ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER PART 3: THE CENTRAL PROCESSING UNIT CHAPTER 8: OPERATING SYSTEM SUPPORT PRIO HANDOKO, S.KOM., M.T.I. CHAPTER 8: OPERATING SYSTEM SUPPORT Kompetensi Dasar Mahasiswa memiliki pengetahuan mengenai dukungan sistem operasi terhadap sistem komputer Agenda Operating System Overview Scheduling Memory Management 8.1 Operating System Overview Perangkat lunak yang mengengendalikan pengolahan program aplikasi Antarmuka antara pengguna dengan perangkat keras Program I/O-bound program: Transfer rate akan berada pada titik tertinggi sesuai kebutuhan CPU untuk melakukan pengolahan diantara perangkat 1 dengan lainnya. 3 4 1
8.1 Operating System Overview (2) Processor-bound program: Ketika kecepatan perform program akan terikat/mengikuti kecepatan proses CPU, ketika kecepatan CPU semakin tinggi, maka performa program juga ikut meningkat. Sasaran OS 1. Kenyamanan 2. Efisiensi 8.1 Operating System Overview (2) Fungsi OS 1. Extended Machine Menyembunyikan kompleksitas pemrograman hardware dari programmer atau user Menyajikan fasilitas yang lebih mudah untuk menggunakan hardware 2. Resource Manager Mengatur dan mengefisienkan penggunaan sumber daya komputer Masing-masing program mendapatkan waktu dan space terhadap sumber daya 5 6 8.1 Operating System Overview (3) 8.1 Operating System Overview (4) Layanan OS Pembuatan Program: Biasanya dalam bentuk utility (editor, debugger untuk membantu pemrogram) Eksekusi Program: Menaruh instruksi dan data ke main memory Akses ke perangkat I/O: Sistem operasi mengatasi masalah detail operasional perangkat I/O. Controlled access to files: Sistem multi user, o/s menyediakan mekanisme perlindungan untuk akses ke file System access: Perlindungan sumber daya dan data Error detection and response Accounting: OS mengumpulkan statistik pemakaian untuk berbagai sumber daya, yang berguna untuk peningkatan kinerja 7 8 2
8.1 Operating System Overview (5) Jenis OS Interactive: User berinteraksi secara langsung dengan komputer Batch: Program user ditampung bersamasama dengan user yang lainnya, dan kemudian disampaikan ke operator komputer. Single program (Uni-programming): Mengerjakan satu program setiap saat 8.1 Operating System Overview (6) Multi-programming (Multi-tasking): 1. Menjaga agar prosesor sibuk setiap saat, dgn mengerjakan program lebih dari satu setiap saat. 2. Beberapa program di-load ke main memory dan prosesor beralih dari satu program ke program yang lainnya. 9 10 8.1 Operating System Overview (7) 8.1 Operating System Overview (8) Mono Programming Multi Programming 11 12 3
8.1 Operating System Overview (9) Paralel Programming PART 3: THE CENTRAL PROCESSING UNIT CHAPTER 8: OPERATING SYSTEM SUPPORT 13 8.2 Scheduling 1. Jangka Pendek (short-term scheduller): menjadwalkan alokasi memori untuk job-job ready 2. Jangka Menengah (medium-term scheduller): mengendalikan transisi suspended ready job-job yang di-swapping 3. Jangka Panjang (long-term scheduller): mengelola antrian batch dan memilih batch berikutnya yang akan diproses/dieksekusi 8.2 Scheduling (2) Five-State Process Model 15 16 4
8.3 Memory Management Uniprogramming system Multiprogramming system 8.3 Memory Management (2) Swapping PROGRAM PROGRAM OS OS 17 18 8.3 Memory Management (2) 8.3 Memory Management (3) Partitioning Membagi-bagi memori menjadi beberapa bagian (partisi), baik berukuran sama ataupun berbeda ukuran, statik atau dinamik, untuk dapat memuatkan prosesproses ke dalam memori sehingga dapat digunakan dalam pengolahan CPU. Paging P1 P2 PROCESS P3 P4 RAM 19 20 5
8.3 Memory Management (3) 8.3 Memory Management (3) Paging pages RAM frames Paging P1 RAM P1 P2 P3 P4 P2 P3 P4 21 22 8.3 Memory Management (4) 8.3 Memory Management (5) Virtual Memory Logical Address Virtual Memory Sebuah teknik manajemen memori yang menyebabkan seolah-olah sistem komputer memiliki kapasitas memori yang lebih besar dari memory fisiknya. Menggunakan sebagian kecil hard disk dan akan menyalinkan datanya ke RAM jika diperlukan. Alamat data pada VM (logical address) terbagi menjadi 2 bagian: alamat page (page number) dan offset. Banyaknya bit pada pada offset menunjukkan ukuran page (page size) dan bit sisanya adalah alamat page. 23 24 6
8.3 Memory Management (6) Contoh: Diketahui sebuah sistem komputer memiliki ukuran logical address sebesar 32-bit. Jika ukuran setiap page VM yang digunakan oleh sistem tersebut adalah 4KB, maka tentukanlah banyaknya bit page number dan offset logical address yang digunakan. 8.3 Memory Management (7) Jawab: Page size VM = 4 KB, maka banyaknya bit offset = 12 bit, dan banyaknya bit page number = 20 bit. 4 KB = 4096 Byte = 2 12 25 26 8.3 Memory Management (8) 8.3 Memory Management (9) Physical Address Virtual Memory Alamat data pada memori utama (frame). Alamat data pada memori utama ditentukan oleh logical address pada virtual memory Contoh: Jika diketahui ukuran logical address adalah 16-bit dengan page size sebesar 256 Byte, maka tentukanlah alamat pemetaan page number tersebut pada memori utama jika pasangan page number dan offset adalah 3 dan 6. 27 28 7
8.3 Memory Management (10) 8.3 Memory Management (12) Jawab: Page Tabel Virtual Memory Panjang logical address = 16 bit dan page size = 256 Byte. Banyaknya bit offset adalah 8 bit dan banyaknya bit page number adalah 8 bit. Physical address-nya adalah 774 Page tabel digunakan untuk menampung informasi mengenai page yang telah/belum dipetakkan ke memori utama (RAM) Besarnya ukuran dari page table dipengaruhi oleh page size dan besarnya ruang logical address (logical address space size). 29 31 8.3 Memory Management (13) 8.3 Memory Management (14) Berikut adalah rumusan untuk menentukan ukuran page table. Page table size = logical address space size x 4B page size Contoh: Berdasarkan contoh soal sebelumnya, tentukan ukuran page table yang digunakan. Jawab: Ukuran logical address = 32 bit Logical space size = 2 32 = 4GB Page size = 4KB 32 33 8
8.3 Memory Management (15) 8.3 Memory Management (16) Latihan: Page table size = Page table size = 4GB x 4B 4KB logical address space size x 4B page size Jika diketahui ukuran logical address adalah 16-bit dengan page size sebesar 1024 Byte, maka tentukanlah: 1. banyaknya bit offset dan page number, Page table size = +/- 4 MB 2. ukuran tabel page, 3. alamat pemetaan fisik jika (page number, offset) = (227, 55) 34 35 PART 3: THE CENTRAL PROCESSING UNIT CHAPTER 8: OPERATING SYSTEM SUPPORT - THANK YOU - 9