmen (segment pointer register) Pada pengalamatan bersegmen, memori dibagi menjadi segmen-segmen. Segmen berisi satu blok memori yang panjangnya dapat bervariasi. Untuk mengacu memori bersegmen digunakan pengacuan terhadap segmen dan offset di segmen itu. Register penunjuk segmen mencatat alamat dasar (lokasi awal) dari segmen. Mode pengalamatan bersegmen sangat penting dalam manajemen memori.

26 Lanjut(4) c. Register penunjuk stack (stack pointer register) Instruksi yang tak memerlukan alamat karena alamat operan ditunjuk register penunjuk stack(sebuah kumpulan data dimana data yang diletakkan di atas data yang lain) d. Register penanda (flag register) Isi register merupakan hasil operasi dari pemroses. Register berisi kondisi-kondisi yang dihasilkan pemroses berkaitan dengan operasi yang baru saja dilaksanakan.

27 2. Memori Utama Berfungsi untuk menyimpan data dan program.
Sebagai tempat penyimpanan kode-kode instruksi serta data program. Tidak semua kode instruksi tersimpan pada register prosesor, karena kapasitas register yang terbatas

28 Hirarki memori berdasar kecepatan akses
Harga : semakin ke bawah, harga semakin murah, harga dihitung dari rasio rupiah per bit data disimpan Kapasitas : semakin ke bawah, kapasitas makin terbatas Kecepatan akses : semakin ke bawah, semakin lambat Frekuensi pengaksesan : semakin kebawah, semakin rendah frekuensi pengaksesan Register Cache RAM Extension Memori Magnetic Disk Optical Disk Magnetic Tape

29 Lanjut (1) Register Terletak pada prosesor Berkecepatan sangat tinggi
Register dapat dipandang sebagai memori karena Register merupakan memori yang terletak di pemroses. Cache Memori Bersifat volatile untuk meningkatkan kecepatan pengambilan data dari memori ke prosesor Dahulu ditempatkan diluar prosesor dan dapat ditambahkan Saati ini cache memori di tanamkan dalam prosesor

30 Lanjut (2) RAM (Random Access Memory) Extension Memori
Merupakan tempat penyimpanan data sementara (volatile) yang dapat diakses langsung oleh komputer Extension Memori Merupakan tambahan memori yang digunakan untuk proses-proses dalam komputer. Biasanya berupa buffer.

31 Lanjut (3) Magnetic Disk
Memiliki ukuran yang sangat besar, saat ini hingga 200 Gb lebih. Bersifat non-volatile

32 3. Perangkat Masukan / Keluaran
Digunakan sistem komputer untuk berinteraksi dengan lingkungan luar, baik kepada pemakai ataupun lingkungan umum. Terdiri dari dua bagian : Komponen mekanis, yaitu komponen itu sendiri Komponen Elektronis, yaitu pengendali perangkat berupa chip controller. Perangkat IO dikendalikan oleh chip controller di board sistem atau card

33 Lanjut (1) Controller dihubungkan dengan pemroses dan komponen lain melalui bus. Bus merupakan jalur data untuk tiap device yang berbeda.

34 4. Interkoneksi Antar Komponen
Interkoneksi antar komponen disebut bus Bus terdiri dari tiga macam yakni : Bus alamat (address bus) Bus data (data bus) Bus kendali (control bus)

35

36 Lanjut Secara fisik interkoneksi antar komponen berupa perkawatan baik berupa perkawatan logam atau cara koneksi fisik lainnya. Komponen interkoneksi sesungguhnya tidak hanya perkawatan, tapi juga tata cara atau aturan (protokol) komunikasi diantara elemen-elemen terhubung yang bekomunikasi agar tidak kacau sehingga dapat mencapai tujuan yang diharapkan. Terdapat banyak sistem bus, yang popular diantaranya ISA, AGP dan PCI. isa pci AGP   (Accelerated Graphic Port) adalah sebuah bus yang dikhususkan sebagai bus pendukung kartu grafis berkinerja tinggi, menggantikan bus ISA, bus VESA atau bus PCI yang sebelumnya digunakan. Spesifikasi AGP pertama kali (1.0) dibuat oleh Intel dalam seri chipset Intel 440 pada Juli tahun 1996. Sebenarnya AGP dibuat berdasarkan bus PCI, tapi memiliki beberapa kemampuan yang lebih baik. Selain itu, secara fisik, logis dan secara elektronik, AGP bersifat independen dari PCI. Tidak seperti bus PCI yang dalam sebuah sistem bisa terdapat beberapa slot, dalam sebuah sistem, hanya boleh terdapat satu buah slot AGP saja. Bus ini merupakan bus yang didesain secara spesifik untuk kartu grafis. Bus ini berjalan pada kecepatan 66 MHz (mode AGP 1x), 133 MHz (mode AGP 2x), atau 533 MHz (mode AGP 8x) pada lebar jalur 32-bit, sehingga bandwidth maksimum yang dapat diraih adalah 2133 MByte/s. Umumnya, bus ini terkoneksi ke chipset pengatur memori (Northbridge, Intel Memory Controller Hub, atau NVIDIA nForce SPP). Sebuah sistem hanya dapat menampung satu buah bus AGP. Mulai tahun 2005, saat PCI Express mulai marak digunakan, bus AGP ditinggalkan. PCI  ( Peripheral Component Interconnect) adalah bus yang didesain untuk menangani beberapa perangkat keras. Standar bus PCI ini dikembangkan oleh konsorsium PCI Special Interest Group yang dibentuk oleh Intel Corporation dan beberapa perusahaan lainnya, pada tahun Tujuan dibentuknya bus ini adalah untuk menggantikan Bus ISA/EISA yang sebelumnya digunakan dalam komputer IBM PC atau kompatibelnya. Komputer lama menggunakan slot ISA, yang merupakan bus yang lamban. Sejak kemunculan-nya sekitar tahun 1992, bus PCI masih digunakan sampai sekarang, hingga keluar versi terbarunya yaitu PCI Express (add-on). ISA  (International Standard Architecture) adalah sebuah arsitektur bus dengan bus data selebar 8-bit yang diperkenalkan dalam IBM PC 5150 pada tanggal 12 Agustus Bus ISA diperbarui dengan menambahkan bus data selebar menjadi 16-bit pada IBM PC/AT pada tahun 1984, sehingga jenis bus ISA yang beredar pun terbagi menjadi dua bagian, yakni ISA 16-bit dan ISA 8-bit. ISA merupakan bus dasar dan paling umum digunakan dalam komputer IBM PC hingga tahun 1995, sebelum akhirnya digantikan oleh bus PCI yang diluncurkan pada tahun 1992. Bus ISA telah berubah dari masa awalnya : • ISA Standar 8-bit • ISA 16 bit • EISA 32 bit Apa yang ada saat ini pada sebagian PC adalah slot (hubungan) ISA pada mainboard yang dapat menerima card ISA 8-bit atau card rangkaian tercetak ISA 16-bit . Card rangkaian tercetak 32-bit lebih sering merupakan PCI, pada beberapa mesin berbasis yang lebih tua berupa card VESA. Bus ISA 8-bit Konektor bus ISA berisi : - seluruh bus alamat de-multiplexed (A0-A19) untuk 1M byte sistem bus data 8 bit (D0-D7) - empat sinyal kendali : MEMR’, MEMW’, IOR’, IOW’, untuk mengendalikan I/O dan memori yang mungkin diletakkan pada card rangkaian tercetak Dimasa kini, memori jarang ditambahkan ke card bus ISA, karena hanya beroperasi pada kecepatan 8 MHz. Mungkin ada EPROM atau flash memory yang digunakan untuk informasi setup pada beberapa card ISA, tetapi tidak pernah ada RAM. Bus ISA 16-bit. Satu-satunya perbedaan antara bus ISA 8-bit dengan 16- bit adalah adanya konektor tambahan yang dipasangkan dibelakang konektor 8-bit. Card ISA 16-bit memiliki dua konektor sisi : satu terpasang ke konektor 8-bit yang asli dan yang satu lagi dipasangkan ke konektor 16-bit yang baru. Fitur-fitur tambahan yang paling sering digunakan adalah input interrupt request tambahan dan sinyal DMA request. Pada beberapa sistem, I/O 16-bit menggunakan delapan hubungan bus data tambahan (D8-D15), tetapi lebih sering saat ini, bus EISA, bus lokal VESA atau bus PCI digunakan untuk periferal yang lebih lebar dari delapan bit.

37 Lanjut (1) Bus Alamat Bersifat satu arah jumlah
Fungsinya untuk memberikan alamat dari memori atau port yang hendak diakses Berisi 16, 20, 24 jalur sinyal paralel atau lebih Jumlah lokasi memori yang dapat dialamati tergantung jumlah jalur alamat Jika pemroses memiliki N jalur alamat, maka pemroses dapat mengalamati 2n lokasi memori

38 Lanjut (2) Bus Data Bersifat dua arah
Digunakan oleh CPU untuk membaca dan mengirim data dari/ke memori Berisi 8, 16, 32 jalur sinyal paralel atau lebih Banyak perangkat disangkutkan ke bus Hanya satu perangkat pada satu saat dapat memakainya

39 Lanjut (3) Bus Kendali Bersifat dua arah
Berfungsi untuk mengatur lalulintas dalam bus CPU mengirimkan sinyal pada bus kendali untuk memerintahkan memori atau port, dan CPU menerima status dan sinyal balik memori atau port

40 Lanjut (4) Sinyal bus kendali antara lain : Memory read
Untuk memerintahkan melakukan pembacaan memori Memory write Untuk memerintahkan melakukan penulisan memori I/O read Untuk memrintahkan melakukan pembacaan port I/O write Untuk memerintahkan melakukan penulisan port

41 Eksekusi Intruksi Fungsi utama komputer adalah mengeksekusi program
Tahap pengolahan instruksi berisi dua tahap : Pemroses membaca instruksi dari memori (Fetch) Pemroses mengeksekusi intruksi (Execute) Eksekusi program berisi pengulangan fetch dan execute

42 Siklus eksekusi Start Fetch instruksi berikutnya Eksekusi Instruksi
Halt/stop Fetch instruksi berikutnya Eksekusi Instruksi

43 Mode Eksekusi Instruksi
Mode eksekusi berkaitan dengan kewenangan jenis program yang dijalankan yaitu : Mode eksekusi untuk program bagian sistem operasi (mode berkewenangan tinggi) Mode eksekusi untuk program pemakai (mode berkewenangan rendah)

44 Proteksi I/O I/O ilegal dapat mengganggu proses normal
Untuk mencegah pemakai melakukan I/O ilegal maka semua instruksi I/O sebagai instruksi berkewenangan tinggi Pemakai tidak dapat memberikan instruksi I/O secara langsung, namun harus melewati sistem operasi.