Sistem Operasi 2009 Pertemuan 1 Arsitektur Komputer (Penyegaran) H u s n i Lab. Sistem Komputer & Jaringan Teknik Informatika Univ. Trunojoyo
Ikhtisar • Elemen Utama dari Komputer – Processor – Main Memory – Input/Output – Bus
• Cara Kerja Komputer (Instruction Cycle) – Tanpa Interupsi – Hadirnya Interupsi
• Multiprogramming 2
Elemen Utama (1) • Processor (CPU) – Mengontrol operasi komputer & mengerjakan fungsi pengolahan data
• Register User Visible – Memungkinkan pemrogram assembly & mesin meminimalkan referensi memory utama dengan mengoptimalkan register – Register Data & Address (Index, Segment, Stack)
• Register Control & Status – Digunakan processor untuk mengontrol operasi, kerjasama dengan SO mengatur eksekusi program – MAR, MBR, I/OAR, I/OBR, PC, IR
3
Elemen Utama (2) • Memory Utama (Main Memory) – Menyimpan data dan program – Bersifat Volatile (Ada hanya saat sistem sedang berjalan) – Disebut juga real memory atau memory primer
4
Elemen Utama (3) • Modul I/O – Memindahkan data antara komputer dan lingkungan eksternalnya – Contoh: Perangkat memory sekunder, peralatan komunikasi dan terminal
• Bus Sistem – Komunikasi antara processor, main memory dan modul I/O 5
Elemen Utama (4)
6
Siklus Instruksi • Dua Langkah – Processor membaca (fetch, mengambil) instruksi dari memory – Processor mengeksekusi (execute) setiap instruksi
7
Aksi Saat Eksekusi • Salah satu dari 4 : – ProcessorMemory – ProcessorI/O – Pengolahan Data – Kontrol
8
Contoh Detail Eksekusi
9
Interupsi • Interrupt menginterupsi urutan normal dari pemakaian processor • Sebagian besar perangkat I/O lebih lambat daripada processor – Processor harus berhenti menunggu perangkat I/O menyelesaikan pekerjaannya
10
Kelas Interupsi
11
Aliran dari Program (1)
12
Aliran dari Program (2)
13
Aliran dari Program (3)
14
Tahapan Interupsi • Processor memeriksa (check) interupsi • Jika interupsi – Tunda (Suspend) eksekusi program – Eksekusi rutin interrupthandler
15
Transfer Kontrol via Interupsi
16
Siklus Instruksi dengan Interupsi
17
Pemrosesan Interupsi Sederhana
18
Pemrosesan Interupsi Berurut
19
Pemrosesan Interupsi Bersarang
20
Multiprogramming • Processor mempunyai satu atau lebih program untuk dieksekusi • Urutan eksekusi program tergantung pada prioritas relatifnya & apakah sedang menunggu operasi I/O • Setelah suatu interrupt handler selesai, kontrol mungkin tidak kembali ke program yang dieksekusi saat interupsi 21
Hirarki Memory • Lebih cepat waktu akses, lebih mahal per bit • Lebih besar kapasitas, makin murah per bit • Makin besar kapasitas, makin lambat kecepatan akses
22
Hirarki Memory
23
Menuruni Hirarki • • • •
Berkurangnya biaya per bit Bertambahnya kapasitas Meningkatnya waktu akses Menurunnya frekuensi akses processor ke memory tersebut
24
Memory Sekunder • Memory pelengkap (auxiliary) • External • Nonvolatile (Isi tetap ada saat listrik diputus) • Digunakan untuk menyimpan file program dan data
25
Cache Memory • Processor lebih cepat daripada akses memory • Mengeksploitasi prinsip lokalitas dengan suatu memory cepat berukuran kecil
26
Cache & Memory Utama
27
Prinsip Cache • Mengandung salinan (copy) suatu bagian memory utama • Processor pertama memeriksa cache • Jika item data yang diinginkan tidak ditemukan, blok yang relevan dari memory dibaca ke dalam cache • Karena lokalitas referensi, kemungkinan besar referensi memory berikutnya ada dalam blok tersebut 28
Struktur Cache/MainMemory
29
Programmed I/O • Modul I/O mengerjakan aksi, bukan processor • Set bit yang tepat dalam register status I/O • Tidak terjadi interupsi • Processor memeriksa status sampai operasi selesai 30
InterruptDriven I/O • Processor diinterupsi ketika modul I/O siap untuk bertukar data • Processor menyimpan konteks eksekusi program dan mulai mengeksekusi interrupthandler
31
InterruptDriven I/O • Penungguan No needless • Meminta banyak waktu processor karena setiap word dibaca dan ditulis passes through processor
32
Direct Memory Access • Mentransfer suatu blok data secara langsung ke atau dari memory • Interupsi dikirim manakala transfer selesai • Lebih efisien
33
Tugas • Kerjakan Problems 1.1, 1.2, 1.3, dan 1.4 (personal) • Buat rangkuman cara kerja suatu perangkat keras komputer (kelompok)
34
