Makalah System Operasi " Konsep Dasar System Komputer"

MAKALAH

SYSTEM OPERASI

KONSEP DASAR SYSTEM KOMPUTER

PAMUJI

(2014220012)

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN MATEMATIKA

UNIVERSITAS DR. SOETOMO

Jl. Semmolowaru No. 84, Surabaya, Jawa Timur 60118 Telepon: (031) 5924452

2015

BAB I

PENDAHULUAN

A.    LATAR BELAKANG MASALAH

        Komputer merupakan alat modern yang tidak bisa dilepaskan dari kehidupan sehari-hari. Mulai dari mengerjakan pekerjaan kampus, sekolah, 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 di 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 dan khususnya bagi kami sendiri. Banyak sekali pembahasan tentang komputer, tapi kami coba menulis makalah dengan judul “Konsep Dasar Sistem Komputer”, yang dijelaskan secara umum dan garis besarnya saja. Makalah ini kami susun sesederhana mungkin agar para pembaca mudah mencernanya dan tidak bosan membacanya. Kami selaku penulis mohon maaf jika ada pembahasan yang kurang tepat dan menyimpang, karena kami dalam proses belajar.

B.     RUMUSAN MASALAH
1.  Apakah pengertian komputer
2.  Bagaimana Skema Dasar system komputer
3.  Apa itu Pemroses(CPU)
4.  Apa itu Input/Output
5.  Apa itu Interkoneksi antar komponen
6.  Apa itu Interrupt

C.     TUJUAN PENULISAN
1. Memahami konsep dasar sistem komputer
2. Mengetahui pengertian dari komputer
3.  Memahami cara kerja komputer
4.  Mengetahui perangkat pada komputer

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Pengertian Komputer

Komputer adalah seperangkat alat elektronik yang dihubungkan dengan listrik yang berguna untuk membantu pekerjaan manusia agar lebih mudah, cepat, dan akuat. Komputer juga sebagai alat informasi dan komunikasi yang mampu mangolah data dan kemudian menyimpannya.

B.     Skema Dasar system komputer

 

 Komponen dasar sistem komputer :

a.    Pemroses(CPU) : mempunyai fungsi untuk mengendalikan operasi komputer dan memproses data.

b.    Memori utama : fungsi utama adalah tempat menyimpan data dan program. Sifat utama dari memori utama adalah volatile (tidak dapat mempertahan data dan program bila sumber daya listrik mati).

c.    Perangkat Masukan dan keluaran(I/O) : mempunyai fungsi untuk memindahkan data antara komputer dan lingkungan eksternal

d.    Interkoneksi antar komponen : struktur dan mekanisme yang berfungsi untuk menghubungkan ketiga komponen di atas.

C.    Pemroses(CPU)

Otak sebuah komputer berada pada unit pemrosesan (Process device). Unit pemrosesan ini dinamakan CPU (Central Processing Unit ). Fungsi CPU adalah sebagai pemroses dan pengolah data yang selanjutnya dapat menghasilkan suatu informasi yang diperlukan. Pada komputer mikro unit pemrosesan ini disebut dengan micro-processor (pemroses mikro) atau processor yang berbentuk chip yang terdiri dari ribuan sampai jutaan IC. Fungsi utama dari CPU bekerja dengan aritmatika dan logika terhadap data yang terdapat dalam memori atau yang dimasukkan melalui unit masukkan seperti keyboard, scanner, atau joystick.

Komponen CPU terbagi menjadi beberapa macam, yaitu sebagai berikut:

Ø Unit kontrol yang mampu mengatur jalannya program. Komponen ini sudah pasti terdapat dalam semua CPU. CPU bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antarkomponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya. termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil intruksi-intruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmetika atau perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim instruksi tersebut ke ALU. Hasil dari pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output. Dengan demikian tugas dari unit kendali ini adalah:

·     Mengatur dan mengendalikan alat-alat masukan (input) dan keluaran (output).

·     Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.

·     Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.

·     Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmetika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU.

·     Menyimpan hasil proses ke memori utama.

Ø  Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan/atau instruksi yang sedang diproses. Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat di olah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. Secara analogi, register ini dapat diibaratkan sebagai ingatan di otak bila kita melakukan pengolahan data secara manual, sehingga otak dapat diibaratkan sebagai CPU, yang berisi ingatan-ingatan, satuan kendali yang mengatur seluruh kegiatan tubuh dan mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan dan perbandingan logika.

Ø  ALU unit yang bertugas untuk melakukan operasi aritmetika dan operasi logika berdasar instruksi yang ditentukan. ALU sering di sebut mesin bahasa karena bagian ini ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean yang masing-masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri. Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmetika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan semua operasi aritmetika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder.

Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan (¹ ), kurang dari (<), kurang atau sama dengan (£ ), lebih besar dari (>), dan lebih besar atau sama dengan (>=).

Ø  CPU Interconnections adalah sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register-register dan juga dengan bus-bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan /keluaran.

D.    Memory

Memori merupakan bagian dari komputer yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan informasi yang harus diatur dan dijaga sebaik-baiknya. Memori biasanya disebut juga dengan istilah : computer storage, computer memory atau memory, merupakan piranti komputer yang digunakan sebagai media penyimpan data dan informasi saat menggunakan komputer. Memory merupakan bagian yang penting dalam komputer modern dan letaknya di dalam CPU (Central Processing Unit). Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level, yaitu:

physical Register di CPU, berada di level teratas. Informasi yang berada di register dapat diakses dalam satu clock cycle CPU.

Primary Memory (executable memory), berada di level tengah. Contohnya, RAM. Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu waktu, secara relatif dapat diakses dengan cepat, dan bersifat volatile (informasi bisa hilang ketika komputer dimatikan). CPU mengakses memori ini dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle. Secondary Memory, berada di level bawah. Contohnya, disk atau tape. Secondary Memory diukur sebagai kumpulan dari bytes (block of bytes), waktu aksesnya lambat, dan bersifat non-volatile (informasi tetap tersimpan ketika komputer dimatikan). Memori ini diterapkan di storage device, jadi akses meliputi aksi oleh driver dan device.

JENIS MEMORI (MEDIA PENYIMPANAN)

Memori merupakan media penyimpanan data pada komputer, yang mana media penyimpanan data dalam computer dibagi menjadi 2 jenis yaitu :

a.       Memori Internal

Memori jenis ini dapat diakses secara langsung oleh prosesor. Memori internal memiliki fungsi sebagai pengingat. Dalam hal ini yang disimpan di dalam memori utama dapat berupa data atau program. Memori biasa terbagi dibedakan menjadi dua macam: ROM dan RAM. Selain itu, terdapat pula memori yang disebut CACHE MEMORI, CMOS, DRAM, SDRAM, DIMM.

1.      ROM (Read-Only-Memory a.k.a firmware)

Adalah jenis memori yang isinya tidak hilang ketika tidak mendapat aliran listrik dan pada awalnya isinya hanya bisa dibaca. ROM pada komputer disediakan oleh vendor komputer dan berisi program atau data. Di dalam PC, ROM biasa disebut BIOS (Basic Input/Output System) atau ROM-BIOS.

2.      CMOS (Compmentary Meta-Oxyde Semiconductor).

Adalah jenis cip yang memerlukan daya listrik dari baterai. Cip ini berisi memori 64-byte yang isinya dapat diganti. Pada CMOS inilah berbagai pengaturan dasar komputer dilakukan, misalnya peranti yang digunakan untuk memuat sistem operasi dan termasuk pula tanggal dan jam sistem. CMOS merupakan bagian dari ROM.

3.      RAM (Random-Access Memory).

Adalah jenis memori yang isinya dapat diganti-ganti selama komputer dihidupkan dan bersifat volatile. Selain itu, RAM mempunyai sifat yakni dapat menyimpan dan mengambil data dengan sangat cepat.

4.      DRAM (Dynamic RAM).

Adalah jenis RAM yang secara berkala harus disegarkan oleh CPU agar data yang terkandung di dalamnya tidak hilang. DRAM merupakan salah satu tipe RAM yang terdapat dalam PC.

5.      SDRAM (Sychronous Dynamic RAM).

Adalah jenis RAM yang merupakan kelanjutan dari DRAM namun telah disnkronisasi oleh clock sistem dan memiliki kecepatan lebih tinggi daripada DRAM. Cocok untuk sistem dengan bus yang memiliki kecepatan sampai 100 MHz.

6.      DIMM (dual in-line memory module)

Berkapasitas 168 pin, kedua belah modul memori ini aktif, setiap permukaan adalah 84 pin. Ini berbeda daripada SIMM yang hanya berfungsi pada sebelah modul saja. Mensuport 64 bit penghantaran data. SDRAM (synchronous DRAM) menggunakan DIMM. Merupakan penganti dari DRAM, FPM (fast page memory) dan EDO. SDRAM pengatur (synchronizes) memori supaya sama dengan CPU clock untuk pemindahan data yang lebih cepat. Terdapat dalam dua kecepatan yaitu 100MHz (PC100) dan 133MHz (PC133). DIMM 168 PIN. DIMM adalah jenis RAM yang terdapat di pasaran.

7.      CACHE MEMORY.

Memori berkapasitas terbatas, memori ini berkecepatan tinggi dan lebih mahal dibandingkan memory utama. Berada diantara memori utama dan register pemroses, berfungsi agar pemroses tidak langsung mengacu kepada memori utama tetapi di cache memory yang kecepatan aksesnya yang lebih tinggi, metode menggunakan cache memory ini akan meningkatkan kinerja sistem. Cache memory adalah tipe RAM tercepat yang ada, dan digunakan oleh CPU, hard drive, dan beberapa komponen lainnya.

b.      Memori Eksternal

Merupakan memori tambahan yang berfungsi untuk menyimpan data atau program.Contoh: Hardisk, Floppy Disk dll. Hubungan antara Chace Memori, Memori Utama dan Konsep dasar memori eksternal adalah : Menyimpan data bersifat tetap (non volatile), baik pada saat komputer aktif atau tidak. Memori eksternal biasa disebut juga memori eksternal yaitu perangkat keras untuk melakukan operasi penulisan, pembacaan dan penyimpanan data, di luar memori utama. Memori eksternal mempunyai dua tujuan utama yaitu sebagai penyimpan permanen untuk membantu fungsi RAM dan yang untuk mendapatkan memori murah yang berkapasitas tinggi bagi penggunaan jangka panjang.

E.     Input dan Output

Input adalah data yang dimasukkan ke computer agar bisa diproses. Input mencakup instruksi program yang diterima CPU setelah ada perintah dari pengguna. Sedangkan output menunjuk pada hasil pemrosesan, yaitu informasi yang terkirim ke layar atau printer, untuk disimpan, atau dikirim ke computer lain di jaringan. Perangkat keras input terdiri dari piranti yang mampu menerjemahkan data ke dalam bentuk yang bisa diproses computer. Bentuk data yang bisa dibaca manusia berupa kata-kata sedangkan data yang bisa dibaca computer berupa angka biner 0 dan 1. Perangkat keras output terdiri dari piranti yang bisa menerjemahkan informasi yang diterjemahkan yang diproses oleh computer ke dalam bentuk yang mampu dipahami oleh manusia.

Alat Input adalah alat-alat yang berfungsi memasukan data atau perintah  kedalam komputer.Contoh dari alat input antara lain: Keyboard, mouse, scanner , dll

Alat output adalah alat-alat yang berfungsi mengeluarkan data-data yang berbentuk informasi yang dibutuhkan.

Macam-Macam Alat Output Komputer : monitor , speaker, dll

F.     Interkoneksi Antarkomponen

Interkoneksi antar komponen adalah struktur dan mekanisme yang menghubungkan antara CPU, main memory, perangkat masukan dan keluaran.Secara fisik interkoneksi antar komponen berupa “perkawatan”. Interkoneksi memerlukan tata cara atau aturan komunikasi agar tidak kacau (chaos) sehingga mencapai tujuan yang diharapkan. 

Antara CPU, main memory, perangkat masukan dan keluaran dihubungkan oleh sebuah BUS. BUS terbagi menjadi 3 macam bagian diantaranya bus alamat (address bus), bus data (data bus), bus control (control bus). Lalu apa fungsi dari ketiga bagian ini?

• Address Bus, Bus yang mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin ditulis atau dibaca. Jumlah lokasi memori yang dapat dialamati CPU ditentukan oleh jumlah jalur alamat. Jika CPU memilki (n) jalur alamat maka dapat secara langsung mengalamati 2ⁿ pada lokasi memori.

• Data Bus, Bus data ini Bidirectional berarti dapat dibaca dan dikirim dari atau ke dalam memori atau port. Bus data berhubungan dengan transfer data, pembacaan data dari atau ke memori dengan peralatan-peralatan.

• Control Bus, Bus yang digunakan CPU dengan dikirimi sinyal untuk memerintahkan memori atau port I/O.

G.    Interrup

Interrupt atau interupsi adalah proses dalam komputer untuk meminta dilayani oleh mikroprosesor sesuai dengan tingkat prioritasnya yang telah diatur sedemikian rupa oleh sistem hardware computer. CPU banyak melaksanakan routin untuk melakukan pelayanan pemrosesan ataupun koordinasi kepada IC penunjang atau chipset dan peripherals pada saat diperlukan.

Sehingga CPU dapat melakukan operasi dengan 2 cara yaitu : 

1. Operasi dengan polling 

2. Opreasi dengan interrupt

Operasi dengan polling berarti CPU selalu terus menerus menanyakan/ memantau ke tiap-tiap komponen penunjang satu persatu meskipun komponen itu sedang tidak memerlukan pelayanan.

Sedangkan operasi interrupt atau interupsi dilakukan oleh tiap-tiap komponen kepada CPU bilamana memerlukan pelayanan pemrosesan, sehingga CPU tidak terus-menerus menanyakan /memantau komponen itu. Setiap interupsi yang datang di kontrol oleh interrupt controller di luar CPU. Dalam keadaan CPU terkena interupsi, maka CPU untuk sesaat menghentikan kegiatan pelayanan utama dan beralih melayani komponen yang menginterupsinya. Setelah selesai dilayani CPU kembali melakukan pelayanan utamanya.

Cara interupsi sangat meningkatkan effisiensi operasi CPU dan melakukan tugasnya dengan cepat.

Interupsi dapat dilakukan dengan cara hardware dan software, sehingga CPU dapat menerima 3 macam interupsi antara lain :

Interupsi software (instruksi INT nH n= bilangan 00H s/d FFH)

Non Maskable Interrupt (Interupsi hardware dimana interupsi ini mutlak tidak dapat dicegah karena berasal dari sistem board atau IC.

Maskable Interrupt (berasal dari hardware melalui pin INTR) yang dapat ditutup atau dicegah dengan instruksi CLI berasal dari interupsi perangkat lunak.

Interupsi software terdiri dari 256 dan diberi nomor 00H hingga FFH. Alamat awal masing-masing program pelayanan terdiri dari 4 byte, 2 byte untuk Code Segment dan 2 byte untuk Instruction Pointer.

Dalam pemrograman assembler kita dapat melakukan interupsi secara software dengan perintah INT yang dapat dilihat dalam tabel interupsi.

Interrupt Software dalam PC terbagi dua yaitu :

1.Interrupt BIOS (Basic Input Output Sistem) 

2. Interrupt DOS (Disk Operating Sistem)

Interrupt BIOS diwujudkan dalam bentuk interupsi software berjumlah 32 dan akses pelayanannya tinggal memerintahkan dengan instruksi INT nH asal parameternya diwajibkan telah terpenuhi dahulu. INT nH terdiri dari 00H sampai 1FH yang disusun berurutan dan diberi servis number (nomor pelayanan) tersendiri.

Interrupt DOS merupakan interupsi dari software Sistem Operasi terdiri dari INT 20H untuk kembali ke DOS dan INT 21H untuk operasi Input/Output.

Kejadian-kejadian sinkron yang merupakan tanggapan pemroses terhadap kondisi-kondisi tertentu yang memerlukan perhatian. Sebuah setting hardware yang menjalankan perintah-perintah dalam sistem komputer.

Interrupt secara harfiah dalam bahasa Indonesianya diartikan sebagai selaan, menyela, atau menjegal, atau istilah kerennya disebut dengan interupsi.

Interrupt bisa diibaratkan dalam kehidupan sehari-hari sebagai suatu proses berjalan, namun belum selesai proses tersebut melakukan tugasnya, sudah dilaksanakan lagi proses lainnya.

Ibaratnya begini, ketika anda sedang melakukan suatu pekerjaan, katakanlah membaca sebuah buku, belum selesai buku tersebut anda tamatkan, lalu telepon anda berbunyi, sehingga anda melakukan percakapan terlebih dahulu melalui telepon tersebut. Setelah pembicaraan selesai, anda melanjutkan membaca buku tadi. menerima telepon di dalam kejadian tersebut disebut dengan menyela.

Begitu juga dengan proses yang terjadi pada komputer. Apabila sebuah komputer melakukan prosesnya tanda ada gangguan, tentu komputer tersebut dapat menyelesaikan pekerjaannya dengan serius khusus untuk satu pekerjaan yang sedang dikerjakannya. Dalam kondisi demikian, komputer anda melakukan tugasnya yang disebut denganprimitive batch processing. Pekerjaan seperti ini digunakan oleh komputer pada komputer zaman awal-awal ditemukannya. Dimana komputer tidak bisa mengerjakan beberapa program sekaligus dalam waktu bersamaan, sampai satu pekerjaan selesai dikerjakan, maka baru dia bisa berpindah ke pekerjaan lainnya.

Komputer terkini, memiliki kemampuan interrupt ini. Penulis melakukan pengetikkan naskah ini sambil mendengarkan musik yang terpasang pada notebook yang digunakan, tidak jarang komputer ini juga sambil terhubung dengan internet untuk membuka halaman web atau mengambil beberapa data yang ada di internet.

Anda tentu juga tidak jarang mengalami hal dengan interrupt ini, katakanlah, ketika mengetikkan SMS ternyata ada telpon yang masuk, anda terima dulu telpon tersebut, lalu setelahnya anda lanjutkan pengetikan SMS tadi.

Untuk memungkinkan terjadinya interrupt ini pada sistem komputer, CPU memiliki suatu jalur khusus terhadap suatu chip pengatur interrupt eksternal (bagian dari chipset), yang berisi database sederhana yang dikenal dengan interrupt vectors.

Ketika sebuah interrupt terjadi pada chip, maka CPU menyimpan informasi terakhir yang dia kerjakan, berulah dia mengerjakan sesuai dengan informasi yang ada pada interrupt vector tesebut. Interrupt vector ini sebenarnya hanya sebuah nama pemanis yang berisi informasi tentang selaan yang terjadi, kalau dibelah lebih dalam lagi, isinya adalah berupa tabel yang berisi angka-angka). Pada interrupt vector inilah ditemukan kemana dan apa proses berikutnya yang harus dilaksanakan oleh komputer. Ketika pekerjaan interrupt tadi selesai dilaksanakan, maka komputer melakukan pelacakan kembali apa pekerjaan sebelumnya yang sedang dilaksanakannya.

Prioritas dalam interrupt

Dalam penerimaan suatu interrupt ini, komputer membagi interrupt tersebut dalam berbagai level, tergantung dari CPU yang digunakan. Misalnya pada komputer yang digunakan untuk pekerjaan yang cukup membutuhkan konsentrasi dari CPU, maka CPU tersebut memungkinkan untuk mengabaikan interrupt yang prioritasnya rendah, katakanlah pengetikkan yang dilakukan oleh seorang user melalui keyboard, namun komputer tersebut akan memberikan respon yang sangat cepat apabila terjadi gangguan pada memori yang digunakannya.

Interupsi terjadi bila suatu perangkat M/K ingin memberitahu prosesor bahwa ia siap menerima perintah, output sudah dihasilkan, atau terjadi error.

Penanganan Interupsi

Ada beberapa tahapan dalam penanganan interupsi:

1.  Controller mengirimkan sinyal interupsi melalui interrupt-request-line

2.  Sinyal dideteksi oleh prosesor

3.  Prosesor akan terlebih dahulu menyimpan informasi tentang keadaan state-nya (informasi tentang proses yang sedang dikerjakan)

4.  Prosesor mengidentifikasi penyebab interupsi dan mengakses tabel vektor interupsi untuk menentukan interrupt handler

5.  Transfer kontrol ke interrupt handler

6.  Setelah interupsi berhasil diatasi, prosesor akan kembali ke keadaan seperti sebelum terjadinya interupsi dan melanjutkan pekerjaan yang tadi sempat tertunda.

H.     

BAB III

Penutup

A.    Kesimpulan

Komputer adalah seperangkat alat elektronik yang dihubungkan dengan listrik yang berguna untuk membantu pekerjaan manusia agar lebih musah, cepat, dan akurat.

        Hardware adalah sekumpulan perangkat keras komputer yang dapat kita lihat, raba, dah rasakan.

        Software adalah data yang dihasilkan dari syntax-syntax yang dirancang oleh programer, diproses oleh mesin komputer, disimulasikan, menghasilkan output kemudian dapat dimanfaatkan oleh pengguna (user).

        Brainware adalah manusia sebagai orang yang menghasilkan teknologi akhirnya juga akan berfungsi sebagai pengguna dari teknologi itu sendiri.