mengenal sistem komputer -...

Lisensi Dokumen: Copyright © 2008-2014 ilmuti.org

Seluruh dokumen di ilmuti.org dapat digunakan, dimodifikasi dan disebarkan secara bebas untuk tujuan bukan komersial

(nonprofit), dengan syarat tidak menghapus atau merubah atribut penulis dan pernyataan copyright yang disertakan dalam setiap

dokumen. Tidak diperbolehkan melakukan penulisan ulang, kecuali mendapatkan ijin terlebih dahulu dari ilmuti.org

MENGENAL SISTEM KOMPUTER

SARTIM

[email protected]

Abstrak

Sistem komputer adalah suatu jaringan elektronik yang terdiri dari perangkat lunak dan

perangkat keras yang melakukan tugas tertentu(menerima input,memproses input,

menyimpan perintah, dan menyediakan output dalam bentuk informasi).

Kata Kunci:sistem

Pendahuluan

Penulis berharap dengan artikel ini, pembaca akan lebih bertambah pengetahuan dan

wawasan tentang ilmu pengetahuan teknologi informasi.

Pembahasan

Apakah Sistem Komputer?

Sistem komputer pada tingkat hardware terdiri dari empat komponen dasar.

1. Prosesor

Berfungsi untuk mengontrol operasi –operasi komputer dan melakukan fungsi-

fungsi pemerosesan data.

2. Memori utama

Berfungsi menyimpan data dan program. Biasanya bersifat volatile dan sering

disebut dengan memori primer atau memori nyata(real memori).

3. Modul I/O

mailto:[email protected]





Berfungsi untuk memindahkandata antara komputer dan perangkat eksternal yang

dibutuhkan. Perangkat eksternal biasanya terdiri dari bermacam-macam jenis,

termasuk perangkat memori sekunder, perangkat komunikasi, maupun terminal.

4. Sistem bus

Terdiri dari beberapa struktur dan mekanisme yang berguna untuk komunikasi

antara prosesor, memori utama, dan modul I/O.

Sistem komputer dengan empat komponen dasar di atas dapat digambarkan sebagai

berikut:

Pada perkembangannya, sistem komputer modern terdiri dari CPU dan sejumlah

pengontrol perangkat(device controller) yang dihubungkan dengan sistem bus yang

menyediakan akses ke memori yang dapat dibagi-pakai(share). Setiap device controller

secara spesifik mengontrol perangkatnya (contoh: disk drive, video display, dan

perangkat audio). CPU dan device controller dapat bekerja secara bersamaan dan saling

bersaing untuk mendapatkan akses ke memori. Oleh sebab itu dibutuhkan sebuah

memori controller yang berfungsi melakukan sinkronisasi akses ke memori. Sistem

komputer modern dapat digambarkan sebagai berikut:





Interrupt

Interrupt adalah penyelaan suatu proses karena ada proses lain yang perlu dikerjakan

lebih dulu. Ketika interrupt selesai, maka proses yang di-interrupt akan dilanjutkan

kembali. Interrupt bertujuan untuk meningkatkan efesiensi pemerosesan yang berkaitan

erat dengan proses I/O. dengan intterupt, prosessor dapat digunakan untuk

mengeksekusi intruksi lain ketika suatu operasi I/O sedang dilakukan.

Dari sudut pandanga pemakai program, suatu interrupt adalah suatu penyelaan urutan

normal dari eksekusi program.

Interrupt handler adalah suatu program yang secara umum merupakan bagian dari

sistem operasi yang pada dasarnya menetukan sifat interrupt dan melakukan tindakan-

tindakan yang diperlukan, misalnya menentukan modul I/O mana yang dibangkitkan

oleh interrupt dan memanggil program yang dibutuhkan untuk memanipulasi modul I/O

tersebut.

Interrupt dan intruction cycle

Jika prosesor tidak memakai interrupt, maka prosesor hanya membutuhkan intruksi

tunggal yang disebut dengan intruction code yang hanya menggunakan dua langkah

deskripsi sederhana yang dinamakan fetch cycle dan excute cycle. Eksekusi program

hanya berhenti ketika komputer dimatikan atau menemukan beberapa error yang tidak

dapat diperbaiki.





Untuk menampung interrupt, maka interrupt cycle harus ditambahkan di intruction cycle. Di

dalam interrupt cycle, prosesor memeriksa keberadaan interrupt, yang ditandai dengan

munculnya tanda interrupt. Jika tidak ada interrupt, prosesor memproses fetch cycle dan

mengambil intruksi berikutnya dalam program tersebut. Jika ada interrupt, prosesor menunda

eksekusi program dan mengeksekusi rutin interrupt handler. Untuk lebih jelasnya, perhatikan

gambar dibawah ini:

Interrupt berganda

Interrupt dapat terjadi secara berganda, artinya ada lebih dari satu interrupt yang dibutukan

pada saat suatu program berjalan. Contohnya suatu program menerima data dari jalur





komunikasi data dan mencetak hasilny. Printer akan membangkitkan interrupt setiap

kali selesai mencetak(menyelesaikan operasi pencetakan). Controller jalur komunikasi

data akan akan membangkitkan interrupt setiap kali ada suatu unit data yang datang.

Kejadian ini menimbulkan interrupt komunikasi data muncul saat interrupt printer

sedang diproses. Ada dua cara untuk mengatasi hal tersebut:

a. Menon-aktifkan interrupt ketika suatu interrupt sedang diproses. Interrupt dinon-

aktifkan berarti bahwa prosesor akan mengabaikan permintaan interrupt baru.

Jika suatu interrupt baru muncul pada saat itu maka interrupt tersebutakan

ditunda dan akan diperiksa oleh prosesor setelah prosesor mengaktifkan kembali

interupt. Setelah rutin interrupt handler menyelesaikan pekerjaannya, maka

interrupt diaktifkan sebelum kembali ke program pemakai dan prosesor

memeriksa apakah ada tambahan interupt atau tidak. Cara ini merupakan cara

sederhana dan baik, karena Interrupt Handler dalam urutan yang benar-benar

sekuensial. Hal tersebut digambarkansebagai berikut:

b. Mendefinisikan prioritas interrupt sehingga interrupt dengan prioritas yang lebih

tinggi dapat menyebabkan interrupt handler dengan prioritas lebih rendah ter-

interrupt. Sebagai contoh, sebuah sistem dengan tiga perangkat I/O, yaitu

printer(prioritas 2), disk(prioritas 4), dan jalur komunikasi(prioritas 5).

Pada saat program pemakai dieksekusi, terjadi interrupt untuk printer.

Ketika interrupt printer masih dikerjakan dan belum selesai, terjadi

interrupt untuk jalur komunikasi.

Karena jalur komunikasi berprioritas lebih tinggi dibandingkan prioritas

printer, maka printer ter-interrupt, untuk mengerjakan interrupt jalur

komunikasi. Ketika interrupt jalur komunikasi belum selesai dikerjakan,

terjadi untuk disk.





Karena prioritas untuk disk lebih rendah dibandingkan prioritas jalur

komunikasi, maka interrupt disk ditunda dulu menunggu interrupt jalur

komunikasi selesai dikerjakan.

Setelah selesai mengerjakan interrupt jalur komunikasi, maka prosesor

akan mengerjakan interrupt printer, tetapi karena ada interrupt untuk disk

yang ditunda dan berprioritas lebih tinggi dibandingkan prioritas printer,

maka interrupt printer kembali ter-interrupt untuk mengerjakan interrupt

disk.

Setelah interrupt disk selesai dikerjakan, barulah interrupt printer

dikerjakan kembali.

Sebenarnya tidak hanya I/O saja yang membutuhkan interrupt, tetapi perangkat-

perangkat(modul-modul) yang lain juga membutuhkannya. Dibawah ini tabel

modul-modul yang membutuhkan interrupt:

1 program Dibangkitkan oleh suatu kondisi yang muncul sebagai nilai

dari pengeksekusian suatu intruksi, misalnya arithmetic

overflow, division by zero, menempatkan data diluar

jangkauan memori yang digunakan oleh pemakai, dan

mengeksekusi intruksi mesin yang salah.

2 Timer Dibangkitkan oleh timer yang ada didalam prosesor. Hal ini

mengizinkan sistem operasi untukmengerjakan fungsi-fungsi

tetap yang sudah ditentukan.

3 I/O Dibangitkan oleh controller I/O, untuk memberikan tanda

suatu pekerjaan sudah selesai secara normal atau tanda





untuk berbagai macam kondisi error.

4 Kegagalan

hardware

Dibangkitkan oleh suatu kegagalan, misalnya kegagalan

power atau memory parity error.

Teknik Komunikasi I/O

Pembahasan tentang teknik komunikasi I/O ini terdiri dari Progammed I/O, Interrupt-

Driven I/O, dan Direct Memory Acces.

Programmed I/O

Ketika prosesor mengeksekusi suatu program dan menemukan suatu intruksi yang

berhubungan dengan I/O, maka prosesor mengeksekusi intruksi tersebut dengan

memberikan perintah kepada modul I/O yang bersangkutan. Dengan Programmed I/O,

modul I/O melakukan tindakan yang diminta dan kemudian mengeset bit-bit yang

bersangkutan di dalam status register I/O. modul I/O tersebut tidak meng-interrupt

prosessor dan menjadi tanggung jawab prosesor untuk memeriksa status I/O tersebut

secara periodik sampai eksekusi selesai.

Dengan teknik ini prosesor bertanggung jawab untuk mengekstrak data dari memori

utama yang digunakan sebagai output danmenyimpan data di memori utama yang

digunakan sebagai input. Software I/O ditulis supaya prossesor dapat mengeksekusi

intruksi-intruksi secara langsung pada operasi I/O, termasuk mengenali status

perangkat(device), mengirimkan perintah menulis atau membaca, dan mentransfer data.

Oleh karena itu intruksi- intruksi I/O harus memenuhi kategori berikut:

a. Control

Digunakan untuk mengaktifkan perangkat eksternal dan memerintahkan untuk

melakukan suatu pekerjaan. Contohnya, magnetic tape dapat diinstruksikan

untuk berputar maju atau mundur satu record.

b. Status

Digunakan untuk menguji status-status kondisi yang beaneka macam yang

berhubungan dengan modul I/O dan perangkat-perangkatnya.

c. Transfer





Digunakan untuk membaca atau menulis data antara register prosesor dan

perangkat eksternal.

Gambar dibawah ini merupakan contoh penggunaan programmed I/O untuk

membaca blok data dari perangkat eksternal(misal sebuah record dari magnetic

tape) ke dalam memori. Data dibaca satu record dalam satu waktu . untuk setiap

record data yang dibaca, prosesor harus tetap dalam status checking cycle sampai

prosesor menentukan bahwa word tersedia di dalam register data modul I/O.

Interrupt-Driven I/O

Programmed I/O mempunyai masalah pada waktu tunggu prosesor yang lam pada

modul I/O untuk siap menerima atau memberikan lebih banyak data. Hal ini disebabkan

prosesor harus selalu mengulang bertanya tentang status modul I/O ketika sedang

menunggu. Oleh karena itu unjuk kerja sistem secara keseluruhan jadi mengalami

penurunan.





Sebagai alternatif penyelesaian masalah di atas, ketika prosesor memberikan perintah ke

modul I/O, maka prosesor tidak perlu menunggu tetapi tetap bekerja dengan hal lain

yang lebih berguna. Modul I/O akan meng-interrupt prosesor untuk meminta layanan

ketika modul I/O sudah siap untuk proses pertukaran data dengan prosesor. Prosesor

kemudian mengerjakan transfer data seperti biasanya dan kembali pada pemerosesan

yang baru saja ditinggal.

Cara kerja Interrupt –Driven I/O adalah sebagai berikut:

Prosesor memberikan peintah READ dan menyimpan context (misal

progremcounter dan register prosesor) dari program tersebut untuk mengerjakan

hal lain (misal prosesor bekerja pada beberapa program yang berbeda pada saat

yang sama).

Pada akhir setiap intruksi prosesor memeriksa interrupt. Ketika interrupt dari

modul I/O muncul, maka prosesor menyimpan context dari program yang

sedang di eksekusi kemudian mulai mengeksekusi program interrupt handling

yang memproses interrupt tersebut. Dalam hal ini prosesor membaca word data

dari modul I/O dan menyimpannya di memori.

Prosesor kemudian memulihkan /mengembalikan context program yang diberi

printah I/O dan kembali melakukan eksekusi.

Gambar dibawah ini menggambarkan penggunaan interrupt-driven I/O untuk membaca

blok data.





Direct Memory Acces

Interrupt-driven I/O lebih efisien dibandingkan Programmed I/O karena mengurangi

waktu tunggu yang tidak diinginkan. Tetapi interrupt-Driven I/O masih menggunakan

waktu prosesor yang besar, karena setiap word data yang mengalir dari memori ke

modul I/O atau dari modul I/O ke memori harus tetap melalui prosesor ,karena masih

membutuhkan kan campur tangan aktif dari prosesor untuk melakukan transfer data

antara memori dengan modul I/O. dapat diambil kesimpulan bahwa Programmed I/O

dan Interrupt-Driven I/O mempunyai dua kekurangan yang mengakibatkan prosesor

tidak dapat bekerja secara efisien.

a. Kecepatan transfer I/O terbatas, dibandingkan dengan kecepatan prosesor

memeriksa dan memberikan layanan perangakat(device).

b. Prosesor terikat di dalam menangani dan mengatur transfer I/O, karena

sejumlah intruksi harus dieksekusi untuk setiap proses transfer I/O.





Teknik yang lebih efisien diperlukan ketika data yang berukuran sangat besar

dipindahkan. Teknik ini sudah ada dan disebut DMA(Direct Memory Access). DMA

dapat berada di modul terpisah di bus system atau dapat tergabung ke dalam modul I/O.

cara kerja DMA adalah sebagai berikut:

Ketika prosesor akan membaca atau menulis blok data, prosesor memberikan

perintah ke modul DMA dengan mengirimkan sejumlah informasi DMA, yang

meliputi:

Apakah READ atau WRITE yang diminta

Alamat perangkat I/O yang digunakan.

Lokasi awal memori untuk membaca dari atau menulis ke.

Jumlah word yang akan dibaca atau ditulis

Prosesor kemudian melanjutkan dengan pekerjaan lain. Prosesor

mendelegasikan operasi I/O tersebut ke modul DMA dan modul DMA ini yang

akan mengerjakannya. Modul DMA melakukan transfer keseluruhan blok data,

satu word dalam satu waktu, langsung ke atau dari memori tanpa prosesor

Ketika proses transfer selesai, modul DMA mengirimtanda Interrupt ke

prosesor. Jadi prosesor hanya terlibat di awal dan di akhir proses trasfer.

Hal ini dapat digambarkan sebagai berikut:

Penutup





Demikianlah artikel sistem komputer dari saya, semoga bermanfaat bagi para pembaca

artikel ini. Lebih kurangnya penulis meminta maaf bila ada beberapa kesalahan dalam

penulisan, penulis ucapkan terima kasih

Referensi

Binanto, Iwan (2005). sistem operasi, Yogyakarta: penerbit ANDI

http://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_operasi

http://en.wikipedia.org/wiki/Interrupt

http://iqbalparabi.com/sistem-dan-arsitektur-komputer/

Biografi

Sartim

Pria kelahiran 28 Desember 1989. Masih menggeluti dunia

pemrograman dari HTML5, CSS3,JavaScript/jQuery,dan PHP. Dan

sekarang penulis sedang fokus menggeluti bidang pemograman database

Mysql secara otodidak.

Teman-teman bisa menghubungi penulis di :

Email : [email protected] atau [email protected]

Sosial Media : Facebook | Twitter

BBM : 75D70BFC

HP/WhatsApp : 089694342829

http://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_operasi

http://en.wikipedia.org/wiki/Interrupt

http://iqbalparabi.com/sistem-dan-arsitektur-komputer/

mailto:[email protected]

mengenal sistem komputer -...

Documents