PENGENALAN ASK

PENGENALAN ASK

1. Pengenalan Arsitektur Komputer

Ini adalah modul tentang organisasi komputer. Modul ini mendeskripsikan

fungsi dan desain berbagai unit komputer digital yang menyimpan dan mengolah

informasi. Modul ini juga berkaitan dengan unit komputer yang menerima informasi

dari sumber eksternal dan mengirimkan hasil terkomputasi ke destinasi eksternal. Kebanyakan materi dalam modul ini ditujukan untuk hardware komputer dan

arsitektur komputer. Hardware komputer terdiri dari sirkuit elektronik, display, media

penyimpanan magnetik dan optik, perangkat elektromekanik, dan fasilitas komu-

nikasi. Arsitektur komputer meliputi spesifikasi sekumpulan instruksi dan unit

hardware yang melaksanakan instruksi tersebut. Dalam modul ini dibahas pula

banyak aspek pemrograman dan komponen software dalam sistem komputer.

Sangatlah penting mempertimbangkan aspek hardware dan software pada desain

berbagai komponen komputer guna mencapai pemahaman yang baik pada suatu

sistem komputer.

Bab ini memperkenalkan sejumlah konsep hardware dan software,

menampilkan beberapa istilah umum, dan memberikan pandangan umum tentang

aspek dasar subjek tersebut. Pembahasan yang lebih detil diberikan pada bab­bab

selanjutnya.

1.1. TIPE KOMPUTER

Marilah pertama­tama kita mendefinisikan istilah komputer digital, atau

cukup disebut komputer. Dalam istilah yang paling sederhana, suatu komputer

kontemporer adalah mesin hitung elektronik cepat yang menerima informasi input

terdigitalisasi, mengolahnya sesuai dengan daftar instruksi yang tersimpan secara

internal dan memberikan informasi output hasil. Daftar instruksi itu disebut program

komputer, dan penyimpanan internal­nya disebut memori komputer. Terdapat banyak tipe komputer yang sangat bervariasi dalam hal ukuran,

biaya, daya komputasi, dan tujuan penggunaan. Komputer yang paling umum adalah

personal computer, yang banyak digunakan di rumah­rumah, sekolah­sekolah, dan

kantor­kantor bisnis. Personal computer merupakan bentuk paling umum dari

komputer desktop. Komputer desktop memiliki unit pengolahan dan penyimpanan,

display visual dan unit output audio, dan keyboard yang dapat ditempatkan secara

mudah di meja rumah dan kantor. Media penyimpanan tersebut termasuk harddisk,

CD­ROM, dan disket. Komputer notebook portable adalah versi ringkas dari personal

computer dengan semua komponen­nya terpaket dalam unit tunggal seukuran koper

tipis. Workstation dengan kemampuan input/output grafts resolusi tinggi, sekalipun

masih tetap memakai dimensi komputer desktop, namun memiliki daya komputasi

yang lebih signifikan daripada personal computer. Workstation seringkali digunakan

dalam aplikasi engineering, terutama untuk pekerjaan desain interaktif. Di atas workstation, terdapat suatu rentang sistem komputer yang luas dan

sangat kuat yang di sebut sistem enterprise dan server pada rentang low­end, dan

superkomputer pada high­end. Sistem enterprise, atau mainframe, digunakan unhik

pengolahan data bisnis pada korporasi menengah hingga besar yang memerlukan

lebih banyak daya komputasi dan kapasitas penyimpanan dari yang dapat disediakan

oleh workstation. Server berisi unit penyimpanan basis data yang cukup besar dan

mampu menangani banyak volume permintaan untuk mengakses data. Pada banyak

kasus, server dapat diakses secara luas oleh komunitas pendidikan, bisnis, dan

pengguna personal. Permintaan dan respons biasanya ditransportasikan melalui

fasilitas komunikasi Internet. Tentu saja, Internet dan server yang berhubungan

dengannya telah menjadi sumber segala tipe informasi yang dominan di seluruh

dunia. Fasilitas komunikasi Internet terdiri dari suatu struktur kompleks hubungan

backbone serat optik kecepatan tinggi yang terinterkoneksi dengan kabel broadcast

dan koneksi telepon ke sekolah, perusahaan, dan rumahrumah. Supercomputer digunakan untuk perhitungan numerik skala besar seperti

perkiraan cuaca dan desain dan simulasi pesawat terbang. Dalam sistem enterprise,

server, dan superkomputer, unit fungsionalnya, yang meliputi banyak prosesor, dapat

terdiri dari sejumlah unit besar dan seringkali terpisah.

1.2 UNIT FUNGSIONAL

Suatu komputer terdiri dari lima bagian utama yang mandiri secara

fungsional: unit input, memori, aritmatika dan logika, output, dan kontrol,

sebagaimana ditampilkan pada Gambar 1.1. Unit input menerima informasi terkode

dari operator manusia, dari peralatan elektromekanik seperti keyboard, atau dari

komputer lain melalui jalur komunikasi digital. Informasi yang diterima disimpan

dalam memori komputer untuk referensi selanjutnya atau segera digunakan oleh

sirkuit aritmatika dan logika untuk melakukan operasi yang diinginkan. Langkah

pengolahan ditentukan oleh program yang tersimpan dalam memori. Akhirnya, hasil

dikirim kembali ke dunia luar melalui unit output. Semua langkah ini

dikoordinasikan oleh unit kontrol. tidak menampilkan koneksi di antara

unit fungsional. Koneksi tersebut, yang dapat dibuat dengan beberapa cara, dibahas

secara menyeluruh di dalam modul ini. Kita mengacu pada sirkuit aritmatika dan

logika, dalam hubungannya dengan sirkuit kontrol utama, yaitu prosesor dan

peralatan input dan output yang seringkali secara kolektif disebut sebagai unit input-

output (I/O). Sekarang kita mengamati lebih detil informasi yang ditangani oleh suatu

komputer. Sangat memudahkan untuk mengkategorikan informasi ini baik sebagai

instruksi atau data. Instruksi, atau instruksi mesin, adalah perintah eksplisit yang

 Mengarahkan transfer informasi dalam komputer dan antarkomputer dan peralatan I/O­nya

Menetapkan operasi aritmatika dan logika yang akan dilaksanakan

Daftar instruksi yang melakukan suatu tugas disebut program. Biasanya

program tersebut disimpan dalam memori. Prosesor kemudian mengambil instruksi

yang membentuk suatu program dari memori, satu demi satu, dan melaksanakan

operasi yang diinginkan. Komputer sepenuhnya dikontrol oleh program yang

tersimpan tersebut, kecuali adanya kemungkinan interupsi eksternal oleh operator

atau oleh peralatan I/O yang terhubung ke mesin tersebut. Data adalah angka dan karakter ter­encode yang digunakan sebagai

operand oleh instruksi. Akan tetapi istilah data, sering digunakan untuk menyebut

informasi digital apapun. Dalam definisi data tersebut, seluruh program (yaitu daftar

instruksi) dapat dianggap sebagai data jika akan diolah oleh program lain.

Contohnya adalah tugas untuk mengkompilasi program source bahasa tingkat tinggi

menjadi daftar instruksi mesin yang merupakan suatu program bahasa mesin,

disebut program objek. Program source adalah data input ke program kompiler yang

mentranslasikan program source menjadi program bahasa mesin.

Informasi yang ditangani komputer harus di­encode dalam format yang

sesuai. Kebanyakan hardware saat ini menggunakan sirkuit digital yang hanya

memiliki dua kondisi stabil, ON dan OFF (lihat Apendiks A). Tiap bilangan,

karakter, atau instruksi di­encode sebagai string bitter yang disebut bit, masing­ masing memiliki dua kemungkinan nilai, 0 atau 1. Bilangan biasanya dinyatakan

dalam notasi biner posisi, sebagaimana yang akan dibahas secara detil dalam Bab 2.

Kadang­kadang digunakan format binary­coded decimal (BCD), di mana tiap digit

desimal di­encode menjadi empat bit. Karakter alfanumerik juga dinyatakan dalam istilah kode biner. Telah

dikembangkan beberapa skema pengkodean. Dua skema yang paling banyak

digunakan adalah ASCII (American Standart Coded for Informasi Interchange), di

mana tiap karakter dinyatakan sebagai kode 7bit, dan EBCDIC (Extended Binary­ Coded Decimal Interchange Code), di mana digunakan 8 bit untuk menyatakan

suatu karakter

1.2.1 UNIT INPUT

Komputer menerima informasi terkodekan melalui unit input, yang

membaca data tersebut. Peralatan input yang paling terkenal adalah keyboard.

Kapanpun suatu tombol ditekan, huruf atau digit yang sesuai secara otomatis

ditranslasikankan menjadi kode biner yang tepat dan ditransmisikan melalui suatu

kabel ke memori atau ke prosesor. Tersedia banyak jenis peralatan input lain, termasuk joystick, trackball, dan

mouse. Peralatan tersebut seringkali digunakan sebagai peralatan input grafik dalam

hubungan dengan display. Mikrofon dapat digunakan untuk menangkap input audio

yang kemudian di­sample dan dikonversi menjadi kode digital untuk penyimpanan

dan pengolahan. Pembahasan yang lebih detil tentang peralatan input dan

operasinya terdapat dalam Bab 12.

Contohnya adalah tugas untuk mengkompilasi program source bahasa tingkat tinggi

menjadi daftar instruksi mesin yang merupakan suatu program bahasa mesin,

disebut program objek. Program source adalah data input ke program kompiler yang

mentranslasikan program source menjadi program bahasa mesin.

Informasi yang ditangani komputer harus di­encode dalam format yang

sesuai. Kebanyakan hardware saat ini menggunakan sirkuit digital yang hanya

memiliki dua kondisi stabil, ON dan OFF (lihat Apendiks A). Tiap bilangan,

karakter, atau instruksi di­encode sebagai string bitter yang disebut bit, masing­ masing memiliki dua kemungkinan nilai, 0 atau 1. Bilangan biasanya dinyatakan

dalam notasi biner posisi, sebagaimana yang akan dibahas secara detil dalam Bab 2.

Kadang­kadang digunakan format binary­coded decimal (BCD), di mana tiap digit

desimal di­encode menjadi empat bit. Karakter alfanumerik juga dinyatakan dalam istilah kode biner. Telah

dikembangkan beberapa skema pengkodean. Dua skema yang paling banyak

digunakan adalah ASCII (American Standart Coded for Informasi Interchange), di

mana tiap karakter dinyatakan sebagai kode 7bit, dan EBCDIC (Extended Binary­ Coded Decimal Interchange Code), di mana digunakan 8 bit untuk menyatakan

suatu karakter

1.2.1 UNIT INPUT

Komputer menerima informasi terkodekan melalui unit input, yang

membaca data tersebut. Peralatan input yang paling terkenal adalah keyboard.

Kapanpun suatu tombol ditekan, huruf atau digit yang sesuai secara otomatis

ditranslasikankan menjadi kode biner yang tepat dan ditransmisikan melalui suatu

kabel ke memori atau ke prosesor. Tersedia banyak jenis peralatan input lain, termasuk joystick, trackball, dan

mouse. Peralatan tersebut seringkali digunakan sebagai peralatan input grafik dalam

hubungan dengan display. Mikrofon dapat digunakan untuk menangkap input audio

yang kemudian di­sample dan dikonversi menjadi kode digital untuk penyimpanan

dan pengolahan. Pembahasan yang lebih detil tentang peralatan input dan

operasinya terdapat dalam Bab 12.

dan ukuran yang berbeda. Unit RAM yang cepat dan kecil disebut cache. Cache

tersebut terangkai erat dengan prosesor dan seringkali termuat pada chip sirkuit

terintegrasi yang sama untuk mencapai performa tinggi. Unit yang terbesar dan

terlamban disebut sebagai memori utama. Kami akan memberikan deskripsi singkat

tentang bagaimana informasi diakses dalam hierarki memori pada bagian berikutnya

dari bab ini. Bab 11 membahas aspek operasi dan performa dari memori komputer

secara detil.

Sekalipun penyimpanan primer sangat penting, namun cenderung mahal.

Jadi penyimpanan sekunder tambahan yang lebih murah digunakan pada saat

sejumlah besar data dan banyak program harus disimpan, terutama untuk informasi

yang jarang diakses. Terdapat banyak pilihan peralatan penyimpanan sekunder,

termasuk disk magnetik dan tape dan disk optikal (CDROM). Peralatan tersebut

juga dideskripsikan dalam Bab 15.

1.2.3 UNIT ARITMATIKA DAN LOGIKA

Kebanyakan operasi komputer dieksekusi dalam unit aritmatika dan logika

(ALU: arithme~o and logic unit) pada prosesor. Perhatikanlah suatu contoh umum:

Misalkan dua bilangan yang berada dalam memori ditambahkan. Bilangan tersebut

di bawa ke prosesor, dan penambahan yang sesungguhnya dilakukan oleh ALU.

Jumlah tersebut kemudian disimpan dalam memori atau tetap dalam prosesor untuk

segera digunakan. Operasi aritmatika atau logika yang lain, misalnya, perkalian, pembagian,

atau perbandingan bilangan, diawali dengan membawa operand yang diperlukan ke

prosesor, di mana operasi tersebut dilakukan oleh ALU. Pada saat operand dibawa

ke prosesor, operand tersebut disimpan dalam elemen penyimpanan kecepatan tinggi

yang disebut register. Tiap register dapat menyimpan satu word data. Waktu akses

ke register lebih cepat daripada waktu akses ke unit cache tercepat dalam hierarki

memori. Unit kontrol dan unit aritmatika dan logika jauh lebih cepat daripada

peralatan lain yang terhubung ke sistem komputer. Jadi memungkinkan satu

prosesor tunggal mengendalikan sejumlah peralatan eksternal seperti keyboard,

display, disk magnetik dan optikal, sensor, dan kontroler mekanik.

1.2.5 UNIT KONTROL

Unit memori, aritmatika dan logika, dan input dan output menyimpan dan

mengolah informasi dan melakukan operasi input dan output. Operasi unit­unit

tersebut harus dikoordinasi dengan beberapa cara. Kooordinasi adalah tugas dari

unit kontrol. Unit kontrol secara efektif merupakan pusat saraf yang mengirim

sinyal kontrol ke unit lain dan mengetahui keadaan unit tersebut. Transfer I/O yang terdiri dari operasi input dan output, dikontrol oleh

instruksi progran I/O yang mengidentifikasi peralatan yang terlibat dan informasi

yang ditransfer. Akan tetapi sinyal timing aktual yang mengatur transfer

dibangkitkan oleh sirkuit kontrol. Sinyal timim adalah sinyal yang menentukan

kapan suatu aksi tertentu dilakukan. Transfer data antara proses set dan memori juga

dikontrol oleh unit kontrol melalui sinyal timing. Sangat beralasan untuk

memikirkan suatu unit kontrol sebagai unit yang terpisah secara fisik dan terdefinisi

dengan jelas yang berinteraksi dengan bagian lain dari mesin. Akan tetapi pada

prakteknya, hal tersebut jarang terjadi. Sejumlah besar jalur kontrol (kabel)

membawa sinyal yang digunakan untuk timing dan sinkronisasi kejadian disemua

unit. Operasi suatu komputer dapat diringkas sebagai berikut:

Ø  Komputer menerima informasi dalam bentuk program dan datamelalui unit input dan menyimpannya dalam memori.

Ø  Informasi yang disimpan dalam memori diambil, di bawah control program, ke unit aritmatika dan logika, di mana informasi tersebutdiproses.

Ø  Informasi yang terproses meninggalkan komputer melalui unitoutput.

Ø  Semua kegiatan di dalam mesin tersebut diarahkan oleh unitkontrol.

1.4 STRUKTUR BUS

Sejauh ini, kita telah membahas fungsi bagian­bagian individu dari suatu

komputer. Untuk membentuk suatu sistem operasional, maka bagian­bagian tersebut

harus dihubungkan dengan beberapa cara yang terorganisasi. Terdapat banyak cara

untuk melakukan hal ini. Disini, kita akan membahas cara yang paling sederhana

dan paling umum. Untuk mencapai kecepatan operasi yang sesuai, komputer harus

diorganisasi sehingga semua unitnya dapat menangani satu word data penuh pada

waktu tertentu. Pada saat suatu word data ditransfer antar unit, semua bit­nya

dtransfer secara paralel, yaitu bit tersebut ditransfer secara simultan melalui banyak

kabel, atau jalur, satu bit per jalur. Sekelompok jalur yang berfungsi sebagai jalan

penghubung untuk beberapa peralatan disebut bus. Selain jalur yang membawa data,

bus harus memiliki jalur untuk alamat dan keperluan kontrol. Cara yang paling sederhana untuk menginterkoneksikan unit fungsional

adalah dengan menggunakan bus tunggal, sebagaimana yang ditampilkan dalam

Gambar 1.2. Semua unit dikoneksikan ke bus ini. Karena bus tersebut hanya dapat

digunakan untuk satu transfer pada satu waktu, maka hanya dua unit yang dapat

secara aktif menggunakan bus tersebut pada tiap waktu tertentu. Jalur kontrol bus

digunakan untuk mempertimbangkan banyak permintaan terhadap penggunaan bus.

Sifat utama struktur bus tunggal adalah biaya rendah dan fleksibilitasnya pada

pemasangan peralatan periferal. Sistem yang terdiri dari banyak bus mencapai

konkurensi yang lebih dalam operasi dengan memungkinkan dua atau lebih

transfer dilakukan pada waktu yang sama. Hal ini menuju kepada performa yang

lebih baik tetapi dengan biaya yang lebih besar.

Peralatan yang terhubung ke bus sangat bervariiasi dalam kecepatan

operasinya. Beberapa peralatan elektromekanik, seperti keyboard dan printer,

relatif lambat. Peralatan lain, seperti disk magnetik dan optik, dianggap lebih

cepat. Memori dan unit prosesor beroperasi pada kecepatan elektronik, menjadikannya sebagai bagian tercepat dalam komputer. Karena semua peralatan

tersebut harus berkomunikasi satu sama lain melalui bus, maka diperlukan

mekanisme transfer efisien yang tidak dibatasi oleh peralatan yang latnbat dan

yang dapat digunakan unhtk memperkecil perbedaan timing antar prosesor, memori, dan peralatan ekstemal. Pendekatan yang umum adalah dengan menyertakan register buffer pada

peralatan yang menyimpan informasi selama transfer. Untuk mengilustrasikan

teknik tersebut, perhatikanlah transfer karakter ter­encode dari prosesor ke printer

karakter. Karena buffer adalah register elektronik, maka transfer tersebut

memerlukan waktu yang relatif sebentar. Pada saat buffer telah di­load, printer

dapat mulai mencetak tanpa intervensi lebih lanjut dari prosesor. Bus dan prosesor

tidak lagi diperlukan dan dapat dibebaskan untuk aktifitas yang lain. Printer terus

mencetak karakter yang terdapat dalam buffer­nya dan tidak tersedia untuk

transfer selanjutnya hingga proses ini selesai. Jadi, register buffer memperhalus

perbedaan timing antar prosesor, memori, dan peralatan I/O. Register buffer

tersebut mencegah prosesor kecepatan tinggi terhalangi oleh peralatan I/O yang

lambat selama suatu rangkaian transfer data. Hal ini memungkinkan prosessor

untuk berpindah dengan cepat dari satu peralatan ke peralatan yang lain,

merangkaikan aktifitas pengolahannya dengan transfer data yang melibatkan

beberapa peralatan L/O.

1.5. SOFTWARE

Agar user dapat memasukkan dan menjalankan program aplikasi, maka

komputer harus sudah berisi beberapa software sistem dalam memori­nya.

Software sistem adalah kumpulan program yang dieksekusi seperlunya untuk

menjalankan fungsi seperti

Ø  Menerima dan menginterpretasikan perintah user

Ø  Memasukkan dan tnengedit program aplikasi dan rnenyimpannyasebagai file dalam peralatan penyimpanan sekunder

Ø  Mengatur penyimpanan dan pengambilan file dalam peralatanpenyimpanan sekunder

Ø  Menjalankan program aplikasi standar seperti word processor,

spreadsheet, atau game, dengan data yang disediakan oleh user

Ø  Mengontrol unit I/O untuk menerima informasi input dan

menghasilkan output

Ø  Mentranslasikan program dari bentuk source yang disediakan oleh

user menjadi bentuk objek yang berisi instruksi mesin

Ø  Menghubungkan dan menjalankan program aplikasi user­written

dengan rutin library standar yang ada, seperti paket komputasi

numerik

Software sistem­lah yang bertanggungjawab untuk koordinasi semua

aktifitas dalam sistem komputasi. Tujuan bagian ini adalah untuk memperkenalkan

beberapa aspek dasar software sistem. Program aplikasi biasanya ditulis dalam bahasa pemrograman tingkat

tinggi seperti C, C++, Java, atau Fortran, di mana programer yang menentukan

operasi matematis atau pengolahan teks­nya. Operasi tersebut dideskripsikan

dalam format yang lepas dari penggunaan komputer tertentu untuk mengeksekusi

program. Seorang programer yang menggunakan bahasa tingkat tinggi tidak perlu

mengetahui detil instruksi program mesin. Suatu software sistem yang disebut

kompiler mentranslasikan bahasa pemrograman tingkat tinggi menjadi program

bahasa mesin yang sesuai yang berisi instruksi seperti instruksi Add dan Load.

Program sistem penting lainnya yang digunakan semua programer adalah

editor teks. Program tersebut digunakan untk memasukkan dan mengedit program

aplikasi. User program ini secara interaktif mengeksekusi perintah yangmengijinkan statement program source yang dirnasukkan melalui keyboard

diakumulasikan dalam suatu file. File secara sederhana adalah rangkaian karakter

alfanumerik atau data biner yang disimpan dalam memori atau dalam penyimpanan

sekunder. Suatu file dapat disebut dengan nama yang dipilih oleh user.

Kita tidak membahas detil compiler, editor, atau sistem file dalam modul

ini, tetapi marilah kita memperhatikan lebih cermat pada komponen software sistem

utama yang disebut sistem operasi (OS: operating system). Ini adalah program yang

besar, atau sebenarnya kumpulan rutin, yang digunakan untuk mengontrol

pembagian dan interaksi di antara berbagai unit komputer pada saat mereka

mengeksekusi program aplikasi. Rutin OS menjalankan tugas yang diperlukan untuk

menetapkan resource komputer bagi program aplikasi individu. Tugas­tugas tersebut

termasuk menetapkan ruang memori dan disk magnetik untuk program dan file data,

memindahkan data antara memori dan unit disk, dan menangani operasi UO.

Untuk memahami sistem operasi dasar, marilah kita membahas suatu

sistem dengan Satu prosesor, satu disk, dan satu printer. Pertama­tama kita

membahas langkah­langkah yang terlibat dalam menjalankan satu program aplikasi. Setelah kita menjelaskan langkah tersebut, kita akan dapat memahami bagaimana

sistem operasi mengatur eksekusi lebih dari satu program aplikasi pada satu waktu.

Asumsikan bahwa program aplikasi telah dikompilasi dari bentuk bahasa tingkat-

tinggi ke bentuk bahasa mesin dan disimpan dalam disk. Langkah pertama adalah

mentransfer file tersebut ke dalam memori. Pada saat transfer selesai, eksekusi

program dimulai. Asumsikan bahwa bagian dari tugas program terrnasuk membaca

file data dari disk ke memori, melakukan beberapa komputasi pada data tersebut,

dan mencetak hasilnya. Pada saat eksekusi program mencapai titik di mana file data

diperlukan, maka program meminta sistem operasi untuk mentransfer file data dari

disk ke memori. OS menjalankan tugas ini dan mengembalikan kontrol eksekusi ke

program aplikasi, yang kemudian melanjutkan melakukan komputasi yang diminta.

Pada saat komputasi telah selesai dan hasilnya telah siap dicetak, maka program

aplikasi mengirim lagi permintaan ke sistem operasi. Rutin OS kemudian dieksekusi

agar printer mencetak hasil tersebut. Kita telah melihat bagaimana kontrol eksekusi diserahterimakan di antara

program aplikasi dan rutin OS. Cara yang mudah untuk mengilustrasikan pembagianwaktu eksekusi prosessor ini adalah dengan diagram berbasis waktu,Selama periode waktu to hingga t1, suatu rutin OS menginisiasi loading

program aplikasi dari disk ke memori, menunggu hingga transfer tersebut selesai,

dan kemudian menyerahkan kontrol eksekusi ke program aplikasi. Pola aktifitas

yang mirip terjadi selama periode t2 hingga t3 dan periode t4 hingga t5, pada saat

sistem operasi mentransfer file data dari disk dan mencetak hasilnya. Pada t5, sistem

operasi dapat me­load dan mengeksekusi program aplikasi yang lain.

Sekarang, marilah kita memperhatikan suatu cara di mana resource

komputer dapat digunakan lebih efisien jika beberapa program aplikasi diproses. Perhatikanlah bahwa disk dan prosesor diam selama sebagian besar periode waktu ta

hingga ts. Sistem operasi dapat me­load program berikutnya yang akan dieksekusi

ke dalam memori dari disk pada saat printer beroperasi. Serupa pula dengan itu,

selama to hingga t1, sistem operasi dapat mengatur untuk mencetak hasil program

sebelumnya pada saat program berikutnya di­load dari disk. Jadi sistem operasi

mengatur eksekusi konkuren dari beberapa program aplikasi untuk menghasilkan

penggunaan resource komputer terbaik yang dimungkinkan. Pola eksekusi konkuren

ini disebut multiprogramming atau multitasking.

1.6. Performa

Pengukuran performa komputer yang paling penting adalah seberapa cepat

komputer tersebut dapat mengeksekusi program. Kecepatan komputer mengeksekusiprogram dipengaruhi oleh desain hardware dan instruksi bahasa mesin­nya. Karena

program biasanya ditulis dalam bahasa tingkat tinggi, maka performa juga

dipengaruhi oleh compiler yang mentranslasikan program ke dalam bahasa mesin.

Untuk performa terbaik, perlu untuk mendesain compiler, set instruksi mesin, dan

hardware dengan cara yang terkoordinasi. Kita tidak mendeskripsikan detil desain

compiler dalam modul ini. Kita berfokus pada desain set instruksi dan hardware.

Pada Bagian 1.5, kita mendeskripsikan bagaimana sistem operasi

menumpangtindihkan pengolahan, transfer disk, dan pencetakkan untuk beberapa

program agar menghasilkan penggunaan terbaik dari resource yang tersedia. Waktu

total yang diperlukan untuk mengeksekusi program dalam Gambar 1.4 adalah ts­to. Elapsed time ini adalah ukuran performa seluruh sistem komputer. Waktu tersebut

dipengaruhi oleh kecepatan prosesor, disk, dan printer. Untuk membahas performa

prosesor, kita sebaiknya hanya memperhatikan periode selama prosesor aktif. Periode tersebut adalah periode yang berlabel Program dan Rutin OS pada Gambar

1.3. Kita akan mengacu pada jumlah periode tersebut sebagai waktu prosesor yang

diperlukan untuk mengeksekusi program. Selanjutnya kita akan mengindentifikasi

beberapa parameter utama yang mempengaruhi waktu prosesor dan mengacu pada

bab yang membahas persoalan yang relevan.

Seperti halnya elapsed time untuk eksekusi program tergautung pada

semua unit dalam sistem komputer, maka waktu prosesor tergantung pada hardware

yang terlibat dalam eksekusi instruksi mesin individu. Hardware tersebut meliputi

prosesor dan memori, yang biasanya dihubungkan dengan bus, sebagaimana yang

ditunjukkan pada Gambar 1.2. Bagian yang berhubungan dengan Gambar ini

diulang dalam Gambar 1.4, termasuk memori cache sebagai bagian dari unit

prosesor. Marilah kita memperhatikan aliran instruksi program dan data antara

memori dan prosesor. Pada awal eksekusi, semua instruksi program dan data yang

diperlukan disimpan di memori utama. Selama eksekusi berjalan, instruksi diambil

satu demi satu melalui bus ke dalam prosesor, dan copy­annya diletakkan di cache.

Pada saat eksekusi suatu instruksi meminta data yang berada dalam memori utama,

data tersebut diambil dan copy­annya ditempatkan di cache. Selanjutnya, jika

instruksi atau item data yang sama diperlukan untuk kedua kalinya, maka akan

langsung dibaca dari cache.