Pengenalan Sistem Operasi

PENGENALAN SISTEM OPERASI

Course Objective

-          Definisi sistem operasi

-          Peran sistem operasi dalam sistem komputer

-          Tujuan sistem operasi

-          Sejarah perkembangan sistem operasi

Sistem Operasi

OS (Operating System) merupakan program yang mengatur eksekusi program dan bertindak ebagai interface antara aplikasi dan perangkat keras.

OS sebagai interface antara user dan perangkat keras menyediakan mekanisme kepada end user untuk menggunakan utilitas yang disediakan. End user tidak mau tahu akan detail proses yang meliatkan komputer hardware sehingga end user hanya berinteraksi dengan aplikasi-aplikasi yang disediakan.

Tujuan Sistem Operasi

sistem operasi

Service yang disediakan oleh OS

-          Program development.

-          Program execution.

-          Access to I/O devices.

-          Controlled access to File.

-          System Access.

-          Error Detection and Response.

-          Accounting. 

Evolusi Sistem Operasi

Perkembangan Sistem Operasi :

-          Serial Processing

-          Simple Batch System

-          Multiprogramming  Batch System

-          Time-Sharing System

Operating System History

-          Computer digital, pertama kali di desain oleh ahli matematika bernama Charles Babbage (1792 - 1871), memberikan gagasan tantang suatu mesin yang terprogram.

-          Keterbatasan teknologi masa itu, membuat mesin yang diciptakan Charles Babbage tidak dapat bekerja sesuai dengan yang diinginkan.

-           

 Operating System History 2

Mesin yang diciptakan oleh Charles, digunakan untuk melakukan perhitungan beberapa model matematis.menggunakan sistem punch card untuk memasukan nilai/ angka ang akan diguanakan dalam perhitungan.

Operating System History 3

Serial Processing
pada generasi ini, programmer langsung dengan perangkat keras tidak terdapat sistem operasi. operasional mesin dengan console yang berupa dispay light, toggle switch, input devices. input device dapat berupa card reader, sedangkan ouput devices dapat berupa printer.
Kelemahan pada generasi ini adalah:
Suatu task bisa saja telah selesai sebelum menghabiskan jatah waktu yang telah ditentukan sebelumnya atau malahan waktu yang telah dialokasikan sebelumnya tidak cukup untuk menyelesaikan job, sehingga terpaksa harus berhenti.

Simple Batch System 1

Simple Batch System 2

Simple Batch System 3

Simple Batch System 4

Simple Batch System 5

Simple Batch System 6

Simple Batch System 7

Sistem operasi Batch sederhana menghasilkan mekanisme pengurutan dan pengelompokan instruksi secara otomatis. masalahnya I/O relatif lambat jika dibandingkan dengan processor, sehingga terdapat banyak sekali kondisi idle.

Multiprogamming 1

Kelemahan sistem Batch sederhana yaitu penggunaan utilitas processor  yang sering kali dalam keadaan idle, pada saat menunggu mekanisme dari I/O.

Time-Sharing OS 1

Time-Sharing OS 2

Time-Sharing OS 3

Time-Sharing OS 4

BUS-BUS SISTEM

BUS-BUS SISTEM

Komponen-Komponen Komputer

Central Processing Unit (CPU)

-          CPU umumnya berada dalam control

-          CPU bertukar kata dengan memori

-          CPU memanfaatkan register-register internal CPU

Seperti :

-          MAR

-          MBR

-          I/O Buffer Register

-          I/O Addres Register

Memory

Terdiri dari sekumpulan lokasi yang definisikan dengan alamat-alamat yang mempunyai nomor-nomor berurutan, setiap lokasi memiliki bilangan biner sebagai intruksi maupun data.

Modul I/O

Memindahkan data dari perangkat eksternal ke CPU dan sebaliknya. Dalam modul ini berisi buffer internal untuk menampung data sampai data terkirimkan.

Fungsi Komputer

Fungsi dasar komputer adalah eksekusi program. Programyang akan dieksekusi  oleh CPU ada didalam memori.

Langkah-Langkah pengambilan intruksi yaitu:

Intruksi baca (fetch) CPU dari memori pada suatu saat daan CPU mengeksekusi setiap intruksi.

Siklus  Fetch

Pada CPU yang umum, suatu register program Counter (PC) di pakai untuk mengawasi intruksi selanjutnya. intruksi yang dibaca akan dimuat ke dalam sebuah Intructions Register (IR).

Secara umum aksi-aksi ini dibagi enjaddi 4 anggota yaitu :

-          CPU – Memori : Data di pindahkan dari CPU ke memori atau sebaliknya

-          CPU - I/O : Data dapat di pindahkan ke atau dari dunia luar dengan pemindahan antara CPU dan modul I/O

-          Pengolahaan Data : CPU dapat membentuk  sejumlah operasi   aritmatik/logik.

-          Control : Sebuah instruksi yang dapat mengubah urutan eksekusi

Siklus Eksekusi

-          PC berisi alamat intruksi pertama yang dimuatkan kedalam IR.

-          4 bit pertama dalam IR mengindikasikan bahwa AC akan dimuatkan dan 12 bit sisanya menentukan alamat.

-          PC dinaikan nilainya dan intruksi lainnya akan diambil.

-          Isi AC yang lama dan isi lokasi yang baru  ditambahkan dan hasilnya disimpan di AC

Interupts

Interupts disediakan terutama sebagai cara untuk meningkatkan efesiensi pengolahan, karena sebagian besar perangkat eksternal jauh lebih lambat di bandingkan prosessor.

Kelas-kelas interrupts :

-          Program

-          Timer

-          I/O

-          H/W

Interrupt & Siklus Instruksi

Ketika perangkat eksternal telah siap untuk dilayani, maka modul I/O untuk perangkat eksternal itu mengirimkan signal interrupt request ke prosessor. Prosessor menanggapinya dengan menahan operasi program yang sedang di lakukannya.

Multiple Interrupt

1.       Dengan tidak mengijinkan terjadinya interrupt lain pada saat suatu interrupt sedang proses berlangsung.

Keuntungannya : pendekatan tersebut cukup baik dan sederhana.

Kekurangannya : pendekatan ini tidak memperhitungkan prioritas relatif atau kebtuhan waktu kritis.

Fungsi I/O

Sebuah I/O dapat bertukar data secara langsung dengan CPU dan data dengan memori.

Struktur Interkoneksi

-          Komputer terdiri dari CPU, Memori dan I/O

-          Komponen bus/ lintasan yang menghubungkan berbagai modul di sebut dengan struktur interkoneksi

Struktur interkoneksi harus mendukung jenis perpindahan berikut ini:

1.       Memori ke CPU

2.       CPU ke Memori

3.       I/O ke CPU 

4.       CPU ke I/O  

5.       I/O ke memori atau memori ke I/O

Interkoneksi Bus

Bus adalah media transmisi yang dapat di gunakan bersama. Bila dua buah perangkat melakukan transmisi dalam waktu yang bersamaan, maka signal-signalnya akan bertumpang tindih dan menjadi rusak.

Struktur Bus :

Bus-bus yang menghubungkan komponen utama sistem (CPU, Memori, I/O) disebut dengan bus sistem.

Elemen-Elemen rancangan bus

A.      Jenis

1.       Dedicated

Keuntungan: Throughput yang tinggi, karena terjadi kemacetan yang  kecil.

Kerugian: Meningkatnya ukuran dan biaya sistem

2.       Multiplexed

Keuntungan: memerlukan saluran yang sedikit menghemat ruang dan biaya.

Kerugian : Rangkaian lebih kompleks, terjadi penurunan  kinerja,kerena event-event     tertentu yang menggunakan saluran bersama-sama.

B.      Metode Atribasi

1.       Tersentralisasi

2.       Terdistribusi

C.      Timing

1.       Synchronous

2.       Asynchronous

D.      Lebar Bus

1.       Semakin lebar bus data, semakin besar bit yang dapat di transfer pada suatu saat

2.       Semakin lebar bus alamat, samakin besar range lokasi yang dapat di referensi

Jenis-Jenis Transfer Data

      Read

       Write

       Read modify write

       Read after write

       Blok

Evolusi Komputer

EVOLUSI KOMPUTER

                Fungsi utama dari komputer digital adalah memproses data input yang akan menghasilkan keluaran yang dapat digunakan pada lingkungan aplikasi yang tertentu.

Ø  Organisasi dan Arsitektur Komputer

Perbedaan Organisasi Komputer dan Arsitektur Komputer yaitu : Organisasi Komputer berkaitan dengan unit-unit operasional dan interkoneksinya yang merealisasikan spesifikasi arsitektural. Sedangkan Arsitektur Komputer berkaitan dengan atribut-atribut sebuah sistem yang tampak bagi seorang pemogram.

Contoh-contoh atribut arsitektural :

Set instruksi, jumlah bit, mekanisme I/O dan teknik pengalamatan memori.

Contoh-contoh atribut organizational:

(H/W) seperti : signal-signal control, interface komputer dan pheriperal  dan teknologi memori yang digunakan.

Ø  Struktur dan Fungsi  Komputer

·         Struktur : Cara komponen-komponen saling terkait.

Struktur Komputer :

-          Cpu : Mengontrol operasi komputer dan membeentuk fungsi-fungsi pengolahan data.

-          Main Memori : tempat penyimpan data.

-          Input output : Memindahkan data dari komputer ke tempat yang lain seperti flashdisk dll.

-          System                 interconection : beberapa mekanisme komunikasi antara CPU, mainframe dan I/O.

Komponen-Komponen  Struktur Utama CPU:

-          Control Unit (CU)

-          ALU

-          Register

-          CPU Interconection

·         Fungsi : Operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur.

Fungsi komputer sebagai pengolah data, penyimpan data, pemindahan data dan control.

Evolusi dan Kinerja Komputer

·         Generasi Pertama :Tabung Vakum 1946

ENIAC (Electronic Numerical Integrator dan Computer) dirancang oleh John Mauchly dan John Presper Enkert  di Universitas Pennsylvania. Berat 30 Ton, Volume 15000 kaki persegi, berisi lebih dari 18000 tabung vakum, membutuhkan daya 1450 Kw, melakukan operasi penambahan 5000 operasi/detik.

Mesin Von Newman (1952)

Dirancang oleh Von Newman pada tahun 1952 (komputer IAS)

Struktur Komputer IAS :

-          Main memori

-          ALU

-          CU

-          I/O

·         Generasi Ke2 : Transistor

Keuntungan dari generasi ke 2 Transistor :

Lebih kecil, lebih murah, lebih kecil disipasi panasnya, dibuat dari silikon. dibuat  di Bell Labs pada tahun 1947 dan 1950. Speksifikasinya ALU yang kompleks,digunakan bahasa pemograman tinggi, tersedianya sistem software dengan komputer.

·         Generasi ke3 : Integrated Circuits (1958)

Keuntungan dari generasi ke3 Integrated Circuits:

Kecepetanoperassi menigkat dan komputer jadi semakin mengecil.

Generasi selanjutnya :

A.      Memori Semi Konduktor

Dibuat oleh Faichild tahun 1970. Dapat menampung 256 bilangan memori.

B.      Microprosesor

Dibuat oleh intel tahun 1971

C.      Revolusi Pentium

-          8080

-          8086

-          80286

-          80386

-          80486

-          Pentium

-          P6

-          P7