STRUKTUR STRUKTUR KOMPUTERKOMPUTER

AL-FISYARAL-FISYAR

PTIKA PTIKA

20102010

Chapter 2

ObjectObject

Komponen Utama SO KomputerKomponen Utama SO Komputer Struktur I/OStruktur I/O Struktur DMAStruktur DMA Struktur PenyimpananStruktur Penyimpanan InterupsiInterupsi Proteksi Perangkat Keras Proteksi Perangkat Keras Proteksi I/O Proteksi I/O Proteksi Proteksi MemoriMemori

3 Komponen Penting yang biasanya 3 Komponen Penting yang biasanya terdapat pada setiap Sistem Operasiterdapat pada setiap Sistem Operasi

KernelKernelFile File (Sistem Berkas dan File (Sistem Berkas dan File

System)System)Shell (User Interface)Shell (User Interface)

* Command Line Interface (Mode Teks)* Command Line Interface (Mode Teks)

* Graphical User Interface (Mode Grafis)* Graphical User Interface (Mode Grafis)

KernelKernel

kernelkernel adalah suatu adalah suatu perangkat lunak yang menjadi yang menjadi bagian utama dari sebuah bagian utama dari sebuah sistem operasi. .

Tugasnya melayani bermacam Tugasnya melayani bermacam program aplikasi untuk program aplikasi untuk mengakses perangkat keras mengakses perangkat keras komputer secara aman.komputer secara aman.http://id.wikipedia.org/wiki/Kernel_(ilmu_komputer)http://id.wikipedia.org/wiki/Kernel_(ilmu_komputer)

Tentang KernelTentang Kernel

Untuk menjalankan sebuah komputer kita Untuk menjalankan sebuah komputer kita tidak harus menggunakan kernel sistem tidak harus menggunakan kernel sistem operasi. operasi.

Pada sistem model lawas, sebuah program Pada sistem model lawas, sebuah program dapat saja langsung didapat saja langsung diloadload dan dijalankan dan dijalankan diatas mesin komputer (assembler), yaitu diatas mesin komputer (assembler), yaitu bilamana pembuat program ingin bilamana pembuat program ingin melakukan pekerjaannya tanpa bantuan melakukan pekerjaannya tanpa bantuan abstraksi perangkat keras atau bantuan abstraksi perangkat keras atau bantuan sistem operasi. sistem operasi.

Teknik ini digunakan oleh komputer Teknik ini digunakan oleh komputer generasi awal, sehingga bila kita ingin generasi awal, sehingga bila kita ingin berpindah dari satu program ke program berpindah dari satu program ke program lain, kita harus mereset dan melain, kita harus mereset dan meloadload kembali program-program tersebut.kembali program-program tersebut.

Kernel di OS WindowsKernel di OS Windows

Pada sistem operasi Windows, kernel Pada sistem operasi Windows, kernel ditangani oleh file kernel32.dll. Kernel ini ditangani oleh file kernel32.dll. Kernel ini menangani manajemen memori, operasi menangani manajemen memori, operasi masukan / keluaran dan masukan / keluaran dan interruptinterrupt. .

Ketika boot Windows, Ketika boot Windows, kernel32.dllkernel32.dll di- di-loadload ke dalam spasi ke dalam spasi protected memoryprotected memory sehingga spasi memorinya tidak digunakan sehingga spasi memorinya tidak digunakan oleh aplikasi lain. oleh aplikasi lain.

Apabila ada aplikasi yang mencoba Apabila ada aplikasi yang mencoba mengambil spasi memori mengambil spasi memori kernel32.dllkernel32.dll, , akan muncul pesan kesalahan "akan muncul pesan kesalahan "invalid invalid page faultpage fault". ".

Jenis-Jenis Desain KernelJenis-Jenis Desain Kernel

FileFile

File atau File atau berkasberkas adalah entitas dari adalah entitas dari data yang disimpan di dalam sistem data yang disimpan di dalam sistem berkas yang dapat diakses dan diatur berkas yang dapat diakses dan diatur oleh pengguna. oleh pengguna.

Sebuah berkas memiliki nama yang Sebuah berkas memiliki nama yang unik dalam direktori di mana ia berada unik dalam direktori di mana ia berada (tidak bisa sama). (tidak bisa sama).

Alamat direktori dimana suatu berkas Alamat direktori dimana suatu berkas ditempatkan diistilahkan dengan ditempatkan diistilahkan dengan pathpath. . (C:\windows\system32)(C:\windows\system32)

File SystemFile System File System merupakan metode File System merupakan metode

penyimpanan dan pengorganisasian file penyimpanan dan pengorganisasian file atau media penyimpanan komputer dalam atau media penyimpanan komputer dalam mengatur lokasi file tersebut, ataumengatur lokasi file tersebut, atausuatu struktur yang digunakan sistem suatu struktur yang digunakan sistem operasi untuk menyimpan dan membaca operasi untuk menyimpan dan membaca data dari hard diskdata dari hard disk

Kita mengenal ada beberapa media Kita mengenal ada beberapa media penyimpan, seperti : disket, CD-ROM, hard penyimpan, seperti : disket, CD-ROM, hard disk, flash disk. disk, flash disk.

Setiap media penyimpan memiliki Setiap media penyimpan memiliki kapasitas tertentu agar dapat dibaca oleh kapasitas tertentu agar dapat dibaca oleh sistem operasi yang kita pilih. ).sistem operasi yang kita pilih. ).

File system di OS WindowsFile system di OS Windows

Tahukah Anda bahwa setiap file system di atas Tahukah Anda bahwa setiap file system di atas memiliki keunikan. Berikut ini uraian secara memiliki keunikan. Berikut ini uraian secara singkatnya:singkatnya:

FAT(File Allocation Table) atau FAT16FAT(File Allocation Table) atau FAT16 digunakan  digunakan pada MS DOS dan Win3x. hanya mampu pada MS DOS dan Win3x. hanya mampu menyimpan dan membaca file dengan kapasitas 2 menyimpan dan membaca file dengan kapasitas 2 Gigabyte(1 Gigabyte= 1024 Megabyte). Jumlah file Gigabyte(1 Gigabyte= 1024 Megabyte). Jumlah file yang mampu dibaca pada root directory: 512 file, yang mampu dibaca pada root directory: 512 file, sedangkan pada nondirektori sebesar 65.335, tidak sedangkan pada nondirektori sebesar 65.335, tidak mendukung long file names(hanya format 8.3) dan mendukung long file names(hanya format 8.3) dan file security,file security,

VFAT(Virtual File Allocation Table)VFAT(Virtual File Allocation Table) digunakan digunakan pada Win95, mampu menyimpan dan membaca file pada Win95, mampu menyimpan dan membaca file dengan kapasitas 4 gigabyte. Jumlah file yang dengan kapasitas 4 gigabyte. Jumlah file yang mampu dibaca pada root directory: 512 file, mampu dibaca pada root directory: 512 file, sedangkan pada nondirektori tak terbatas, sedangkan pada nondirektori tak terbatas, mendukung long file names dan belum memiliki file mendukung long file names dan belum memiliki file security, security,

File system di OS WindowsFile system di OS Windows

FAT32FAT32 digunakan pada Win98, mampu menyimpan digunakan pada Win98, mampu menyimpan dan membaca file dengan kapasitas 4 Terabyte(1 dan membaca file dengan kapasitas 4 Terabyte(1 Terabyte= 1024 Gigabyte). Jumlah file yang mampu Terabyte= 1024 Gigabyte). Jumlah file yang mampu dibaca pada root directory dan nondirektori tak dibaca pada root directory dan nondirektori tak terbatas, untuk fasilitas long file names dan files terbatas, untuk fasilitas long file names dan files security sama dengan VFAT, memiliki keunggulan security sama dengan VFAT, memiliki keunggulan perbaikan otomatis file.perbaikan otomatis file.

NTFS(New Technology File System)NTFS(New Technology File System) digunakan digunakan pada Win2000, XP, dan Vista, mampu menyimpan pada Win2000, XP, dan Vista, mampu menyimpan dan membaca file dengan kapasitas 16 Exabyte dan membaca file dengan kapasitas 16 Exabyte (1 Exabyte = 1024 Terabyte). Fasilitas jumlah file (1 Exabyte = 1024 Terabyte). Fasilitas jumlah file yang mampu dibaca pada root direktori dan yang mampu dibaca pada root direktori dan nondirektori, nondirektori, 

Long file names sama dengan FAT, memiliki Long file names sama dengan FAT, memiliki keunggulan perbaikan otomatis file, files security, keunggulan perbaikan otomatis file, files security, files level compression, serta mendukung dual file files level compression, serta mendukung dual file fork (macintosh) dan POSIX. fork (macintosh) dan POSIX.

WinFSWinFS

WinFS (singkat untuk Windows Future Storage) WinFS (singkat untuk Windows Future Storage) adalah kode nama untuk penyimpanan data dan adalah kode nama untuk penyimpanan data dan berdasarkan sistem manajemen database berdasarkan sistem manajemen database relasional, dikembangkan oleh Microsoft dan relasional, dikembangkan oleh Microsoft dan didemokan pertama kali pada tahun 2003 sebagai didemokan pertama kali pada tahun 2003 sebagai lanjutan penyimpanan subsistem untuk sistem lanjutan penyimpanan subsistem untuk sistem operasi Microsoft Windows.operasi Microsoft Windows.

Dirancang untuk kehandalan, pengelolaan Dirancang untuk kehandalan, pengelolaan terstruktur dan semi terstruktur. terstruktur dan semi terstruktur.

WinFS bukan file sistem. Ia direncanakan untuk WinFS bukan file sistem. Ia direncanakan untuk database yang beroperasi di atas NTFS. database yang beroperasi di atas NTFS.

WinFS termasuk database relasional untuk WinFS termasuk database relasional untuk menyimpan informasi, dan memungkinkan semua menyimpan informasi, dan memungkinkan semua jenis informasi akan disimpan di dalamnya.jenis informasi akan disimpan di dalamnya.

User Interface (Shell)User Interface (Shell)

User interface merupakan User interface merupakan tampilan antar muka yang tampilan antar muka yang menjadi ciri sistem operasi menjadi ciri sistem operasi untuk interaksi antara user untuk interaksi antara user dengan komputerdengan komputer

GUI vs. Command Line InterfaceGUI vs. Command Line Interface

Windows: Graphical User Interface:Point & ClickDrag & Drop

DOS: Command Line User Interface:Type & Hit Enter Key

Exact Syntax

Struktur I/OStruktur I/OAda dua macam tindakan jika ada operasi Ada dua macam tindakan jika ada operasi I/OI/O . Kedua macam tindakan itu adalah: . Kedua macam tindakan itu adalah:

Setelah proses I/O dimulai, kendali akan Setelah proses I/O dimulai, kendali akan kembali ke user program kembali ke user program saat prosessaat proses I/O I/O selesai (selesai (Synchronous).Synchronous).

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

Sistem operasi memeriksa I/O device untuk Sistem operasi memeriksa I/O device untuk mengetahui keadaan device dan mengubah mengetahui keadaan device dan mengubah tabel untuk memasukkan tabel untuk memasukkan interrupt.interrupt.

Jika I/O device mengirim/mengambil data Jika I/O device mengirim/mengambil data ke/dari memory hal ini dikenal dengan nama ke/dari memory hal ini dikenal dengan nama (Direct Memory Access) DMA.(Direct Memory Access) DMA.

Struktur DMAStruktur DMA

Direct Memory Access (DMA) adalah Direct Memory Access (DMA) adalah suatu metoda penanganan I/O suatu metoda penanganan I/O dimana device controller langsung dimana device controller langsung berhubungan dengan memori tanpa berhubungan dengan memori tanpa campur tangan CPU. campur tangan CPU.

DMA digunakan untuk perangkat I/O DMA digunakan untuk perangkat I/O dengan kecepatan tinggi. dengan kecepatan tinggi.

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

Struktur PenyimpananStruktur Penyimpanan

RegisterRegister Register terdapat dalam procesor. Setiap register hanya dapat menyimpan

satu kata. Lebar kata adalah sama dengan banyaknya bit pada procesor itu (misalnya, procesor 8-bit memiliki register yang dapat menampung kata selebar 8-bit)

Register dapat dicapai dengan menyebut nama register tersebut.

Beberapa register yang kita kenal, antara lain: Register yang terlihat pemakai, Register untuk Kendali dan Status, Register untuk alamat dan buffer, Register untuk Eksekusi Instruksi, Register untuk informasi Status, dll.

Memory RegisterMemory Register

Cache MemoryCache Memory

Tempat penyimpanan sementara (Tempat penyimpanan sementara (volatilevolatile) ) sejumlah kecil data untuk meningkatkan sejumlah kecil data untuk meningkatkan kecepatan pengambilan data atau kecepatan pengambilan data atau penyimpanan data di memori oleh prosesor penyimpanan data di memori oleh prosesor yang berkecepatan tinggi. yang berkecepatan tinggi.

Dahulu Dahulu cachecache disimpan di luar prosesor dan disimpan di luar prosesor dan dapat ditambahkan. Misalnya dapat ditambahkan. Misalnya pipeline burstpipeline burst cache yang biasa ada di komputer awal cache yang biasa ada di komputer awal tahun 90-an. Akan tetapi seiring menurunnya tahun 90-an. Akan tetapi seiring menurunnya biaya produksi biaya produksi diedie atau atau wafer wafer dan untuk dan untuk meningkatkan kinerja, meningkatkan kinerja, cachecache ditanamkan di ditanamkan di prosesor.prosesor.

Memori ini biasanya dibuat berdasarkan Memori ini biasanya dibuat berdasarkan desain memori statik. desain memori statik.

Cache MemoryCache Memory

Prinsif Kerja Cache MemoryPrinsif Kerja Cache Memory

Random Access MemoryRandom Access Memory

Tempat penyimpanan sementara Tempat penyimpanan sementara sejumlah data sejumlah data volatilevolatile yang dapat yang dapat diakses langsung oleh prosesor. diakses langsung oleh prosesor.

Pengertian langsung di sini berarti Pengertian langsung di sini berarti prosesor dapat mengetahui alamat prosesor dapat mengetahui alamat data yang ada di memori secara data yang ada di memori secara langsung.langsung.

RAM hanya berfungsi selama RAM hanya berfungsi selama komputer mendapat dukungan daya komputer mendapat dukungan daya listrik (hidup).listrik (hidup).

Structure CPU ComplexStructure CPU Complex

RAM History TableRAM History Table

DDR Type PC Name Motherboard FSBSingle-Channel Mode

DDR Bandwidth Dual-Channel Mode

DDR Bandwidth

DDR266 PC 2100 133MHz 2,100 MB/s 4,200 MB/s

DDR333 PC 2700 166MHz 2,700 MB/s 5,400 MB/s

DDR400 PC 3200 200MHz 3,200 MB/s 6,400 MB/s

DDR533 PC 4200 266MHz 4,200 MB/s 8,400 MB/s

DDR2-400 PC2-3200 200MHz 3,200 MB/s 6,400 MB/s

DDR2-533 PC2-4300 266MHz 4,266 MB/s 8,533 MB/s

DDR2-667 PC2-5300 333MHz 5,333 MB/s 10,666 MB/s

DDR2-800 PC2-6400 400MHz 6,400 MB/s 12,800 MB/s

Tipe RAM DDRTipe RAM DDR

Memori EkstensiMemori Ekstensi

Tambahan memori yang digunakan untuk Tambahan memori yang digunakan untuk membantu proses-proses dalam komputer, membantu proses-proses dalam komputer, atau perangkat digital lain (bisa berupa atau perangkat digital lain (bisa berupa buffer, atau memori VGA.buffer, atau memori VGA.

Peranan tambahan memori ini sering Peranan tambahan memori ini sering dilupakan akan tetapi sangat penting untuk dilupakan akan tetapi sangat penting untuk efisiensi.efisiensi.

Tambahan memori ini pada device Tambahan memori ini pada device komputer, memberi gambaran kasar komputer, memberi gambaran kasar kemampuan dari perangkat tersebut, kemampuan dari perangkat tersebut, sebagai contoh misalnya jumlah memori sebagai contoh misalnya jumlah memori VGA, buffer memory di HDD.VGA, buffer memory di HDD.

MEMORI EKSTERNAL

Magnetic DiskMagnetic Disk

Magnetic Disk berperan sebagai secondary Magnetic Disk berperan sebagai secondary storage pada sistem komputer modern. storage pada sistem komputer modern.

Magnetic Disk disusun dari piringan-piringan Magnetic Disk disusun dari piringan-piringan seperti CD. Kedua permukaan piringan seperti CD. Kedua permukaan piringan diselimuti oleh bahan-bahan magnetik. diselimuti oleh bahan-bahan magnetik. Permukaan dari piringan dibagi-bagi menjadi Permukaan dari piringan dibagi-bagi menjadi track yang memutar, yang kemudian dibagi lagi track yang memutar, yang kemudian dibagi lagi menjadi beberapa sektor.menjadi beberapa sektor.

Magnetic disk ini merupakan memori sekunder Magnetic disk ini merupakan memori sekunder yang menyimpanan data secara non-volatile yang menyimpanan data secara non-volatile (bersifat tetap/permanen) contoh: (bersifat tetap/permanen) contoh: Hard disk Hard disk DriveDrive, , Floppy Disk Drive (HDD dan FDD)Floppy Disk Drive (HDD dan FDD), , Magnetic Tape, dllMagnetic Tape, dll. .

Media ini biasanya daya tampungnya cukup Media ini biasanya daya tampungnya cukup besar dengan harga yang relatif murah. besar dengan harga yang relatif murah. PortabilityPortability-nya juga relatif lebih tinggi.-nya juga relatif lebih tinggi.

Magnetic DiskMagnetic Disk

Optical DiscOptical Disc

NameName Capacity Capacity LayersLayers SidesSides CommentsComments

DVD-5DVD-5 4.7 Gb4.7 Gb 11 11 Read from one side onlyRead from one side only

DVD-9DVD-9 8.54 Gb8.54 Gb 2 2 11 Read from one side only Read from one side only

DVD-10DVD-10 9.4 Gb9.4 Gb 11 22 Read from both sidesRead from both sides

DVD-18*DVD-18* 17.08 Gb17.08 Gb 22 22 4 layers, read from both sides 4 layers, read from both sides

DVD-RDVD-R 4.7/9.4 Gb4.7/9.4 Gb 11 1 or 2 1 or 2 Recordable DVDRecordable DVD

DVD-RAMDVD-RAM 2.6/5.2 Gb2.6/5.2 Gb 11 1 or 2 1 or 2 Rewritable DVD Rewritable DVD

DVD-RWDVD-RW 4.7 Gb4.7 Gb 11 1 or 2 1 or 2 Re-Recordable DVDRe-Recordable DVD

Format DVDFormat DVD

Blu-ray Disc & HD DVDBlu-ray Disc & HD DVD

Holographic Versatile Disc (HVD)Holographic Versatile Disc (HVD)

Struktur PenyimpananStruktur Penyimpanan

Program komputer harus berada di memori utama Program komputer harus berada di memori utama (biasanya RAM) untuk dapat dijalankan. (biasanya RAM) untuk dapat dijalankan. Memori Memori utama adalah satu-satunya tempat penyimpanan utama adalah satu-satunya tempat penyimpanan yang dapat diakses secara langsung oleh yang dapat diakses secara langsung oleh prosesor. prosesor.

Idealnya program dan data secara keseluruhan Idealnya program dan data secara keseluruhan dapat disimpan dalam memori utama secara dapat disimpan dalam memori utama secara permanen. Namun hal ini tidak mungkin dilakukan permanen. Namun hal ini tidak mungkin dilakukan karena:karena: Ukuran memori utama relatif kecil untuk dapat Ukuran memori utama relatif kecil untuk dapat

menyimpan data dan program secara menyimpan data dan program secara keseluruhan.keseluruhan.

Memori utama bersifat volatile, tidak bisa Memori utama bersifat volatile, tidak bisa menyimpan secara permanen, apabila menyimpan secara permanen, apabila komputer dimatikan maka data yang komputer dimatikan maka data yang tersimpan di memori utama akan hilang.tersimpan di memori utama akan hilang.