bab 2

Bab 2

Pengelolaan Prosesor 1

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

Bab 2

PENGELOLAAN PROSESOR 1

A. Alat Prosesor

1. Wujud Alat Prosesor

Central Processing Unit (CPU)

Microprocessor Unit (MPU)

• MPU adalah CPU dalam satu cip

• MPU paling banyak dipakai pada saat ini

• Ada sejumlah pembuat MPU, dan yang terkenal adalah Motorola, Intel, dan AMD

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

2. Beberapa Jenis Mikroprosesor

Motorola

Nama Tahun Kecepatan Transistor Bus

68020 1984 16 – 33 MHz 190.000 32

68030 1987 16 – 50 MHz 270.000 32

68040 1989 25 – 40 MHz 1,2 juta 32

PowerPC 1994 50 – 867 MHz sampai 64

50 juta

AMD

Nama Tahun Kecepatan Transistor

AMD-K6 1998 300 MHz 8,8 juta

AMD-K6-2 1998 366-550 MHz 9,3 juta

AMD-K6 III 1999 400-450 MHz 21,3 juta

Duron 1999 600 MHz-1,2 GHz 18 juta

Athlon 1999 500 MHz-1,2 GHz 22-37 juta

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

Intel

Nama Tahun Kecepatan Transistor Bus

80286 1982 6-12 MHz 134.000 16

80386 DX 1985 16-33 MHz 275.000 32

80486 DX 1989 25-100 MHz 1,2 juta 32

Pentium 1993 75-200 MHz 3,3 juta 64

Pentium Pro 1995 150-200 MHz 5,5 juta 64

Pentium+MMX 1997 166-233 MHz 4,5 juta 64

Pentium II 1997 234-450 MHz 7,5 juta 64

Pentium II Xeon 1998 400-450 MHz 7,5-27 juta 64

Celeron 1998 266 MHz-1,2 GHz 7,5-19 juta 64

Pentium III 1999 400 MHz-1,2 GHz 9,5-28 juta 64

Pentium III Xeon 1999 500 MHz-1 GHz 9,5-28 juta 64

Pentium 4 2000 1,4 GHz ke atas 42 juta 64

Itanium 2001 800 MHz ke atas 25,4-60 juta 64

Xeon 2001 1,4 GHz ke atas 140 juta 64

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

• Daftar lainnya

Name Date Transistors Microns Clock speed

Data width

MIPS

8080 1974 6,000 6 2 MHz 8 bits 0.64

8088 1979 29,000 3 5 MHz 16 bits 8-bit bus

0.33

80286 1982 134,000 1.5 6 MHz 16 bits 1

80386 1985 275,000 1.5 16 MHz 32 bits 5

80486 1989 1,200,000 1 25 MHz 32 bits 20

Pentium 1993 3,100,000 0.8 60 MHz 32 bits 64-bit bus

100

Pentium II 1997 7,500,000 0.35 233 MHz

32 bits 64-bit bus

~300

Pentium III 1999 9,500,000 0.25 450 MHz

32 bits 64-bit bus

~510

Pentium 4 2000 42,000,000 0.18 1.5 GHz 32 bits 64-bit bus

~1,700

Pentium 4 "Prescott"

2004 125,000,000 0.09 3.6 GHz 32 bits 64-bit bus

~7,000

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

3. Struktur Prosesor

Prosesor terdiri atas satuan kendali serta ALU dan register

ALU = Arithmetic Logic Unit

Register mencakup, di antaranya Akumulator, register serbaguna, pencacah, pengindeks, pencatat status,

ALURegister

SatuanKendali

Pewaktu(Clock)

Memori

Prosesor

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

• Salah satu bentuk mikroprosesor

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

• Mikorprpsesor Intel dan AMD

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

4. Pewaktu (Clock)

Mengatur kerja prosesor melalui tanda waktu (clock)

Setiap langkah kerja prosesor terlaksana dalam satu atau beberapa tanda waktu

Tanda waktu muncul secara berkala

Tanda waktu diperoleh dari osilator pada prosesor (misalnya dari osilator 500 MHz)

Panjang tanda waktu adalah sekian Hz yang diatur oleh register pencacah

Tanda waktu

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

Pengaturan panjang tanda waktu pada pewaktu

X dapat diatur, misalnya 128, dan pencacah mulai macacah mundur dari 128 sampai 0, menghasilkan satu tanda waktu

Mulai lagi dari 128 untuk tanda waktu kedua, dan seterusnya

register Pencacah

Osilator

Tanda waktu

X

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

Panjang Tanda Waktu

Contoh

Osilator 500 MHz berarti 500 000 000 siklus/detik

Satu siklus 1/500 000 000 detik = 2 nanodetik

Jika X = 128, maka panjang satu tanda waktu

128 x 2 nanodetik = 256 nanoketik

Dengan mengatur X, dapat diperoleh berbagai panjang tanda waktu

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

Penggunaan tanda waktu

Tanda waktu dapat digunakan untuk berbagai keperluan seperti

• Pengatur langkah kerja prosesor

• Pencatat lama proses

• Pembatas waktu penggunaan sesuatu

• Penunjuk waktu (tanggal dan jam)

Sebagai penunjuk waktu dapat digunakan dua pencacah

• Pencacah untuk detik

• Pencacah untuk menit, jam, hari, pekan, bulan, dan tahun

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

5. Kerja Prosesor

Prosesor mengerjakan instruksi yang tercatat di memori melalui dua putaran besar

• Putaran jemput

• Putara kerja

Pro-sesor

Instruksi

data

instruksi

datainstruksi

data

Jemput + kerja

Jemput + kerja

Jemput + kerja

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

Rincian Kerja

Ada 4 putaran jemput

dekode

kerja

simpan

SatuanKendali

dekode

ALU

kerja

Memori

jemputsimpan

Prosesor

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

Pipelining (mempercepat kerja instruksi)

Tanpa pipelining

Dengan pipelining (kecepatan mis 300 mips)

Jem-put

Deko-de

Ker-ja

Sim-pan

Jem-put

Deko-de

Ker-ja

Sim-pan

Instruksi 1 Instruksi 2

Instruksi 1

Instruksi 2

Instruksi 3

Instruksi 4

Jemput Dekode Kerja Simpan

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

B. Pelaksanaan Proses

1. Penggunaan Komponen Komputer

• Proses menggunakan komponen komputer (prosesor, memori, alat mk, berkas)

P = prosesor A = alat masukan-keluaran

B = berkas

• Dalam bentuk diagram

P A B P A P A B P

Prosesor

Berkas

Alat MK

Masuk Rampung

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

2. Proses Berurutan

Proses dikerjakan oleh prosesor secara berurutan

Setelah satu proses rampung, baru proses berikutnya dikerjakan oleh prosesor

Prosesor banyak istirahat sehingga dianggap tidak efisien

P1 A1 P1 A1 P1

P2 A2 P2 A2 P2

P3 P3 P3A3 A3

P3 P3 P3P2 P2 P2P1 P1 P1

Proses 1 Proses 2 Proses 3

Berurutan

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

3. Proses Serentak

Beberapa proses dikerjakan sekaligus oleh prosesor

Prosesor berpindah-pindah dari proses ke proses

Prosesor terus bekerja berpindah-pindah dari satu proses ke proses lainnya dan kembali lagi, sampai rampung

P1 A1 P1 A1 P1

P2 A2 P2 A2 P2

P3 P3 P3A3 A3

P3 P2P1 P3 P2P2 P1 P1 P3

Serentak

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

4. Pensaklaran Konteks

Perpindahan prosesor dari proses satu ke proses lainnya dikenal sebagai pensaklaran konteks

Seolah-olah ada skalar yang memindah-mindahkan prosesor dari satu proses ke proses lainnya

Dari konteks proses 1 ke konteks proses 2



Dan seterusnya sampai ada yang rampung

P1 P2 P3 P1

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

5. Blok Kendali Proses

Dikenal sebagai Process Control Block (PCB) yakni sebagian memori dengan alamat tertentu

Ketika terjadi penskalaran konteks, isi prosesor (register dan ALU) diganti dari isi proses 1 ke isi proses 2

Ketika kembali ke proses 1, isi prosesor (register dan ALU) perlu kembali ke isi proses 1 ketika proses 1 ditinggalkan oleh prosesor

Agar isi proses 1 yang ditinggalkan diketahui oleh prosesor, maka sebelum ditinggalkan, isi proses 1 itu perlu dicatat

Pencatatan isi prosesor ini dilakukan di bagian memori yang dikenal sebagai blok kendali proses

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

Setiap proses memiliki PCB sendiri. PCB dibentuk ketika proses terbentuk dan PCB dihapus ketika proses rampung

PCB bersisi catatanisi register dan ALUdan catatan lain yangdiperlukan

Proses2

Proses1

PCB 1

PCB 2

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

Ketika prosesor kembali ke proses untuk melanjutkan proses, isi PCB dimuat kembali ke prosesor

Proses1

Proses1

PCB 1

Terhenti Dilanjutkan

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

6. Antrian di depan prosesor

Jika jumlah proses yang serentak dikerjakan oleh prosesor cukup banyak maka terjadi antrian di depan prosesor

Prosesor

Alat MK

Berkas

Antrian Rampung

Antrian

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

7. Prioritas dan Penggusuran

Berdasarkan kepentingan, antrian dapat diubah sehingga terdapat prioritas

Dan dapat juga terjadi penggusuran

Prosesor

Antrian

Prioritas

Prosesor

AntrianGusur keluar

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

C. Eksepsi

1. Eksepsi Pada Prosesor

Penghentian kerja prosesor dikenal sebagai eksepsi

Eksepsi terjadi karena dua hal

• Terjadi kekeliruan atau menghidari kekeliruan pada komputer

• Terjadi penskalaran konteks

Eksepsi karena terjadi kekeliruan dikenal sebagai trap

Eksepsi karena pensaklaran konteks dilakukan melalui interupsi

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

2. Trap

(a) Trap Sistem

Untuk mencegah prosesor mengulang-ulangi beberapa bagian proses (simpal, loop) maka prosesor sengaja dihentikan secara periodik

Perlu dicegah

Prosesor

Alat MK

Berkas

Trap sistem

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

(b) Trap Prosesor

Terjadi kekeliruan pada prosesor, misalnya, karena

• Mencoba membagi dengan nol

• Mencoba instruksi yang tidak dikenal

• Stek sudah terisi penuh

(c) Trap Memori

Terjadi kekeliruan pada memori, misalnya, karena

• Mencoba alamat yang tidak ada

• Mencoba alamat yang terlarang

• Mengoperasikan data yang tidak sah

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

(d) Trap Alat Masukan-Keluaran

Terjadi kekeliruan pada alat masukan-keluaran, misalnya, karena

• Mengakses alat mk yang tidak ada

• Kemacetan pada alat mk

(e) Trap Berkas

Terjadi kekeliruan pada berkas, misalnya, karena

• Mengakses berkas yang tidak ada

• Mengakses berkas yang rusak

(f) Nonmaskable Inturrupt

Nonmaskable interrupt adalah suatu trap

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

3. Penanganan Trap

Jika terjadi trap, maka komputer akan macet, sehingga diperlukan penanganan trap

Di dalam sistem operasi terdapat modul penanganan trap

Cara penanganan

• Menanggulangi melalui koreksi

• Menanggulangi melalui pengulangan

• Menanggulangi melalui keluar dari kemacetan

Keluar dari kemacetan

• Mendeteksi jenis kekeliruan

• Menampilkan berita keliru

• Melepaskan semua komponen komputer

• Mengembalikan kendali ke sistem operasi

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

4. Interupsi

Interupsi terjadi pada saat pensaklaran konteks, dari satu proses ke proses lainnya

Ada interupsi yang telah disiapkan, misalnya, ke alat masukan-keluaran tertentu (tampilan, cetakan, dan sejenisnya)

Pada sistem operasi tertentu, interupsi demikian telah diberi nomor urut, misalnya,

• INT (nomor tertentu)

Biasanya tersedia modul penangangan interupsi di dalam sistem operasi untuk menangani interupsi

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

5. Penangan Interupsi

Di dalam sistem operasi tersedia modul untuk menangani interupsi

Langkah penanganan mencakup, misalnya,

• Instruksi yang sedang dikerjakan diteruskan sampai rampung

• Semua isi prosesor disalin ke dalam PCB

• Jenis dan sumber interupsi diidentifikasi

• Pekerjaan diteruskan ke proses yang menjadi tujuan interupsi

Apabila interupsi adalah kembali ke proses yang ditinggalkan maka

• Isi PCB disalin kembali ke prosesor sehingga pekerjaan yang terhenti dapat dilanjutkan

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

Trap dan Interupsi

Trap / interupsi

Catat ke PCB

Penyebab?

Rampung Keliru Proses Perlu MK Selesai MK

lain

Berita Mulai

Ke proses keliru

Berikut Melaku- Tanda

kan selesai

Kembali

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

D. Status Proses

1. Proses pada Prosesor

• Pada proses serentak, ada sejumlah proses mengantri di depan prosesor. Mereka memiliki status masuk dan status siap

• Ada proses yang sedang dikerjakan oleh prosesor. Mereka memiliki status kerja

• Ada proses yang mengakhiri prosesor karena akan ke alat masukan-keluaran atau berkas. Mereka memiliki status terhenti

• Ada proses yang digusur keluar dari prosesor dan mengantri untuk dilanjutkan. Mereka memiliki status tertahan

• Ada proses yang telah rampung dikerjakan di prosesor. Mereka memiliki status rampung

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

Berbagai Status Proses di Prosesor

Masuk Siap Kerja Rampung

Terhenti

Tertahan

Trap sistem

tergusurditeruskan

Ke MK

------------------------------------------------------------------------------Bab 2

------------------------------------------------------------------------------

2. Diagram Status Proses

Prosesor

Alat MK

Berkas

Tergusur (tertahan)

Trap sistem

Ke MK (terhenti)

Ke berkas(terhenti)

rampung

MasukSiap Kerja

bab 2

Documents