Skema Dasar Sistem Komputer
A. Perangakat Keras
Adalah komponen fisik komputer yang terdiri darirangkaian elektronika dan peralatan mekanis lainnya. Pada abtraksi tingkat atas terdiri dari empat komponen, yaitu :
1. Pemroses (processor)
Berfungsi mengendalikan operasi komputer & melakukan fungsi pemrosesan data.
2. Memori utama
- Berfungsi menyimpan data & program
- Biasanya volatile : tidak dapat mempertahankan data & program yang disimpan bila sumber daya energi (listrik) dihentikan.
3. Perangkat masukan dan keluaran
Berfungsi memindahkan data antara komputer & lingkungan eksternal yaitu : perangkat penyimpan sekunder, perangkat komunikasi, terminal, dsb
4. Interkoneksi antarkomponen (bus)
Adalah struktur & mekanisme untuk menghubungkan pemroses, memori utama, & perangkat masukan/keluaran.
A.1 Proses
Pemroses disebut CPU, berfungsi mengendalikan operasi komputer dan melakukan pengolahan data.
Pemroses melakukan kerja dengan langkah sbb:
1. Mengambil instruksi yang dikodekan secara biner dari memori utama
2. Men-dekode instruksi menjadi proses-proses sederhana
3. Melaksanakan proses-proses tersebut
Operasi-operasi pada pemroses dikategorikan menjadi:
1. Operasi aritmetika
Penambahan, pengurangan, perkalian, pembagian dsb
2. Operasi logika
OR, AND, X-OR, inversi dsb
3. Operasi pengendalian
Operasi percabangan, lompat dsb
Pemroses terdiri dari tiga komponen, yaitu:
1. CU (Control Unit)
Berfungsi mengendalikan operasi yang dilaksanakan sistem komputer
2. ALU (Aritmetic Logic Unit)
Berfungsi melakukan operasi aritmatika dan logika
3. Register
Merupakan memori yang sangat cepat yang berfungsi sebagai tempat operan-operan dari operasi yang akan dilakukan oleh pemroses.
A.2 Register
Register atau yang disebut dengan memori adalah suatu rangkaian logika yang mampu menyimpan data dalam bentuk bilangan biner. Fungsi dar i register ini selain sebagai penyimpanan data juga untuk menghindari berkedipnya angka yang ditunjukkan oleh display (seven segment) pada saat menerima pulsa-pulsa yang diberikan oleh decoder.
Sebuah register geser dapat memindahkan bit-bit yang tersimpan ke kiri atau ke kanan. Register geser dikelompokkan sebagai urutan rangkaian logika, oleh karena itu register geser disusun dari rangkain Flip-Flop. Selain untuk pergeseran data, register geser juga dapat digunakan untuk mengubah data seri ke paralel atau dari data parallel ke seri.
Skema blok Pemroses
.png)
Register dapat dikategorikan menjadi 2 :
1. Register yg terlihat pemakai (pemrogram)
Pemrogram dapat memeriksa isi dari register-register tipe ini. Beberapa instruksi disediakan untuk mengisi (memodifikasi) register tipe ini. Terdiri dari 2 jenis :
Register Data : menyimpan suatu nilai untuk beragam keperluan
1. General purpose register
Digunakan untuk beraneka ragam keperluan pada suatu instruksi mesin yang melakukan suatu operasi terhadap data.
2. Special purpose register
Digunakan untuk menampung operasi floating point, menampung limpahan operasi penjumlahan atau perkalian.
Register Alamat : berisi alamat data di memori utama, alamat instruksi di memori utama,bagian alamat yang digunakan dalam penghitungan alamat lengkap
3. Register Indeks (index register)
Pengalamatan berindeks merupakan salah satu mode pengalamatan popular.
Pengalamatan melibatkan penambahan indeks ke nilai dasar untuk memperoleh alamat efektif
Register penunjuk segmen (segment pointer register)
Pada pengalamatan bersegmen, memori dibagi menjadi segmen-segmen. Segmen berisi satu blok memori yang panjangnya dapat bervariasi.Untuk mengacu memori bersegmen digunakan pengacuan terhadap segmen dan offset di segmen itu. Register penunjuk segmen mencatat alamat dasar (lokasi awal) dari segmen. Mode pengalamatan bersegmen sangat penting dalam manajemen memori.
Register penunjuk stack (stack pointer register)
Instruksi yang tak memerlukan alamat karena alamat operan ditunjuk register penunjuk stack. Operasi-operasi terhadap stack :
- instruksi push : menyimpan data pada stack, dengan meletakkan data di puncak stack
- instruksi pop : mengambil data dari puncak stack.
Register penanda (flag register)
Isi register merupakan hasil operasi dari pemroses. Register berisi kondisi-kondisi yang dihasilkan pemroses berkaitan dengan operasi yang baru saja dilaksanakan.
Register ini terlihat oleh pemakai tapi hanya dapat diperbaharui oleh pemroses sebagai dampak (efek) operasi yang dijalankannya.
Register untuk kendali & status
Digunakan untuk mengendalikan operasi pemroses, kebanyakan tidak terlihat oleh pemakai. Sebagian dapat diakses dengan instruksi mesin yang dieksekusi dalam mode kontrol atau kernel sistem operasi.
Register untuk alamat dan buffer, terdiri dari :
MAR (Memory Address Register)
Untuk mencatat alamat memori yang akan diakses (baik yang akan ditulisi maupun dibaca)
MBR (Memory Buffer Register)
Untuk menampung data yang akan ditulis ke memori yang alamatnya ditunjuk MAR atau untuk menampung data dari memori (yang alamatnya ditunjuk oleh MAR) yang akan dibaca.
I/O AR (I/O Address Register)
Untuk mencatat alamat port I/O yang akan diakses(baik akan ditulisi / dibaca).
I/O BR (I/O Buffer Register)
Untuk menampung data yang akan dituliskan ke port yang alamatnya ditunjuk I/O
AR atau untuk menampung data dari port (yang alamatnya ditunjuk oleh I/O AR) yang akan dibaca.
Register untuk eksekusi instruksi
PC (Program Counter) : mencatat alamat memori dimana instruksi di dalamnya akan dieksekusi
IR (Instruction Register) : menampung instruksi yang akan dilaksanakan
Register untuk informasi status
Register ini berupa satu register / kumpulan register. Kumpulan register ini disebut PSW (Program Status Word). PSW berisi kode-kode kondisi pemroses ditambah informasi-informasi status lain, yaitu :
♦ Sign
Flag ini mencatat tanda yang dihasilkan operasi yang sebelumnya dijalankan
♦ Zero
Flag ini mencatat apakah operasi sebelumnya menghasilkan nilai nol
♦ Carry
Flag ini mencatat apakah dihasilkan carry (kondisi dimana operasi penjumlahan/perkalian menghasilkan bawaan yang tidak dapat ditampung register akumulator)
♦ Equal
Flag ini mencatat apakah operasi menghasilkan kondisi sama dengan
♦ Interupt enable/disable
Flag ini mencatat apakah interrupt sedang dapat diaktifkan atau tidak
♦ Supervisor
Flag ini mencatat mode eksekusi yang dilaksanakan, yaitu mode supervisor atau bukan. Pada mode supervisor maka seluruh instruksi dapat dilaksanakan sedang untuk mode bukan mode supervisor(mode user) maka beberapa instruksi kritis tidak dapat diaktifkan.
A. Memory
- Memori berfungsi untuk menyimpan data dan program. Hirarki memori berdasarkan kecepatan akses :
- Register
- Memori case (Chace Memory)
- Memori kerja (Main Memory)
- Disk Magnetik (Magnetic Disk)
- Disk Optik (Optical Disk)
- Tape Magnetik (Magnetic Tape
Menurut urutan dari atas ke bawah dapat diukur hirarki dalam hal :
- Harga : semakin ke bawah, harga semakin murah, harga dihitung dari rasio rupiah
- per bit data disimpan
- Kapasitas : semakin ke bawah, kapasitas makin terbatas
- Kecepatan akses : semakin ke bawah, semakin lambat
- Frekuensi pengaksesan : semakin ke bawah, semakin rendah frekuensi pengaksesan
Setiap kali pemroses melakukan eksekusi, pemroses harus membaca instruksi dari memori utama. Agar eksekusi dilakukan secara cepat maka harus diusahakan instruksi tersedia di memori pada lapisan berkecepatan akses lebih tinggi. Kecepatan eksekusi ini akan meningkatkan kinerja sistem.
Konsep ini diimplementasikan antara lain berupa :
Chace memory
Merupakan memori berkapasitas terbatas, berkecepatan tinggi yang lebih mahal dibanding memori utama. Chace memory adalah di antara memori utama dan register pemroses yang berfungsi agar pemroses tidak langsung mengacu memori utama tetapi di chace memory yang kecepatan akses lebih tinggi. Metode ini akan meningkatkan kinerja sistem.
Buffering
Bagian memori utama untuk menampung data yang akan ditransfer dari / ke perangkat masukan / keluaran dan penyimpan sekunder. Buffering dapat mengurangi frekuensi pengaksesan dari/ke perangkat masukan/keluaran dan penyimpan sekunder sehingga meningkatkan kinerja sistem.
Perangakat Masukan Dan Keluaran
Macam- Macam Perangakat masukan Dan Keluaran
Perangkat masukan/keluaran terdiri dari 2 bagian :
1. Komponen mekanis : perangkat itu sendiri
2. Komponen elektronis : pengendali perangkat berupa chip controller
Pengendali perangakat (Device Adapter) terdapat dua macam alat pengendali yaitu:
Perangkat adalah perangkat nyata yang dikendalikan chip controller di board system atau card.
Controller dihubungkan dengan pemroses dan komponen-komponen lain lewat bus. Controller berbeda-beda, tapi biasanya mempunyai register-register untuk mengendalikannya.
Sruktur I/O
1. I/O interrupt yaitu I/O kecapatan rendah
2. Struktur DMA yaitu I/O kecapatan tinggi
DMA dibagi menjadi : Third Party DMA dan frist party DMA
Interkoneksi Antar Komponen
Disebut BUS dan interkoneksi ini berkaitan dengan tatacara hubungan antarkomponen-komponen sistem komputer.
Bus terdiri dari tiga macam, yaitu:
1. Bus alamat (addres bus)
Untuk memberikan alamat dari memori atau port yang hendak diakses. Bus alamat berisi 16, 20, 24 jalur sinyal paralel atau lebih.
2. Bus data (data bus)
Untuk membaca dan mengirim data dari/ke memori atau port. Bus data berisi 8,16, 32 jalur sinyal paralel atau lebih.
3. Bus kendali (control bus)
Sinyal bus kendali antara lain:
• Memory Read
• Memory Write
• I/O read
• I/O Write
Mekanisme pembacaan :
Untuk membaca data suatu alokasi memori, CPUmengirim alamat memori yang dikehendaki melalui busalamat kemudian mengirim sinyal memory read pada bus kendali. Sinyal memory read memerintahkan keperangkat memori untuk mengeluarkan data padalokasi tersebut ke bus data agar dibaca CPU.
Interkoneksi antar komponen membentuk jenis koneksitas yang populer antara lain :
ISA, EISA, MCA, VESA, PCI dan AGP.
Tingkatan Konsep Komputer
a. Tingkat Konsep Elektronika
Bentuk komputer terdiri atas sejumlah rangkaian komponen elektronika ditambah dengan komponen mekanika, magnetika dan optika.
b. Tingkat Konsep Rangkaian Saklar
Sudah dapat terlihat rangkaian elektronika yangsesungguhnya, yang membentuk banyak saklar yangtersusun secara paralel dan membentuk sekelompoksaklar. (terhubung dan terputus).
c. Tingkat Konsep Transfer Register
Berbagai kelompok sakelar di dalam computer membentuk sejumlah register (Logika, aritmatika, akumulator, indeks, adress register dll)
d. Tingkat Konsep Arsitektur
Sejumlah register tersusun dalam suatu arsitektur tertentu. Prosesor, memory dan satuan komponen lainnya terhubung melalui galur (bus) penghubung.
e. Tingkat Konsep Diagram Blok Arsitektur komputer atau sistem komputer dapat dipetak-petakan ke dalam sejumlah blok (masukan,blok satuan, prosesor pusat, memori, dll.)
Kerja komputer
Kerja komputer pada tingkat konsep, antara lain :
- Tingkat konsep diagram blok, berlangsung sebagailalu lintas informasi di dalam dan diantara blokpada sistem komputer
- Tingkat transfer register, kerja komputerberlangsung melalui pemindahan rincian informasidi antara register.
- Tingkat konsep saklar, kerja komputer berlangsungdalam bentuk terputus dan terhubungnya berbagaisaklar eletronika di dalam sistem komputer.
- Kerja komputer pada fungsi komputer, terdiri atas :kegiatan masukan, catatan, pengolahan dan keluaran
- Kerja komputer pada rekaman
- Sekelompok satuan data direkam ke dalam alatperekaman dalam bentuk berkas data.
- Tataolah direkam ke dalam alat perekam danmembentuk berkas tataolah
Eksekusi instruksi
Tahap pemrosesan instruksi :
1. Pemroses membaca instruksi dari memori (fetch)
2. Pemroses mengeksekusi instruksi (execute)
Eksekusi program berisi pengulangan fetch dan execute. Pemrosesan 1 instruksi disebut satu siklus instruksi. Siklus eksekusi instruksi :
.png)
Mode eksekusi instruksi
1. Mode pemakai (user mode)
Mode dengan kewenangan rendah, program pemakai (aplikasi) biasa dieksekusi dalam mode ini.
2. Mode sistem (system mode)
Mode dengan kewenangan tinggi. Biasanya rutin sistem atau kendali atau kernel dieksekusi dengan mode ini.
Perangkat Lunak (Software)
Merupakan komponen non fisik berupa kumpulanprogram beserta struktur datanya.Program adalah Sekumpulan instruksi yang disusun sedemikian rupa untuk dapat menyelesaikan masalah-masalah tertentu sesuai dengan kebutuhan.Siklus Instruksi, Untuk memproses instruksi dilakukan melalui 2 tahap :
- mengambil instruksi (instruction fetch)
- eksekusi instruksi (instruction execution)
- Interrupt
- Trap
.png)
Sistem Operasi
.png)
Tujuan mempelajari sistem operasi :
1. Agar dapat merancang sendiri
2. Dapat memodifikasi sistem yang telah ada sehingga sesuai dengan kebutuhan
3. Dapat memilih di antara berbagai alternatif sistem operasi
4. Memaksimalkan penggunaan sistem operasi
5. Konsep dan teknik sistem operasi dapat diterapkan pada aplikasi-aplikasi lain.
Pengertian sistem operasi secara umum :
Sistem operasi sebagai resource manager yaitu pengelola seluruh sumber daya yang terdapat pada sistem komputer dan sebagai extended machine yaitu menyediakan sekumpulan layanan ke pemakai sehingga memudahkan dan menyamankan penggunaan serta pemanfaatan sumber daya sistem komputer.
Prinsip dasar sistem operasi :
Sistem operasi merupakan program komputer yang berisi perintah-perintah (command) dan bertugas menjembatani pengertian manusia dengan komputer, sehingga komputer dapat bekerja sesuai keinginan.
Definisi sistem operasi :
1. Sistem operasi adalah software yang mengontrol hardware.
2. Program yang menjadikan hardware lebih mudah untuk digunakan
3. Kumpulan program yang mengatur kerja hardware sesuai keinginan user
4. Manager sumber daya atau pengalokasian sumber daya komputer, seperti mengatur memori, printer, dll
5. Sebagai program pengendali, yaitu program yang digunakan untuk mengontrol program yang lain
6. Sebagai kernel, yaitu program yang terus-menerus running selama computer dihidupkan
7. Sebagai guardian yang menjaga komputer dari berbagai kejahatan komputer.
.png)
Perangkat Lunak Aplikasi (PLA)
Perangkat lunak ini membantu pengelolaan sumber daya fisik dan konseptual perusahaan. PLA diperoleh dengan 2 cara yaitu:
1. Membuat sendiri (custom programming)
Sebagian perusahaan yang menggunakan komputer besar dengan dibantu staf spesialis informasi, merancang sistem berbasis komputer untuk memenuhi kebutuhan unik perusahaan. Produk mereka adalah koleksi perangkat lunak (software library) dari program pesanan (custom program).
2. Membeli jadi (preweritten package).
Beberapa program aplikasi jadi yang terdapat dipasaran dapat dikelompokkan menjadi empat kelompok::
1. Paket Aplikasi Bisnis Umum
2. Paket Aplikasi Khusus industri
3. Paket Aplikasi Peningkatan Produktivitas Organisasi
4. Paket Produktivitas Perorangan
