Struktur Sistem Komputer

Sistem Operasi 1 “Struktur Struktur Sistem Komputer Komputer”

•

ar ware are  – 

  Penyedia sumber daya untuk komputasi dasar •

•

er p era

  Memor CPU I O

  Software  – 

  Operating system •

 – 

  Application programs – programs  – mendefinisikan cara penggunaan sumber daya s stem an persoa an omputas yang a am pengguna •

 – 

  Mengkontrol dan mengkoordinasi penggunaan hardware antara berbagai aplikasi dan pengguna

  Word processors, compilers, web browsers, database systems, video games

  Pengguna •

  orang, mesin, dan komputer lain

‐ •

  enurut  – 

 – 

 – 

 – 

 – 

 – 

 – 

 – 

 – 

uran   omputer:

  Grid Computer/ Super Computer a n rame rame nterpr se ystem  Minicomputer

   Desktop Computer

‐‐‐‐‐‐ |‐‐‐> Personal Computer

Desknote   Laptop / Notebook   ‐‐‐‐‐‐|   Handheld Computer   Embedded System

|

•

ng e processor  – 

•

  Mu tiprocessor  – 

•

  Komputer yang memiliki lebih dari satu prosesor

  Personal Computer  – 

•

  Komputer yang hanya memiliki satu prosesor

  Komputer yang digunakan oleh hanya satu orang dalam

  Distributed System  – 

ompu ompu as yang

er a an engan e era erapa prosesor

•

  Clustered System  Gabun an dari beber bera a sistem individu an saling berbagi tempat penyimpanan data (storage SAN dan salin terhubun dalam arin an lokal

 – 

•

  Real Time System  – 

e ua s stem yang mengut mengutama ama an etepatan waktu  dalam eksekusi satu buah tugas

•

•

•

umpu an ar ev ce‐   ev ce yang er ungs sama atau bermacam‐macam yang disatukan dalam sebuah sistem yang salin berb berba a i   Mengumpulkan job Mengumpulkan  job‐ job yang mirip   Secara otomatis berpindah dari satu job satu  job ke  job yang lain

•

•

•

  Kumpulan dari banyak komputer yang dikembangkan dalam sebuah computer ‐ farm   Menggunakan banyak CPU untuk menghasilkan output maksimal   Kumpulan cluster system, bisa tidak dalam 1 lokasi

•

atc  – 

 – 

 – 

ystem

Job yang mempunyai kesamaan kebutuhan sumber daya dikumpulkan   Ketika komputer dalam keadaan siap maka CPU menjalankan masing‐masing kum ulan ulan ob tersebut seba seba ai sebuah kelompok.   Dieksekusi secara bergantian

 – 

 – 

  Tidak real‐time

:  – 

Job/process disimpan di main memory  pada waktu yang sama

 – 

 –   –   – 

•

 job/process tersebut tersebut   Dikerjakan oleh OS   Berupa background proses   Lebih cepat drpd Batch

‐

  Dibutuhkan Kemampuan OS:

 – 

  Penyediaan I/O routine   Pengaturan memory, untuk mengalokasikan memory untuk masing2 Job   Penjadwalan CPU, untuk memilih job memilih  job mana

 – 

  Pengalokasian untuk hardware lain

 –   – 

•

me‐  – 

 – 

 – 

 – 

u t tas ng ‐   nteract ve omput ng

CPU digunakan bergantian oleh job oleh  job‐ job di memori dan di disk   Waktu dibatasi •

 – 

ar ng ystem

  Response time harus < 1 detik

CPU dialokasikan hanya pada job pada  job yg ada di memory = CPU scheduling o p n a an ar an e s onsep swapp ng an v r ua memory)   Terjadi komunikasi antara user dan sistem operasi •

  Setelah sistem operasi menyelesaikan satu perintah ia menunggu perintah berikutnya dari user

•

  Sing e Process  Sistem hanya memiliki satu CPU

 – 

•

  Multi Process:  – 

memproses satu atau lebih program  – 

‐

 Sering disebut Tightly Coupling System

 – 

•

•

e a sa sana a an n omputas secara ter str us antara beberapa prosesor, tidak digunakan bersamaan. – memory / resource.  – 

•

  Komunikasi terjadi melalui bus atau jalur atau  jalur telepon / LAN

  Keunggulan:  – 

  Pembagian sumber daya

 – 

•

  Model  – 

 – 

  Client‐Server Systems   Peer‐to‐peer (P2P) System

•

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 dalam  jaringan P2P •

 – 

  Menggunakan service melalui discovery protocol

Con Conto : Napster  an Gnut Gnute e a, Torrent, JXT Torrent,  JXTA A

•

•

  stem yang mampu men menye esa esa an proses a am interval waktu tertentu. Jika tidak selesai maka .   Sering digunakan dengan device pengendali dalam  – 

  misal: eksperimen ilmiah, industri, medis

 – 

  Hard Real Time

 – 

•

  Hard Real Time  – 

• So Soft ft Rea eall Time Time

  Menjamin proses yang paling penting selesai dalam interval waktu yang

 – 

  Tidak dapat dipadukan

 – 

  Critical

– Men amin roses yang paling penting mendapat prioritas er ngg un u diselesaikan. – dengan sistem lain.

C m •

t r

t m r

niz ti n

  Operasi‐operasi Sistem Komputer  – 

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

 – 

berebut mendapatkan resource

•

  Instruction fetch, dari main memory  Sistem bisa tidak menemukan instruksi tersebut ‐> memory fault

 – 

•

• •

•

•

eran erang g a konkuren.

an

apa

er a an secara secara

device tertentu. Setia Setia devic device e cont contrroller oller memili memiliki ki 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.

•

•

•

•

•

  Berfungsi memindahkan kontrol ke interrupt service 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 pada suatu proses yg sama. rap a a a n errup yang se a an o e so ware, a yang disebabkan karena error atau permintaan user. .

•

•

  Sistem operasi menjaga ea aan CPU engan menyimpan isi register & program counter.   Tipe interrupt :  – 

Pollin

Pro rammable I O – PIO

•

  Software: system call

•

  Hardware: oleh hardware seperti penekanan keyboard

 – 

•

 – 

  Setelah proses I/O dimulai, kendali akan kembali ke user . •

  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 se esa (Asynchronous ).

•

•

guna guna an un u ev ce yang apa mem n a an a a 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 er karakter 2 ms er kar + 2 untuk inte interr rru u t   Interrupt hanya terjadi tiap blok bukan tiap word / byte

  Seluruh proses DMA dikendalikan oleh sebuah controller Ada 2 DMA:  –   – 

  Third party: ada di motherboard   First party: di bagian logic di interface card per device

•

•

ua u a ur rans er a a yang meng u ung an setiap device pada komputer ,   Boleh > 1 device yang membaca data  – 

  Synchronous bus •

 – 

  Berkecepatan tinggi, hanya untuk device berkecepatan tinggi juga tinggi  juga

  Asynchronous bus •

  Berkecepatan rendah, dapat digunakan untuk berbagai macam device

‐

•

•

r ns p : program a a a   Register

ag an ar

ata .

 – 

 – 

•

  Cache Memory  – 

 – 

•

  Berkecepatan sangat tinggi.   Tempat penyimpanan sementara yg volatile sejumlah kecil data untuk meningkatkan kecepatan pengambilan atau penyimpanan data di memori oleh rosesor.   Berkecepatan tinggi.

  Random Access Memory (RAM) ‐ Main Memory  – 

  Tempat penyimpanan sementara yg volatile yang dapat diakses langsung oleh prosesor

•

  Extension Memory  Tambahan memor an di unak unakan an untuk membantu proses‐proses dalam komputer, biasan a beru a buffer

 – 

•

  Secondary Storage  – 

e a peny mpanan ata yang non‐vo at e

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

 – 

•

menye a an an eseragaman an og ca v ew ter a ap information storage  – 

 – 

•

Abs Abstrac tracts ts h sica sicall ro erti erties es to lo ical ical stor stora a e unit 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

 – 

•

•

•

  Creating and deleting files and directories   Primitives to manipulate files and dirs   Backup files onto stable (non‐volatile) storage media

•

can be explicit or implicit

•

eny enya n n ormas e s orage me a yang e cepat; untuk secondary storage  – 

•

Men unakan memor berkece berkece at atan an tin menyimpan data yang diakses terakhir

i untuk

  Cara:  –   – 

a a a cac e, guna an yang ar cac e cepat   Jika tidak ada di cache, data dikopikan ke cache dan unakan

•

em ag sum er aya aya s stem yang memer u an sistem operasi untuk menjamin bahwa program yang  juga

•

 –   Kernel Mode – Eksekusi dikendalikan oleh sistem .  – 

  Instruksi tertentu hanya berjalan di mode ini. (Privileged Instruction

•

•

  Ditambahkan sebuah bit penanda operasi , berpindah ke kernel mode.

•

 – terhadap resources yang didefinisikan oleh OS   Security  – penjagaan sistem dari ancaman internal dan eksternal ‐ ‐ , , , ,   Pengaturan user: who can do what  – 

•

 – 

 – 

 – 

 – 

  User identities (user IDs, security IDs) include name and associated number,   User ID then associated with all files, processes of that of  that user to determine access control   Group identifier (group ID) allows set of users of  users to be defined and controls managed, then also associated with each process, file   Privilege escalation allows user to change to effective ID with more rights