Sebuah operating system (OS) memanfaatkan 1 atau lebih
prosesor untuk menyediakan sekumpulan service kepada user. OS juga mengolah
memory secondary dan perangkat I/O (input/output).
Sebuah komputer terdiri dari :
- Prosesor
: mengontrol operasi dari sebuah komputer dan menampilkan fungsi pemrosesan
data. Ketika hanya terdapat 1 buah prosesor, itu sering disebut dengan Central
Processing Unit (CPU).
- Main
memory : menyimpan data dan program. Memori ini biasanya bersifat volatile,
yg berarti jika komputer ini mati, isi dari memori tersebut juga akan hilang.
Main memory disebut juga real memory / primary memory.
- I/O
Modules : jalur untuk memindahkan data dari dan ke sesama komputer dalam
lingkup jaringannya.
- System
Bus : menyediakan jalur komunikasi antara prosesor, main memory, dan I/O
modules.
Sebuah program yg dieksekusi oleh sebuah
prosesor terdiri dari sekumpulan instruksi yg disimpan didalam memori. Proses
instruksi terdiri dari 2 langkah :
-
Proses prosesor membaca instruksi dari memori
(fetch)
-
Proses mengeksekusi setiap instruksinya
(execute)
Pengeksekusian program terdiri
dari proses fetch instruksi yg
diulang dan proses execute intruksi. Insctruction
cycle adalah sebuah pemrosesan yg dibutuhkan untuk single instruction. Instruction
cycle dibagi jadi 2 tipe yaitu pipelining dan superscalar. Perbedaannya dapat
dilihat di gambar bawah ini, yg (a) adalah pipelining, yg hanya mempunyai 1
fungsi fetch dan 1 fungsi decode beserta 1 fungsi execute. Sedangkan (b) adalah
superscalar, yg mengumpulkan fungsi-fungsi fetch dulu lalu didecode, semua
hasil fetch tadi disimpan didalam buffer yg sama, lalu baru diexecute satu
persatu.
Prosesor berfungsi untuk
menginterpretasikan instruksi dan menampilkan aksi yg dibutuhkan. Aksi – aksi
tersebut dibagi menjadi 4 :
- Processor-memory
: data memungkinkan untuk dikirim dari prosesor ke memori dan sebaliknya.
- Processor-I/O
: data memungkinkan untuk dikirim dari prosesor ke I/O module dan sebaliknya.
- Data
processing : sebuah prosesor mungkin menampilkan beberapa perhitungan
aritmatika dan operasi logika pada data.
- Control
: sebuah instruksi mungkin merincikan sebuah alur untuk mengubah proses
eksekusi.
Semua komputer menyediakan suatu mekanisme
dengan semua modul-modul yg terhubung (contohnya : I/O, memori) mungkin bisa
menginterupsi alur kinerja dari sebuah prosesor untuk mengeksekusi instruksi
selama proses I/O dalam proses. Program I/O terdiri dari 3 bagian :
-
Urutan instruksi, untuk menyiapkan
operasi-operasi I/O
-
Perintah-perintah I/O, untuk menjalankan
fungsi-fungsi yg diminta
-
Urutan instruksi, untuk menyelesaikan
operasi-operasi
Tipe-tipe interupsi ada 4 :
Ø
Program : arithmetic overflow, division by zero,
execute illegal instruction, dan reference outside user’s memory space.
-
Biaya
Variasi dari teknologi digunakan
untuk mengimplementasikan sistem memori dan melewati spectrum-spektrum
teknologi, masing-masing fungsinya menyebabkan :
Ø
Semakin cepat waktu akses, semakin mahal juga
biaya per bitnya
Ø
Semakin besar kapasitasnya, semakin kecil biaya
per bitnya
Ø
Semakin besar kapasitasnya, semakin lambat
kecepatan aksesnya
Untuk mengatasi masalah diatas,
dibutuhkan hierarki memori, seperti : mengurangi biaya per bitnya, meningkatkan
kapasitas, meningkatkan waktu akses, dan mengurangi frekuensi waktu untuk
mengakses memori dari prosesor.
Cache memory dimaksudkan untuk menyediakan pendekatan
waktu akses memori saat penyediaan alokasi memori dan waktu yg mendukung ukuran
memori yg besar dan juga mempunyai harga yg relative murah.
Cache, jika letaknya lebih dekat ke CPU
maka lebih cepat juga untuk memproses instruksi / data. Cache mempunyai sifat :
Ø
Tidak kelihatan di dalam operating system
Ø
Meningkatkan kecepatan membaca dalam memori