20230803138 Riyanti Flora Manurung Tugas 2 Sistem Operasi

Nama : Riyanti Flora Manurung NIM : 20230803138

Tugas 2 Sistem Operasi

Rangkuman Management Proses.

A. Struktur Sistem Mikroprosesor

Komponen utama sebuah sistem Mikroprosesor tersusun dari lima unit pokok:

unit mikroprosesor atau Microprocessor Unit ( MPU) atau CPU, unit memori baca atau Read Only Memory (ROM), unit memori baca tulis atau Read Write Memory (RWM), unit masukan keluaran terprogram atau Programmable Input Output(PIO) dan unit detak/Clock.

Ada tiga jenis arsitektur Mikroprosesor:

a) Arsitektur I/O Terisolasi

Mikroprosesor dengan arsitektur I/O Terisolasi menggunakan disain pengalamatan atau pemetaan I/O terpisah atau terisolasi dengan pengalamatan atau pemetaan memori. Pengalamatan I/O menggunakan sebagian dari jumlah saluran alamat (Address Buss) sedangkan pengalamatan memori menggunakan semua saluran alamat (Address Buss).

Metode I/O terisolasi menggunakan akumulator pada CPU untuk menerima informasi dari I/O atau mengeluarkan informasi ke bus I/O selama operasi Input Output. Tidak ada Register lain selain akumulator yang terpakai untuk akses I/O. Metode I/O Terisolasi disebut juga dengan I/O akumulator. Konsep ini memiliki pengaruh penting pada program komputer yaitu:

 Instruksi yang digunakan hanya dua kode operasi yaitu IN dan OUT

 Informasi/data yang ada pada akumulator harus dialihkan pada suatu lokasi penyimpanan sementara sebelum ada operasi I/O berikutnya

 Perlu ada tambahan instruksi pada program pengalihan data/informasi pada akumulator

Keuntungan metode I/O terisolasi:

 Komputer dapat mengalihkan informasi/data ke atau dari CPU tanpa menggunakan memori. Alamat atau lokasi memori untuk rangkaian memori bukan untuk operasi I/O

 Lokasi memori tidak terkurangi oleh sel-sel I/O Instruksi I/O lebih pendek sehingga dapat dengan mudah dibedakan dari instruksi memori

 Pengalamatan I/O menjadi lebih pendek dan perangkat keras untuk pengkodean alamat lebih sederhana.

Kerugian metode I/O terisolasi:

Lebih banyak menggunakan penyemat pengendalian pada Mikroprosesornya Mikroprosesor buatan Intel dan Mikroprosesor buatan Zilog menggunakan arsitektur I/O Terisolasi.

b) Arsitektur I/O Terpetakan dalam Memori

Mikroprosesor dengan arsitektur I/O terpetakan dalam memori menyatukan sel-sel I/O dalam pengalamatan yang bersama dengan sel- sel memori. I/O yang terpetakan dalam memori menunjukkan penggunaan instruksi tipe memori untuk mengakse alat-alat I/O.

I/O yang dipetakan dalam memori memungkinkan CPU menggunakan instruksi yang sama untuk alih memori seperti yang digunakan untuk alih I/O. Sebuah pintu I/O diperlakukan seperti sebuah lokasi memori.

Keuntungan sistim ini adalah instruksi yang dipakai untuk pembacaan dan penulisan memori dapat digunakan untuk memasukkan dan mengeluarkan data pada I/O.

Kerugiannya pertama tiap satu pintu I/O mengurangi satu lokasi memori yang tersedia. Kedua alamat lokasi I/O memerlukan 16 bit saluran. Ketiga instruksi I/O yang dipetakan dalam memori lebih lama dari instruksi I/O terisolasi.

c) Arsitektur Harvard

Arsitektur Harvard menggunakan disain yang hampir sama dengan arsitektur I/O terisolasi. Perbedaannya pada arsitektur harvard antara memori program dan memori data dipisahkan atau diisolasi. Pemisahan antara memori program dan memori data menggunakan perintah akses memori yang berbeda. Harvard arsitektur ditinjau dari kemampuan jumlah memori lebih menguntungkan.

Kemasan Mikroprosesor.

Ada empat jenis bentuk kemasan Mikroprosesor:

 PDIP: Pastic Dual Inline Package

 PLCC: Plastic J-Lieded Chip Carrier

 TQFP: Plastic Gull Wing Quad Flat Package

 SOIC: Plastic Gull-wing Small Outline.

B. Struktur Penyimpanan

 Primary Storage: Media tercepat tetapi datanya tidak permanen (volatile). Memory cache dan main memory.

 Secondary Storage: Level berikutnya dalam hirarki. Data tersimpan permanen. Kecepatan akses sedang.

Disebut juga online storage

Contoh: flash memory, magnetic disk, Solid State Disk.

 Tertiary Storage: Level terendah dalam hirarki. Data tersimpan permanen. Kecepatan akses rendah.

Disebut juga offline storage

Contoh: magnetic tape, optical storage (CD, DVD, Blue ray) Akses tempat penyimpanan.

Database file dibagi-bagi menjadi beberapa unit penyimpanan dengan ukuran tetap yang disebut dengan Blocks. Block adalah unit pada alokasi tempat penyimpanan dan juga transfer data.

 DBMS berusaha meminimalkan jumlah block yang ditransfer antara disk dan memory. Kita dapat mengurangi jumlah dari disk yang diakses dengan cara menyimpan sebanyak mungkin block didalam main memory.

 Buffer: bagian dari memory utama yang tersedia untuk menyimpan copy dari disk blocks.

 Buffer manager: sebuah subsystem yang bertanggung jawab untuk mengalokasikan ruang buffer didalam memory

Bagaimana Sistem Operasi menempatkan program di memori :

 Kompilasi dan Linking menerjemahkan semua simbol data berdasarkan alamat acuan absolut

 Proses relokasi (proses mapping program lokasi memori)

 Jika program berada di memori, maka semua alamat lojik dalam program harus dikonversi ke alamat fisik. Statis: relokasi alamat dilakukan sebelum program dijalankan

 Dinamis : relokasi alamat dilakukan pada saat referensi setiap instruksi atau data

Ruang Alamat Logika dan Fisik

 Alamat Logika adalah alamat yang digenerate oleh CPU, disebut juga Alamat Virtual

 Alamat Fisik adalah alamat yang terdapat dimemori

 Perlu ada penerjemah (translasi) dari alamat logika ke alamat fisik

 MMU (Memory Management Unit) adalah perangkat keras yang memetakan Alamat logika ke alamat fisik

PENGALOKASIAN MEMORI

 Salah satu tanggung jawab Sistem Operasi adalah mengontrol akses ke sumber daya sistem. Salah satunya adalah memori

 Pengalokasian memori dibagi 2 tipe, yaitu:

o Pengalokasian berurutan (Contiguous Allocation)

o Pengalokasian tidak berurutan (Non-Contiguous Allocation)

Pada Multiprogramming memori utama harus mengalokasikan tempat untuk sistem operasi dan

beberapa user proses:

 Memori harus mengakomodasi baik OS dan proses user

 Memori dibagi menjadi 2 partisi : o Untuk OS yang resident o Untuk Proses User

 Ada 2 tipe Contiguos Allocation:

o Single Partition (Partisi Tunggal) o Multiple Partition (Partisi Banyak)

Alamat yang dibangkitkan oleh CPU disebut alamat logika (logical address) dimana alamat terlihat sebagai uni memory yang disebut alamat fisik (physical address).

Tujuan utama manajemen memori adalah konsep meletakkan ruang alamat logika ke

ruang alamat fisik. Hasil skema waktu kompilasi dan waktu pengikatan alamat pada alamat logika dan alamat memori adalah sama. Tetapi hasil skema waktu pengikatan alamat waktu eksekusi berbeda. dalam hal ini, alamat logika disebut dengan alamat maya (virtual address). Himpunan dari semua alamat logika yang dibangkitkan oleh program disebut dengan ruang alamat logika (logical address space); himpunan dari semua alamat fisik yang berhubungan dengan alamat logika disebut dengan ruang alamat fisik (physical address space). Memory Manajement Unit (MMU) adalah perangkat keras yang memetakan alamat virtual ke alamat fisik. Pada skema MMU, nilai register relokasi ditambahkan ke setiap alamat yang dibangkitkan oleh proses user pada waktu dikirim ke memori.

Fungsi manajemen memori:

Manajemen memori merupakan salah satu bagian terpenting dalam sistem operasi.

Memori perlu dikelola sebaik-baiknya agar:

a. Utilitas CPU meningkat.

b. Data dan instruksi dapat diakses dengan cepat oleh CPU.

c. Tercapai efisiensi dalam pemakaian memori yang terbatas.

d. Transfer data dari/ke memori utama ke/dari CPU dapat lebih efisien.

e. Mengelola informasi yang dipakai dan tidak dipakai.

f. Mengalokasikan memori ke proses yang memerlukan.

g. Mendealokasikan memori dari proses telah selesai.

h. Mengelola swapping atau paging antara memori utama dan disk.

Cara Kerja Mikroprosesor.

Mikroprosesor terdiri dari tiga bagian utama yaitu Register Array, ALU, dan Control Unit (Unit Pengendali). Ketiga bagian tersebut kemudian dihubungkan dengan unit INPUT yaitu keyboard dan sensor. Bukan itu saja, tapi juga terhubung dengan unit OUTPUT yaitu motor, layar monitor, dan printer. Kemudian terhubung juga dengan bagian unit memori. Saat melakukan fungsinya, begini cara kerjanya berdasarkan urutannya, yaitu:

 Fetching atau Penjemputan: mikroprosesor mengambil instruksi dan data yang diperlukan dari unit memori.

 Decoding atau Pembacaan Sandi: menerjemahkan instruksi dan data.

 Execution atau Pelaksanaan Instruksi: melaksanakan apa yang diinstruksikan hingga ada instruksi STOP. Seperti melakukan perhitungan matematika atau logika, atau juga memindahkan data. Hasil eksekusi tersebut dikirimkan dalam bentuk biner (1 dan 0) ke unit OUTPUT.

Di antara proses yang dikerjakan di atas, Register Array berfungsi sebagai tempat penyimpanan data sementara. Kemudian ALU melakukan tugasnya untuk menjalankan berbagai fungsi komputasi. Sebuah Instruksi atau perintah pada awalnya disimpan di unit Memori secara berurutan (sequential order).

Mikroprosesor menjemput atau mengambil instruksi-instruksi tersebut dari memori, kemudian menerjemahkannya dan mengeksekusi Instruksi-instruksi tersebut

hingga mendapatkan instruksi STOP atau berhenti. Hasil esksekusinya kemudian dikirimkan dalam Biner ke port OUTPUT. Di antara proses-proses ini, terdapat Register Array yang berfungsi untuk menyimpan data sementara sedangkan ALU dalam Mikroprosesor digunakan untuk melakukan fungsi-fungsi komputasi.

Keunggulan-keunggulan Mikroprosesor

Berikut dibawah ini adalah beberapa keunggulan Mikroprosesor.

 Biaya rendah (Low Cost) – Mikroprosesor tersedia dengan biaya rendah karena dikemas dalam teknologi sirkuit terintegrasi (chip IC). Dengan demikian, biaya sistem komputer akan menjadi lebih rendah dan terjangkau.

 Kecepatan tinggi – Chip mikroprosesor dapat bekerja pada kecepatan sangat tinggi karena teknologi yang terlibat di dalamnya. Mikroprosesor mampu menjalankan jutaan instruksi per detik.

 Ukuran kecil – Karena teknologi integrasi skala sangat besar dan skala ultra besar, mikroprosesor dapat dibuat dalam ukuran yang sangat kecil sehingga akan mengurangi ukuran seluruh sistem komputer.

 Serba guna (Versatile) – Mikroprosesor sangat fleksibel, chip yang sama dapat digunakan untuk sejumlah aplikasi hanya dengan mengubah program (instruksi yang disimpan dalam memori).

 Konsumsi Daya Rendah – Mikroprosesor biasanya diproduksi menggunakan teknologi semikonduktor oksida logam (metal oxide semiconductor) yaitu MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) yang bekerja dalam mode saturasi dan mode cut-off sehingga daya yang dikonsumsi menjadi sangat rendah dibandingkan dengan yang lainnya.

 Tidak Menghasilkan Panas yang berlebihan – MIkroprosesor tidak menghasilkan panas yang berlebihan apabila dibandingkan dengan perangkat tabung vakum.

 Andal (Reliable) – Mikroprosesor sangat andal, tingkat kegagalan sangat sedikit karena teknologi semikonduktor digunakan.

 Portable – Perangkat atau sistem komputer yang dibuat dengan mikroprosesor dapat dibuat portabel karena ukurannya yang kecil dan konsumsi daya yang rendah.

Reference:

Anderson, J.R. 1995. Learning and Memory ‐ An Integrated Approach. New York: John

Wiley & Sons, Inc.

“Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface” oleh David A. Patterson dan John L. Hennessy

“Microprocessor Architecture: From Simple Pipelines to Chip Multiprocessors” oleh Jean-Loup Baer

“Structured Computer Organization” oleh Andrew S. Tanenbaum dan Todd Austin