Makalah Sistem Operasi Komputer
Monday, October 31, 2016
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar
Belakang
Komputer merupakan alat modern yang
tidak bisa dilepaskan dari kehidupan sehari-hari. Mulai dari mengerjakan
pekerjaan kantor, multimedia, bahkan hiburan. Dewasa ini perkembangan komputer
semakin berkembang dan masih akan terus berkembang tanpa batas. Kita sebagai
manusia mau tidak mau harus mengikuti perkembangan kemajuan teknologi khususnya
bidang komputerisasi agar kita tidak termakan oleh alat yang kita buat sendiri.
Atas dasar itu kami mencoba membahasnya dalam bentuk makalah dengan harapan
dapat berguna bagi orang lain khususnya bagi kami. Banyak sekali pembahasan
tentang komputer, tapi saya coba menulis makalah dengan judul Sistem Komputer
yang di jelaskan secara umum atau garis besarnya saja. Jika dibahas secara
keseluruhan itu membutuhkan waktu yang tidak sedikit dan referensi yang banyak.
B. Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk
menambah pengetahuan pembaca dalam memahami sistem komputer beserta kerjanya.
Dengan berkembangnya jaman berkembang pula kemampuan dalam mengatur sistem dari
komputer agar lebih efisien dan lebih memudahkan penguna/user.
BAB II
PEMBAHASAN
I. Sistem Komputer
a. Pengertian
Sistem Komputer
Sistem berasal dari bahasa Latin
(systēma) dan bahasa Yunani (sustēma) adalah suatu kesatuan yang terdiri
komponen atau elemen yang dihubungkan bersama untuk memudahkan aliran informasi,
materi atau energi. Istilah ini sering dipergunakan untuk menggambarkan suatu
set entitas yang berinteraksi, di mana suatu model matematika seringkali bisa
dibuat. Sistem juga merupakan kesatuan bagian-bagian yang saling berhubungan
yang berada dalam suatu wilayah serta memiliki item-item penggerak.
Komputer adalah alat yang dipakai
untuk mengolah data menurut prosedur yang telah dirumuskan. Kata komputer
semula dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan
perhitungan aritmatika, dengan atau tanpa alat bantu, tetapi arti kata ini
kemudian dipindahkan kepada mesin itu sendiri.
Sistem Komputer adalah elemen-elemen
yang terkait untuk menjalankan suatu aktifitas dengan menggunakan komputer.
Elemen dari sistem komputer terdiri dari manusianya (brainware), perangkat
lunak (software), set instruksi (instruction set), dan perangkat keras
hardware). Dengan demikian komponen tersebut merupakan elemen yang terlibat
dalam suatu sistem komputer. Tentu saja hardware tidak berarti apa-apa jika
tidak ada salah satu dari dua lainnya (software dan brainware). Contoh
sederhananya, siapa yang akan menghidupkan komputer jika tidak ada
manusia. Atau akan menjalankan perintah apa komputer tersebut jika tidak
ada softwarenya. Arsitektur Von Neumann menggambarkan komputer dengan empat
bagian utama: Unit Aritmatika dan Logis (ALU), unit kontrol, memori, dan alat
masukan dan hasil (secara kolektif dinamakan I/O). Bagian ini dihubungkan oleh
berkas kawat, “bus”.
b. Komponen Komputer
Komponen pada sistem komputer terbagi 3, yang tidak
bisa terpisahkan yaitu:
1.
Hardware
Perangkat yang dapat kita lihat dan
dapat kita sentuh secara fisik, seperti perangkat perangkat masukan, perangkat
pemroses, maupun perangkat keluaran. Peralatan ini umumnya cukup canggih. Dia
dapat bekerja berdasarkan perintah yang ada padanya, yang disebut juga dengan instruction
set tadi. Dengan adanya perintah yang dimengerti oleh mesin tersebut, maka
perintah tersebut melakukan berbagai aktifitas kepada mesin yang dimengerti
oleh mesin tersebut sehingga mesin bisa bekerja berdasarkan susunan perintah yang
didapatkan olehnya.
2. CPU
CPU (Central Processing Unit)
berperanan untuk memproses arahan, melaksanakan pengiraan dan menguruskan
laluan informasi menerusi sistem komputer. Unit atau peranti pemprosesan juga akan
berkomunikasi dengan peranti input, output dan storan bagi melaksanakan
arahan-arahan berkaitan.
Prosesor terdiri dari sejumlah
register yang merupakan memory yang berkecepatan tinggi dan berukuran kecil
daripada main memory. Fungsi register dalam processor antara lain
adalah: User visible register, yang memungkinkan programmer dapat
mengurangi penggunaan main memory dan merujuk ke register. Serta Control dan
status register, yang memungkinkan untuk mengontrol operasi prosesor serta
mengontrol operasi prosesor.
Eksekusi instruksi meliputi
langkah-langkah berikut:
- Penentuan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi.
- Pengambilan instruksi dari lokasi yang ditunjuk tersebut, kemudian meletakkannya di register instruksi (Instruction Register) yang terletak berdampingan dengan Control Unit.
- Penterjemahan (decode) instruksi untuk mengetahui operasi apa yang harus dilakukan.
- Kalkulasi alamat operand (data yang akan dilibatkan dalam operasi), kemudian ambil operand tersebut.
- Melakukan operasi tertentu terhadap operand tersebut.
- Simpan hasilnya pada satu lokasidata, register atau memori.
- Pengecekkan terhadap keberadaan intrupsi. Jika ada, maka eksekusi instruksi berikutnya ditunda dan operasi instruksi dimulai.
Interrupt merupakan sinyal yang menyebabkan processor
menghentikan suatu pekerjaan tertentu dan berpindah untuk mengerjakan pekerjaan
yang lain. Jenis-jenis interrupt antara lain: Software interrupt
merupakan interrupt yang disebabkan oleh software atau sering disebut sebagai System
Call, misalnya suatu program ini mencetak hasil ke printer. Hardware
interrupt merupakan interrupt yang disebabkan oleh hardware yang terjadi
karena ada akse dari perangkat keras, seperti penekanan tombol keyboard dan
penggerakan pointer mouse, flash disk, DVD Room.
Penyebab dari interrupt antara lain:
Program, sebagai akibat dari eksekusi instruksi, misalnya arithmatic Overvlow,
Devision by Zero. Interrupt juga bias disebabkan oleh I/O, yang mengindikasikan
bahwa proses telah selesai atau terjadi error. Ataupun kegagalan hardware, yang
disebabkan oleh kegagalan hardware seperti power failur, dll.
Multiprogramming berkaitan dengan mekanisme untuk
melayani banyak tugas yang dijalankan dalam satu processor yang sama/
menggunakan resource processor yang sama. Juga merupakan model dari Interrupt.
Pelaksanaan instruksi yang dilaksanakan meliputi beberapa process:
- Program dimuat ke dalam memory
- Program dijalankan sampai dengan program tersebut meng-akses I/O
- Eksekusi dialihkan ke perkerjaan / task yang lainya
- Langkah tersebut dilakukan secara berulang-ulang sampai semua task selesai dikerjakan
Multiprogramming diharapkan dapat meningkatkan
utilitas CPU. Term Multiprogramming berbeda dengan Multitasking /
Multiprocessing. Multiprogramming merujuk ke mekanisme interrupt
yang mengoptimalkan penggunaan CPU dengan melakukan mekanisme switch ke
pekerjaan yang lain jika program yang sedang dieksekusi sedang meng-akses I/O.
Sedangkan Multiprocessing / Multitasking merupakan kemampuan untuk
meggunakan beberapa processor untuk mengerjakan task pada machine yang sama
pada waktu yang sama.
3. Main
Memory
Register CPU berukuran kecil sehingga tidak dapat
menyimpan semua informasi, maka CPU harus dilengkapi dengan alat penyimpan berkapasitas
lebih besar yaitu memori utama. Terbagi menjadi dua yaitu:
1. Internal Storage adalah media
penyimpanan yang terdapat didalam komputer yaitu:
RAM (Random Access Memory). Untuk menyimpan program yang kita
olah untuk sementara waktu. Dapat diakses secara acak (dapat diisi/ditulis,
diambil, atau dihapus isinya). Struktur RAM terbagi menjadi empat bagian utama,
yaitu: Input Storage, digunakan untuk menampung input yang dimasukkan
melalui alat input. Program Storage, digunakan untuk menyimpan semua
instruksi-instruksi program yang akan diakses. Working Storage, digunakan
untuk menyimpan data yang akan diolah dan hasil pengolahan. Output Storge,
digunakan untuk menampung hasil akhir dari pengolahan data yang akan
ditampilkan ke alat output.
ROM (Read Only Memory). Memori yang hanya bisa dibaca dan
berguna sebagai penyedia informasi pada saat komputer pertama kali dinyalakan.
Hanya dapat dibaca, tidak bisa mengisi sesuatu ke dalam ROM, sudah diisi oleh
pabrik pembuatnya. Berupa sistem operasi yg terdiri dari program pokok, seperti
program untuk mengatur penampilan karakter di layar, pengisian tombol kunci
papan ketik untuk keperluan kontrol tertentu, dan bootstrap program.
Program bootstrap diperlukan pada saat pertama kali
sistem komputer diaktifkan (booting), yang dapat berupa cold booting atau warm
booting. Dimungkinkan untuk merubah isi ROM, dengan cara memprogram kembali,
yaitu: PROM (Programmable Read Only Memory), yg hanya dapat diprogram
satu kali. EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), dapat dihapus
dgn sinar ultraviolet, dapat diprogram kembali berulang-ulang. EEPROM
(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), dapat dihapus secara
elektronik dan dapat diprogram kembali.
2. External Storage
Perangkat keras untuk melakukan operasi penulisan,
pembacaan & penyimpanan data, di luar komponen utama, yaitu :Floppy Disk,
Hard Disk, CD Room, DVD
c. Modul I/O
Perangkat masukan dan keluaran (I/O), adalah perangkat
nyata yang dikendalikan chip controller di board sistem atau card. Controller
dihubungkan dengan pemroses dan komponen lainnya melalui bus. Controller
mempunyai register-register untuk pengendaliannya yang berisi status kendali.
Tiap controller dibuat agar dapat dialamati secara individu oleh pemroses
sehingga perangkat lunak device driver dapat menulis ke register-registernya
sehingga dapat mengendalikannya. Sistem operasi lebih berkepentingan dengan
pengendali dibanding dengan perangkat fisik mekanis.Perangkat I/O juga
memindahkan data antara komputer dan lingkungan eksternal. Lingkungan eksternal
dapat diantarmuka (interface) dengan beragam perangkat, seperti: perangkat
penyimpan sekunder, perangkat komunikasi, terminal.
Interkoneksi antar komponen adalah struktur dan mekanisme untuk
menghubungkan antar komponen dalam sistem komputer yang disebut bus. Bus
terdiri dari tiga macam, yaitu :
- Bus alamat (address bus). Berisi 16, 20, 24 jalur sinyal paralel atau lebih. CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin ditulis atau dibaca di bus ini.Jumlah lokasi memori yang dapat dialamati ditentukan jumlah jalur alamat. Jika CPU mempunyai N jalur alamat maka dapat mengalamati 2 pangkat N (2N) lokasi memori dan/atau port secara langsung.
- Bus data (data bus). Berisi 8, 16, 32 jalur sinyal paralel atau lebih. Jalur-jalur data adalah dua arah (bidirectional). CPU dapat membaca dan mengirim data dari/ke memori atau port. Banyak perangkat pada sistem yang dihubungkan ke bus data tetapi hanya satu perangkat pada satu saat yang dapat memakainya.
- Bus kendali (control bus). Berisi 4-10 jalur sinyal paralel. CPU mengirim sinyal-sinyal pada bus kendali untuk memerintahkan memori atau port.
Sinyal
bus kendali antara lain :
- Memory read, untuk memerintahkan melakukan pembacaan dari memori.
- Memory write, untuk memerintahkan melakukan penulisan ke memori.
- I/O read, untuk memerintahkan melakukan pembacaan dari port I/O.
- I/O write, untuk memerintahkan melakukan penulisan ke port I/O.
Mekanisme pembacaan, untuk membaca data suatu lokasi
memori, CPU mengirim alamat memori yang dikehendaki melalui bus alamat kemudian
mengirim sinyal memory read pada bus kendali. Sinyal tersebut memerintahkan ke
perangkat memori untuk mengeluarkan data pada lokasi tersebut ke bus data agat
dibaca CPU. Interkoneksi antar komponen ini membentuk satu sistem sendiri,
seperti ISA (Industry Standard Architecture), EISA (Extended ISA) dan PCI
(Peripheral Component Interconnect). Secara fisik interkoneksi antar komponen
berupa “perkawatan”. Interkoneksi memerlukan tata cara atau aturan komunikasi
agar tidak kacau (chaos) sehingga mencapai tujuan yang diharapkan.
Ø Software
Sistem
operasi atau operating
system ialah program dasar pada komputer yang menghubungkan pengguna dengan
hardware komputer. Perangkat lunak yang dihubungkan dengan pelaksanaan program
dan koordinasi dari aktivitas sistem komputer.
Program
aplikasi, yaitu program komputer yang siap
digunakan atau disebut juga program siap pakai. Program paket digunakan untuk
aplikasi bisnis secara umum, aplikasi khusus dibidang industri, aplikasi untuk
meningkatkan produktifitas organisasi atau perusahaan dan aplikasi untuk
produktifitas perorangan.
Language Program atau bahasa pemrograman adalah
bahasa yang digunakan oleh manusia untuk berkomunikasi dengan komputer, karena
komputer memiliki bahasa sendiri maka komputer tidak akan merespon selain
menggunakan bahasa pemrograman.
Ø Brainware
Brainware adalah orang yang mengoperasikan sebuah
komputer, karena jika tidak ada orang yang mengoperasikan maka tidak akan dapat
digunakan.
II. Operasi Sistem Komputer
Pada umumnya merupakan rangkaian
prosedur dan dokumentasi program yang berfungsi menyelesaikan masalah yang
dikehendaki. Atau data elektronik yang disimpan sedemikian rupa oleh komputer
itu sendiri, data yang disimpan ini dapat berupa program atau instruksi yang
akan dijalankan oleh perintah, maupun catatan-catatan yang diperlukan oleh komputer
untuk menjalankan perintah yang dijalankannya.
Secara umum, sistem komputer terdiri
atas CPU dan sejumlah device controller yang terhubung melalui sebuah bus yang
menyediakan akses ke memori. Umumnya, setiap device controller
bertanggung jawab atas sebuah hardware spesisfik. Setiap device dan CPU dapat
beroperasi secara konkuren untuk mendapatkan akses ke memori. Adanya beberapa
hardware ini dapat menyebabkan masalah sinkronisasi. Karena itu untuk
mencegahnya sebuah memory controller ditambahkan untuk sinkronisasi akses
memori.
Pada sistem komputer yang lebih
maju, arsitekturnya lebih kompleks. Untuk meningkatkan performa, digunakan
beberapa buah bus. Tiap bus merupakan jalur data antara beberapa device yang
berbeda. Dengan cara ini RAM, Prosesor, GPU (VGA AGP) dihubungkan oleh bus
utama berkecepatan tinggi yang lebih dikenal dengan nama FSB (Front Side Bus).
Sementara perangkat lain yang lebih lambat dihubungkan oleh bus yang
berkecepatan lebih rendah yang terhubung dengan bus lain yang lebih cepat
sampai ke bus utama. Untuk komunikasi antar bus ini digunakan sebuah bridge.
Tanggung jawab sinkronisasi bus yang secara tak langsung juga mempengaruhi
sinkronisasi memori dilakukan oleh sebuah bus controller atau dikenal sebagai
bus master. Bus master akan mengendalikan aliran data hingga pada satu waktu,
bus hanya berisi data dari satu buah device. Pada prakteknya bridge dan bus
master ini disatukan dalam sebuah chipset. Jika komputer dinyalakan, komputer
akan menjalankan bootstrap program yaitu sebuah program sederhana yang disimpan
dalam ROM yang berbentuk chip CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor.
Lalu bootsrap program ini lebih dikenal sebagai BIOS (Basic Input Output
System). Bootstrap program utama, yang biasanya terletak di Motherboard akan
memeriksa hardware-hardware utama dan melakukan inisialisasi terhadap program
dalam hardware yang dikenal dengan nama firmware. Bootstrap program utama
kemudian akan mencari dan meload kernel sistem operasi ke memori lalu dilanjutkan
dengan inisialisasi sistem operasi.Dari sini program sistem operasi akan
menunggu kejadian tertentu. Kejadian ini akan menentukan apa yang akan
dilakukan sistem operasi berikutnya (event-driven).
Kejadian ini pada komputer modern
biasanya ditandai dengan munculnya interrupt dari software atau hardware,
sehingga Sistem Operasi ini disebut Interrupt-driven. Interrupt dari hardware
biasanya dikirimkan melalui suatu signal tertentu, sedangkan software mengirim
interrupt dengan cara menjalankan system call atau juga dikenal dengan istilah monitor
call. System/Monitor call ini akan menyebabkan trap yaitu
interrupt khusus yang dihasilkan oleh software karena adanya masalah atau
permintaan terhadap layanan sistem operasi. Trap ini juga sering disebut
sebagai exception.
Setiap interrupt terjadi, sekumpulan
kode yang dikenal sebagai ISR (Interrupt Service Routine) akan menentukan
tindakan yang akan diambil. Untuk menentukan tindakan yang harus dilakukan,
dapat dilakukan dengan dua cara yaitu polling yang membuat komputer memeriksa
satu demi satu perangkat yang ada untuk menyelidiki sumber interrupt dan dengan
cara menggunakan alamat-alamat ISR yang disimpan dalam array yang dikenal
sebagai interrupt vector di mana sistem akan memeriksa Interrupt Vector
setiap kali interrupt terjadi.
Arsitektur interrupt harus mampu
untuk menyimpan alamat instruksi yang di-interrupt. Pada komputer lama, alamat
ini disimpan di tempat tertentu yang tetap, sedangkan pada komputer baru,
alamat itu disimpan di stack bersama-sama dengan informasi state saat itu.
Data pada komputer diolah dan
disimpan dalam bentuk digital atau bilangan biner. Digital hanya mengenal dua
nilai saja, yaitu 0(salah) dan 1(benar), disebut dengan istilah bit (binary
digital).
Pada saat data diproses, nilai digit
dapat diketahui oleh komputer dari tegangan listriknya. Tegangan rendah
bernilai 0 (off) sedangkan tegangan lebih tinggi bernilai 1 (on). Semakin besar
ukuran data, semakin lama juga waktu yang diperlukan untuk mengolah dan
mengirimkannya antar komputer (dalam jaringan). Agar bisa dibaca oleh manusia,
hasil terjemahan ini kemudian diterjemahkan kembali kedalam bentuk dan huruf
ataupun angka seperti asalnya, dan kemudian dikeluarkan melalui layar monitor.
Sejak pertama kali komputer
elektronik digunakan, telah beroperasi dengan menggunakan bilangan biner, yaitu
bilangan dengan basis 2 pada system bilangan. Semua kode program dan data pada
komputer disimpan serta dimanipulasi dalam format biner yang merupakan
kode-kode mesin komputer. Sehingga semua perhitungannya diolah menggunakan
aritmatik biner, yaitu bilangan yang hanya memiliki nilai dua kemungkinan yaitu
0 dan 1 dan sering disebut sebagai bit (binary digit) atau dalam arsitektur
elektronik biasa disebut sebagai digital logic.
Bilangan oktal adalah sistem bilangan
yang berbasis delapan (8) dan mempunyai delapan simbol yaitu 0, 1, 2, 3, 4, 5,
6, 7. Pada umumnya sistem bilangan ini digunakan untuk notasi pada saat bermain
musik, sehingga sering disebut oktaf.
Bilangan heksadesimal atau sering
disebut heksa saja yang berbasis 16 memiliki nilai yang disimbolkan dengan 0,
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. Adanya bilangan heksa pada operasi
komputasi dikarenakan operasi pada bilangan biner untuk data yang besar akan
menjadi susah untuk dibaca, sehingga bilangan heksadsimal biasanya sering
digunakan untuk menggambarkan memori komputer atau instruksi. Setiap digit
bilangan heksadesimal mewakili 4 bit bilangan biner (nible), dan 2 digit
bilangan heksadesimal mewakili satu byte.
BAB III
PENUTUP
A.
Kesimpulan
Sistem Komputer adalah elemen-elemen
yang terkait untuk menjalankan suatu aktifitas dengan menggunakan komputer.
Elemen dari sistem computer terdiri dari manusianya (brainware), perangkat
lunak (software), set instruksi (instruction set), dan perangkat keras (hardware).
Komponen–komponen dalam sistem komputer terbagi 3, yang tidak bias terpisahkan
yaitu hardware, software, dan brainware.
Adanya beberapa hardware ini dapat menyebabkan masalah
sinkronisasi. Karena itu dalam operasi sistem komputer untuk mencegahnya sebuah
memory controller ditambahkan untuk sinkronisasi akses memori. Untuk
meningkatkan performa, digunakan beberapa buah bus . Tiap bus merupakan jalur
data antara beberapa device yang berbeda. Jika komputer dinyalakan Bootstrap
program utama akan memeriksa hardware-hardware utama. Pada komputer modern
biasanya ditandai dengan munculnya interrupt dari software atau hardware,
sehingga Sistem Operasi ini disebut Interrupt-driven.
Demikian yang bisa saya simpulkan, semoga makalah ini
bermanfaat bagi masyarakat pada umumnya dan mahasiswa pada umumnya. Apabila
makalah ini terdapat kekurangan maupun kesalahan dalam penulisan/pembahasan
saya mengucapkan mohon maaf.
B . DAFTAR PUSTAKA