Struktur Sistem Komputer

Daftar Isi

Berhubung perkulihan saya daring maka menulis sebuah artikel agar teman - teman sekalian lebih paham apa yang diterangkan atau materi yang diberikan akan struktur sistem komputer. Penulis berharap dari rangkuman dibawah bisa membuat lebih paham akan struktur komputer secara lebih jelas. 

A.    KOMPONEN DASAR SISTEM KOMPUTER

·  Hardware / Peripheral adalah Penyedia sumber daya untuk komputasi dasar contohnya : Memory, CPU, I/O

·     Software

Operating system : Mengkontrol dan mengkoordinasi penggunaan hardware antara berbagai aplikasi dan pengguna

Application programs  :  mendefinisikan cara penggunaan sumber daya sistem dan persoalan komputasi yang dialami pengguna. Contohnya adalah : Word processors, compilers, web browsers, database systems, video games

·         Brainwarre / Pengguna adalah dimana orang, mesin, dan komputer lain.

 

B.     Kelas – kelas Komputer

Menurut Ukuran Komputer:

1.                 Grid Computer / Super Computer

2.                 Mainframe / Enterprise System

3.                 Minicomputer

4.                 Workstation               

5.                 Desktop Computer (Personal Computer)

6.                 Desknote

7.                 Laptop / Notebook

8.                 Handheld Computer

9.                 Embedded System

Menurut Karakteristik

1.                Singleprocessor (Komputer yang hanya memiliki satu prosesor)

2.                Multiprocessor (Komputer yang memiliki lebih dari satu prosesor)

3.           Personal Computer (Komputer yang digunakan oleh hanya satu orang dalam satu waktu (umumnya))

4.               Distributed System (Komputasi yang dikerjakan dengan beberapa prosesor)

5.        Clustered System (Gabungan dari beberapa sistem individu yang saling berbagi tempat penyimpanan data (storage) dan saling terhubung dalam jaringan lokal)

6.        Real Time System (Sebuah sistem yang  mengutamakan ketepatan waktu dalam eksekusi satu buah tugas)

 

C.     Grid Komputer atau Super Computer

·      Kumpulan dari banyak komputer yang dikembangkan dalam sebuah computer-farm

·      Pengembangan dari Mainframe dan Desktop

·      Menggunakan banyak CPU untuk menghasilkan output maksimal

·      Kumpulan cluster system

 

D.    Mainframe System

Batch System

·      Job yang mempunyai kesamaan kebutuhan sumber daya dikumpulkan(secara sequensial)

·      Ketika komputer dalam keadaan siap maka CPU menjalankan masing-masing kumpulan job tersebut sebagai sebuah kelompok.

·      Diekseksui secara bergantian

·      User yang mengoperasikan

Multiprogramming:

·      Job disimpan di main memory pada waktu yang sama

·      CPU dipergunakan bergantian oleh job-job tersebut

·      Dikerjakan oleh OS

·      Ada background dan foreground proses

Dibutuhkan Kemampuan OS:

·      Penyediaan I/O routine

·      Pengaturan memory, untuk mengalokasikan memory untuk masing2 Job

·      Penjadwalan CPU, untuk memilih job mana yang akan dijalankan

·      Pengalokasian untuk hardware lain

 

E.     Tipe Alokasi JOB

Time-Sharing System/Multitasking - Interactive Computing

·      CPU digunakan bergantian oleh job-job di memori dan di disk

·      Waktu dibatasi

                                                                          i.      Response time harus < 1 detik

·      CPU dialokasikan hanya pada job yg ada di memory = CPU schedulling

·      Job dipindahkan dari dan ke disk = swapping dan virtual memory

·      Terjadi komunikasi antara user dan sistem operasi

                                                                        ii.      Setelah sistem operasi menyelesaikan satu perintah ia mencari perintah berikutnya dari user

 

F.      Peer to Peer Vs Client Server

P2P tidak membedakan client dan server

·      Semua node yang terhubung disebut dengan peer

·      Satu node bersifat sebagai client dan sekaligus sebagai server

·      Node harus terhubung dalam jaringan P2P

                                                                          i.      Menggunakan service melalui discovery protocol

·      Contoh: Napster and Gnutella, Torrent

·      Menggunakan torrent client: utorrent

 

G.    Real time system

·      Sistem yang mampu menyelesaikan proses dalam interval waktu tertentu. Jika tidak selesai maka sistem gagal.

·      Sering digunakan dengan device pengendali dalam sebuah penggunaan khusus

                                                                          i.      misal: eksperimen ilmiah, industri, medis

·      Model :

                                                                        ii.      Hard Real Time

                                                                      iii.      Soft Real Time

H.    Hard Real Time

·      Menjamin proses yang paling penting selesai  dalam interval waktu yang benar dan tertentu

·      Tidak dapat dipadukan dengan sistem jenis lain (mis. Time-Shared System)

I.       Soft Real Time

·      Menjamin proses yang paling penting selesai  dalam interval waktu yang benar dan tertentu

·      Tidak dapat dipadukan dengan sistem jenis lain (mis. Time-Shared System)

 

J.       Computer System Organization

Operasi-operasi Sistem Komputer

·      Satu atau lebih CPU, device controllers terhubung dalam jalur bus untuk mengakses shared memory

·      Concurrent execution dari CPU dan adanya  kebutuhan devices berebut mendapatkan resource

K.    Siklus Instruksi

·      Instruction fetch, dari main memory

·      Instruction Execution

·      fetch:diambil dari memory

 

L.     Pengoperasian Sistem Komputer

·      Perangkat I/O dan CPU dapat berjalan secara secara konkuren.

·      Setiap device controller bertanggung jawab atas device tertentu.

·      Setiap device controller(driver)memiliki buffer.

·      CPU memindahkan data dari/ke memori utama ke/dari buffer controller.

·      Operasi I/O adalah pemindahan data dari device ke buffer controller.

·      Device controller memberitahu CPU bahwa operasi I/O selesai melalui interrupt.

M.   Interrupt

·      Berfungsi memindahkan kontrol ke interrupt service routine, melalui interrupt vector yang mengandung seluruh alamat service routine.

·      Interrupt harus mencatat alamat dari instruksi yang di-interrupt.

·      Interrupt akan diabaikan jika ada interrupt lain yang sedang diproses.

·      Trap adalah interrupt yang disebabkan oleh software, baik yang disebabkan karena error atau permintaan user(interrupt berbahaya)

·      Sistem operasi bekerja berdasarkan model interrupt driven.

 

N.    Penanganan interrupt

·      Sistem operasi menjaga keadaan CPU dengan menyimpan isi register & program counter.

·      Sistem operasi menentukan jenis interrupt yang terjadi(tipe Interrupt):

Polling (Programmable I/O – PIO). Software: system call

Vectored interrupt system (Interrupt Driven). Hardware: oleh hardware seperti penekanan keyboard

 

O.    Operasi IO

•    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).

•    Instruksi wait menyebabkan CPU idle sampai interrupt berikutnya.

–   Wait loop - untuk menunggu akses berikutnya

•    Paling banyak satu proses I/O yang berjalan dalam satu waktu.

–   Setelah proses I/O dimulai, kendali akan kembali ke user program tanpa menunggu proses I/O selesai (Asynchronous).

•    System call – permintaan pada sistem operasi untuk mengizinkan user menunggu sampai I/O selesai

•    Device-status table mengandung data untuk tiap I/O device yang berisi tipe, alamat, dan keadaannya

 

Baca Juga: loading

P.      Direct Memory Access

•    Digunakan untuk I/O device yang dapat memindahkan data dengan kecepatan tinggi (mendekati frekuensi bus memori)

•    Device controller memindahkan data secara blok-blok dari buffer, langsung ke memory utama / sebaliknya tanpa campur tangan prosesor

–   Dulu per karakter, 2 ms per kar + 2 untuk interrupt

–   Interrupt hanya terjadi tiap blok bukan tiap word / byte

•    Seluruh proses DMA dikendalikan oleh sebuah controller bernama DMA Controller (DMAC)

•    Ada 2 DMA:

–   Third party: ada di motherboard

–   First party: dibagian logic di interface card per device

 

Q.    Sistem BUS

•    Suatu jalur transfer data yang menghubungkan setiap device pada komputer

•    Hanya 1 device yang boleh mengirimkan data,

•    Boleh > 1 device yang membaca data

•    Terdiri dari dua buah model:

–    Synchronous bus

•    Berkecepatan tinggi, hanya untuk device berkecepatan tinggi juga

–    Asynchronous bus

•    Berkecepatan rendah, dapat digunakan untuk berbagai macam device

R.     Storage

•    Prinsip : program adalah bagian dari data

•    Register

–    Tempat penyimpanan volatile yang akan diolah langsung di prosesor.

–    Berkecepatan sangat tinggi.

•    Cache Memory

–    Tempat penyimpanan sementara  yg volatile sejumlah kecil data untuk meningkatkan kecepatan pengambilan atau penyimpanan data di memori oleh prosesor.

–    Berkecepatan tinggi.

•    Random Access Memory (RAM) - Main Memory

–    Tempat penyimpanan sementara yg volatile yang  dapat diakses langsung oleh prosesor

 

 

S.      Storage (2)

•    Extension Memory

–    Tambahan memory yang digunakan untuk membantu proses-proses dalam komputer,  biasanya berupa buffer

•    Secondary Storage

–    Media penyimpanan data yang non-volatile

–    Dapat berupa Flash Drive ,Optical Disc, Magnetic Disk, Magnetic Tape

 

T.      Storage Management

•    OS menyediakan keseragaman dan logical view terhadap information storage

–    Abstracts physical properties to logical storage unit  - file

–    Each medium is controlled by device (i.e., disk drive, tape drive)

•    File-System management

–    Files usually organized into directories

–    Access control: who can access what

–    OS activities include

•    Creating and deleting files and directories

•    Primitives to manipulate files and dirs

•    Mapping files onto secondary storage

•    Backup files onto stable (non-volatile) storage media

U.    Caching

•    Menyalin informasi ke storage media yang lebih cepat; Main memory dapat dilihat sebagai cache terakhir untuk secondary storage

–    Menggunakan memory berkecepatan tinggi untuk memegang data yang diakses terakhir

–    Memperkenalkan tingkat lain di hirarki storage.

•    Cara:

–    Jika ada di cache, gunakan yang dari cache (cepat)

–    Jika tidak ada di cache, data dikopikan ke cache dan gunakan

V.    Dual Mode Operation of OS

•    Membagi sumber daya sistem yang memerlukan sistem operasi untuk menjamin bahwa program yang salah tidak menyebabkan program lain berjalan salah juga

•    User Mode – Eksekusi dikendalikan oleh user

•    Kernel Mode – Eksekusi dikendalikan oleh sistem operasi.

–    Instruksi tertentu hanya berjalan di mode ini. (Privileged Instruction)

W.   Dual mode operation of OS

•    Ditambahkan sebuah bit penanda operasi

•    Jika terjadi interrupt, make hardware  berpindah ke monitor mode.

X.    Process Management Activities

Sistem operasi akan melakukan:

•    Creating dan deleting baik user dan system processes

•    Suspending dan resuming processes

•    Menyediakan mekanisme untuk process synchronization

•    Menyediakan mekanisme untuk process communication

•    Menyediakan mekanisme pada deadlock handling

Y.    Memory Management

•    Semua instruksi dalam memory harus diatur untuk dieksekusi

•    Memory management activities

•    Mencatat semua penggunaan bagian pada memory, dipakai oleh siapa saja

•    Memutuskan mana proses dan data yang dimasukan dan dikeluarkan dari memory

•    Mengalokasikan dan mendealokasikan ruang pada memory yang dibutuhkan oleh proses

Z.     Sistem Proteksi

•    Proteksi berkenaan dengan mekanisme untuk mengontrol akses yang dilakukan oleh program, prosesor, pengguna sistem maupun pengguna sumber daya.

•    Mekanisme Proteksi harus :

•    membedakan antara penggunaan yang sah dan yang tidak sah.

–     spesifikasi kontrol untuk di terima / tidak

Semoga bermanfaat akan penjelasan rangkuman yang saya buat akan struktu sistem komputer. cocok buat kalian yang telah diberikan tugas untuk materi struktur sistem komputer domana saya memberikan rangkuman hanya point - pointnya saja.