Pengelolaan Prosesor

1

• Pengelolaan Prosesor

2
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• Bab 2
• PENGELOLAAN PROSESOR 1
• A. Alat Prosesor
• 1. Wujud Alat Prosesor
• Central Processing Unit (CPU)
• Microprocessor Unit (MPU)
• MPU adalah CPU dalam satu cip
• MPU paling banyak dipakai pada saat ini
• Ada sejumlah pembuat MPU, dan yang terkenal
  adalah Motorola, Intel, dan AMD

3
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• 2. Beberapa Jenis Mikroprosesor
• Motorola
• Nama Tahun Kecepatan Transistor
  Bus
• 68020 1984 16 33 MHz 190.000
  32
• 68030 1987 16 50 MHz 270.000
  32
• 68040 1989 25 40 MHz 1,2 juta
  32
• PowerPC 1994 50 867 MHz sampai 64
• 
  50 juta
• AMD
• Nama Tahun Kecepatan
  Transistor
• AMD-K6 1998 300 MHz
  8,8 juta
• AMD-K6-2 1998 366-550 MHz
  9,3 juta
• AMD-K6 III 1999 400-450 MHz
  21,3 juta
• Duron 1999 600 MHz-1,2 GHz
  18 juta

4
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• Intel
• Nama Tahun Kecepatan
  Transistor Bus
• 80286 1982 6-12 MHz
  134.000 16
• 80386 DX 1985 16-33 MHz
  275.000 32
• 80486 DX 1989 25-100 MHz
  1,2 juta 32
• Pentium 1993 75-200 MHz
  3,3 juta 64
• Pentium Pro 1995 150-200 MHz
  5,5 juta 64
• PentiumMMX 1997 166-233 MHz 4,5
  juta 64
• Pentium II 1997 234-450 MHz
  7,5 juta 64
• Pentium II Xeon 1998 400-450 MHz
  7,5-27 juta 64
• Celeron 1998 266 MHz-1,2 GHz
  7,5-19 juta 64
• Pentium III 1999 400 MHz-1,2 GHz
  9,5-28 juta 64
• Pentium III Xeon 1999 500 MHz-1 GHz
  9,5-28 juta 64
• Pentium 4 2000 1,4 GHz ke atas
  42 juta 64
• Itanium 2001 800 MHz ke atas
  25,4-60 juta 64
• Xeon 2001 1,4 GHz ke atas
  140 juta 64

5
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• Daftar lainnya

6
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• 3. Struktur Prosesor
• Prosesor terdiri atas satuan kendali serta ALU
  dan register
• ALU Arithmetic Logic Unit
• Register mencakup, di antaranya
  Akumulator, register serbaguna, pencacah,
  pengindeks, pencatat status,

ALURegister
SatuanKendali
Pewaktu(Clock)
Memori
Prosesor
7
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• Salah satu bentuk mikroprosesor

8
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• Mikorprpsesor Intel dan AMD

9
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• 4. Pewaktu (Clock)
• Mengatur kerja prosesor melalui tanda waktu
  (clock)
• Setiap langkah kerja prosesor terlaksana dalam
  satu atau beberapa tanda waktu
• Tanda waktu muncul secara berkala
• Tanda waktu diperoleh dari osilator pada
  prosesor (misalnya dari osilator 500 MHz)
• Panjang tanda waktu adalah sekian Hz yang diatur
  oleh register pencacah

Tanda waktu
10
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• Pengaturan panjang tanda waktu pada pewaktu
• X dapat diatur, misalnya 128, dan pencacah mulai
  macacah mundur dari 128 sampai 0, menghasilkan
  satu tanda waktu
• Mulai lagi dari 128 untuk tanda waktu kedua, dan
  seterusnya

register
Pencacah
Tanda waktu
Osilator
X
11
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• Penggunaan tanda waktu
• Tanda waktu dapat digunakan untuk berbagai
  keperluan seperti
• Pengatur langkah kerja prosesor
• Pencatat lama proses
• Pembatas waktu penggunaan sesuatu
• Penunjuk waktu (tanggal dan jam)
• Sebagai penunjuk waktu dapat digunakan dua
  pencacah
• Pencacah untuk detik
• Pencacah untuk menit, jam, hari, pekan, bulan,
  dan tahun

12
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• 5. Kerja Prosesor
• Prosesor mengerjakan instruksi yang tercatat di
  memori melalui dua putaran besar
• Putaran jemput
• Putara kerja

Pro-sesor
Instruksi
Jemput kerja
data
instruksi
Jemput kerja
data
instruksi
Jemput kerja
data
13
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• Rincian Kerja
• Ada 4 putaran jemput
• dekode
• kerja
• simpan

Memori
simpan
jemput
dekode
kerja
SatuanKendali
ALU
Prosesor
14
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• Pipelining (mempercepat kerja instruksi)
• Tanpa pipelining
• Dengan pipelining (kecepatan mis 300 mips)

Deko-de
Jem-put
Deko-de
Ker-ja
Sim-pan
Jem-put
Ker-ja
Sim-pan
Instruksi 1
Instruksi 2
Jemput
Dekode
Kerja
Simpan
Instruksi 1
Instruksi 2
Instruksi 3
Instruksi 4
15
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• B. Pelaksanaan Proses
• 1. Penggunaan Komponen Komputer
• Proses menggunakan komponen komputer (prosesor,
  memori, alat mk, berkas)
• P prosesor A alat masukan-keluaran
• B berkas
• Dalam bentuk diagram

P
A
B
P
A
P
A
B
P
Masuk
Rampung
Prosesor
Alat MK
Berkas
16
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• 2. Proses Berurutan
• Proses dikerjakan oleh prosesor secara berurutan
• Setelah satu proses rampung, baru proses
  berikutnya dikerjakan oleh prosesor
• Prosesor banyak istirahat sehingga dianggap
  tidak efisien

P1
A1
P1
A1
P1
P2
A2
P2
A2
P2
P3
P3
P3
A3
A3
P3
P3
P3
P2
P2
P2
P1
P1
P1
Proses 1
Proses 2
Proses 3
Berurutan
17

--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• 3. Proses Serentak
• Beberapa proses dikerjakan sekaligus oleh
  prosesor
• Prosesor berpindah-pindah dari proses ke proses
• Prosesor terus bekerja berpindah-pindah dari
  satu proses ke proses lainnya dan kembali lagi,
  sampai rampung

P1
A1
P1
A1
P1
P2
A2
P2
A2
P2
P3
P3
P3
A3
A3
P3
P2
P1
P3
P2
P2
P1
P1
P3
Serentak
18
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• 4. Pensaklaran Konteks
• Perpindahan prosesor dari proses satu ke proses
  lainnya dikenal sebagai pensaklaran konteks
• Seolah-olah ada skalar yang memindah-mindahkan
  prosesor dari satu proses ke proses lainnya
• Dari konteks proses 1 ke konteks proses 2
• Dari konteks proses 2 ke konteks proses 3
• Dari konteks proses 3 ke konteks proses 1
• Dan seterusnya sampai ada yang rampung

P1
P2
P3
P1
19
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• 5. Blok Kendali Proses
• Dikenal sebagai Process Control Block (PCB)
  yakni sebagian memori dengan alamat tertentu
• Ketika terjadi penskalaran konteks, isi prosesor
  (register dan ALU) diganti dari isi proses 1 ke
  isi proses 2
• Ketika kembali ke proses 1, isi prosesor
  (register dan ALU) perlu kembali ke isi proses 1
  ketika proses 1 ditinggalkan oleh prosesor
• Agar isi proses 1 yang ditinggalkan diketahui
  oleh prosesor, maka sebelum ditinggalkan, isi
  proses 1 itu perlu dicatat
• Pencatatan isi prosesor ini dilakukan di bagian
  memori yang dikenal sebagai blok kendali proses

20
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• Setiap proses memiliki PCB sendiri. PCB dibentuk
  ketika proses terbentuk dan PCB dihapus ketika
  proses rampung
• PCB bersisi catatanisi register dan ALUdan
  catatan lain yangdiperlukan

Proses2
Proses1
PCB 1
PCB 2
21
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• Ketika prosesor kembali ke proses untuk
  melanjutkan proses, isi PCB dimuat kembali ke
  prosesor

Dilanjutkan
Terhenti
Proses1
Proses1
PCB 1
22
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• 6. Antrian di depan prosesor
• Jika jumlah proses yang serentak dikerjakan oleh
  prosesor cukup banyak maka terjadi antrian di
  depan prosesor

Antrian
Rampung
Prosesor
Alat MK
Berkas
Antrian
23
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• 7. Prioritas dan Penggusuran
• Berdasarkan kepentingan, antrian dapat diubah
  sehingga terdapat prioritas
• Dan dapat juga terjadi penggusuran

Antrian
Prosesor
Prioritas
Gusur keluar
Antrian
Prosesor
24
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• C. Eksepsi
• 1. Eksepsi Pada Prosesor
• Penghentian kerja prosesor dikenal sebagai
  eksepsi
• Eksepsi terjadi karena dua hal
• Terjadi kekeliruan atau menghidari kekeliruan
  pada komputer
• Terjadi penskalaran konteks
• Eksepsi karena terjadi kekeliruan dikenal
  sebagai trap
• Eksepsi karena pensaklaran konteks dilakukan
  melalui interupsi

25
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• 2. Trap
• (a) Trap Sistem
• Untuk mencegah prosesor mengulang-ulangi
  beberapa bagian proses (simpal, loop) maka
  prosesor sengaja dihentikan secara periodik

Perlu dicegah
Prosesor
Trap sistem
Alat MK
Berkas
26
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• (b) Trap Prosesor
• Terjadi kekeliruan pada prosesor, misalnya,
  karena
• Mencoba membagi dengan nol
• Mencoba instruksi yang tidak dikenal
• Stek sudah terisi penuh
• (c) Trap Memori
• Terjadi kekeliruan pada memori, misalnya, karena
• Mencoba alamat yang tidak ada
• Mencoba alamat yang terlarang
• Mengoperasikan data yang tidak sah

27
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• (d) Trap Alat Masukan-Keluaran
• Terjadi kekeliruan pada alat masukan-keluaran,
  misalnya, karena
• Mengakses alat mk yang tidak ada
• Kemacetan pada alat mk
• (e) Trap Berkas
• Terjadi kekeliruan pada berkas, misalnya, karena
• Mengakses berkas yang tidak ada
• Mengakses berkas yang rusak
• (f) Nonmaskable Inturrupt
• Nonmaskable interrupt adalah suatu trap

28
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• 3. Penanganan Trap
• Jika terjadi trap, maka komputer akan macet,
  sehingga diperlukan penanganan trap
• Di dalam sistem operasi terdapat modul
  penanganan trap
• Cara penanganan
• Menanggulangi melalui koreksi
• Menanggulangi melalui pengulangan
• Menanggulangi melalui keluar dari kemacetan
• Keluar dari kemacetan
• Mendeteksi jenis kekeliruan
• Menampilkan berita keliru
• Melepaskan semua komponen komputer
• Mengembalikan kendali ke sistem operasi

29
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• 4. Interupsi
• Interupsi terjadi pada saat pensaklaran konteks,
  dari satu proses ke proses lainnya
• Ada interupsi yang telah disiapkan, misalnya, ke
  alat masukan-keluaran tertentu (tampilan,
  cetakan, dan sejenisnya)
• Pada sistem operasi tertentu, interupsi demikian
  telah diberi nomor urut, misalnya,
• INT (nomor tertentu)
• Biasanya tersedia modul penangangan interupsi di
  dalam sistem operasi untuk menangani interupsi

30
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• 5. Penangan Interupsi
• Di dalam sistem operasi tersedia modul untuk
  menangani interupsi
• Langkah penanganan mencakup, misalnya,
• Instruksi yang sedang dikerjakan diteruskan
  sampai rampung
• Semua isi prosesor disalin ke dalam PCB
• Jenis dan sumber interupsi diidentifikasi
• Pekerjaan diteruskan ke proses yang menjadi
  tujuan interupsi
• Apabila interupsi adalah kembali ke proses yang
  ditinggalkan maka
• Isi PCB disalin kembali ke prosesor sehingga
  pekerjaan yang terhenti dapat dilanjutkan

31
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• Trap dan Interupsi
• Trap / interupsi
• Catat ke PCB
• Penyebab?
• Rampung Keliru Proses Perlu MK
  Selesai MK
• lain
• Berita
  Mulai
• Ke proses keliru
• Berikut Melaku-
  Tanda
• kan
  selesai

32
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• D. Status Proses
• 1. Proses pada Prosesor
• Pada proses serentak, ada sejumlah proses
  mengantri di depan prosesor. Mereka memiliki
  status masuk dan status siap
• Ada proses yang sedang dikerjakan oleh prosesor.
  Mereka memiliki status kerja
• Ada proses yang mengakhiri prosesor karena akan
  ke alat masukan-keluaran atau berkas. Mereka
  memiliki status terhenti
• Ada proses yang digusur keluar dari prosesor dan
  mengantri untuk dilanjutkan. Mereka memiliki
  status tertahan
• Ada proses yang telah rampung dikerjakan di
  prosesor. Mereka memiliki status rampung

33
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• Berbagai Status Proses di Prosesor

Trap sistem
Masuk
Siap
Kerja
Rampung
Ke MK
Terhenti
tergusur
diteruskan
Tertahan
34
--------------------------------------------------
----------------------------Bab
2------------------------------------------------
------------------------------

• 2. Diagram Status Proses

Tergusur (tertahan)
rampung
Prosesor
Masuk
Siap
Kerja
Trap sistem
Alat MK
Ke MK (terhenti)
Berkas
Ke berkas(terhenti)