Computer, Operating System and File System Overview

Computer and Operating System Overview

Basic Elements in a Computer System

• Processor, bagian pada computer yang mengatur semua proses pada computer.
• Main Memory atau Ram, bekerja sebagai memory yang dapat melakukan berbagai proses seperti create, read, update dan delete. Ram juga bersifat volatile atau tidak permanent.
• I/O Modules, terdiri atas:

1. Secondary memory atau hard disk
2. Communication equipments
3. Terminals

• System Bus, Komunikasi antara processor, memory, dan I/O modules.

Program Counter (PC) akan mengambil instruksi dari Memory Buffer Register (MBR) yang kemudian akan di copy dan di paste ke Instruction Register (IR). Instruksi yang terdapat di IR yang akan di execute. Memory Address Register (MAR) berisikan alamat – alamat dari instruksi yang akan diambil (read) ataupun alamat dimana instruksi digunakan.

Instruction Cycle

Arithmetic Logic Unit (ALU) adalah tempat dimana data diproses untuk dilakukan perhitunga – perhitungan tertentu. Control Unit mengambil data dari memory yang kemudian men – decode dan disesuaikan dengan operasi yang ada sebelum dikirim ke bagian lain pada computer. Accumulator terdapat pada ALU sementara PC dan IR ada pada Control Unit kemudian MAR dan MBR ada pada processor.

1. Processor mengambil instruksi dari memory
2. PC menyimpan alamat dari instruksi yang akan diambil berikutnya.
3. PC akan melakukannya terus setelah selesai mengambil

Tipe dari instruksi:

1. Processor – Memory, mengirim data antara processor dan memory
2. Processor – I/O, mengirim data ke atau dari perangkat device
3. Data Processing, Arithmetic atau logic data di operasikan
4. Control, mengubah alur dari eksekusi

Execution Cycle

Pipelining

Superscalar

Interrupt

1. Menghentikan alur eksekusi yang seharusnya dengan mengutamakan proses yang lebih penting
2. Menambah efisiensi dari proses
3. Memunkinkan processor meng- eksekusi instruksi disaat operasi I/O sedang dalam proses
4. Proses yang ditangguhkan akan dilanjutkan setelah proses yang didahulukan telah selesai

Classes of Interrupts

Interrupt Handler

1. Program akan menentukan secara alami kapan harus melakukan interrupt dan bekerja terhadap aksi yang dibutuhkan
2. Control akan dikirikan ke program ini (interrupt handler)
3. Secara umum adalah bagian dari operating system

Instruksi Cycle dengan Interrupt

Jika tidak ada interrupt maka akan menjalankan program berikutnya, jika interrupt tertahan maka program selanjutnya yang akan di eksekusi akan ditahan dan interrupt handler akan berjalan untuk memastikan interrupt berjalan.

Simple Interrupt Processing

 

Memory Hierarchy

Paling atas memiliki kecepatan tercepat.

Disk Cache

Dimana data yang sebelumnya sudah pernah kita akses dari server akan tersimpan di cache sehingga dapat mempercepat kinerja.

1. L1 Cache dibagi menjadi dua, satu untuk menyimpan instruksi dan satunya menyimpan data
2. L2 Cache adalah fast access memory yang terletak antara CPU dan main memory
3. L3 Cache adalah highest access memory antara motherboard dan CPU

Ide dari cache akan dimasukkan secara bertahap ke instruksi atau data di memory yang memunkinkan untuk diakses. Ide yang dimaksud adalah untuk mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk memunculkan content.

Operating System

1. Program yang mengontrol eksekusi dari aplikasi program
2. Interface antara aplikasi dan hardware
3. Membuat computer nyaman digunakan
4. Memastikan efisiensi dari resource system computer
5. Mengizinkan development yang efektif, testing dan memperkenalkan system baru tanpa adanya gangguan.

Computer Hardware dan Software Structure

Operating System Service

• Program Development
• Program Execution
• Access to I/O Devices
• Controlled Access to Files
• System Access
• Error Detection and Response
• System Accounting

Operating System sebagai Resource Manager

Evolusi dari Operating System

• Serial Processing
• Simple Batch System
• Multi-programming
• Time Sharing System
• Multi-processor System

Multi-Programming

System Calls

System call mengunakan programming sebagai interface dalam melakukan service terhadap OS. Menggunakan Catau C++. Kebanyakan menggunakan Application Program Interface (API) sebagai system call.

File System Introduction

File System

1. File system digunakan untuk mengatur file dan mengatur akses menuju data
2. File system memungkinkan untuk melakukan file management, membantu file storage management, mekanisme integritas file dan file akses method
3. File System secara primary mengatur secondary storage (disk)

File System memiliki meta data yang berisi:

1. Informasi pemilik dan group
2. Waktu
3. Izin

Beberapa contoh umum dari file system:

1. UFS (Unix File System)
2. HSFS (High Sierra File System) also known as ISO9660
3. EXT2
4. FAT32
5. HFS+
6. Elephant FS

Unix File System

Meskipun berbeda versi Unis tetapi harus tetap mengikuti struktur yang sama.

File system menetapkan logical hierarchy untuk mewakili object yang dibuat oleh user. Dapat mewakili seluruh namespace bahkan spanning across disks.

Terdapat dua cara untuk mengidentifikasi file di dalam file system.

1. Pertama adalah dengan meng - spesifik absolute pathname. Absolute Pathname adalah path dari file root system. Dapat mewakili posisi object dari spesifik path di hierarchy.
2. Kedua adalah dengan menggunakan relative pathname. Relative pathname tidak diawali dengan / . Hal ini menandakan file bisa ditemukan sebagai relative ke lokasi pada

Terdapat enam dasar file system:

1. Regular files.
3. Links (termasuk link dalam bentuk simbol).
4. Special Files.
5. Named Pipes.

Regular File

Regular file di Unix berisikan ASCII (American Standard Code for Information Interchange) atau data binary. Pada kasus data binary, maka aplikasi akan dibaca atau ditulis sesuai dengan format binary tersebut. Regular file bisa tidak berisikan atau banyak blocks pada file system. Meskipun begitu hanya akan ada satu file saja yang menempati incode.

Directory

Melakukan maping antara nama file dengan lokasi dimana file itu berada.

Special File

Special file tidak mengandung data, contohnya biasa digunakan sebagai map physical device atau service untuk file system.

Terdapat dua jenis special file:

1. Block Special, adalah file yang terasosiasi dengan struktur block device contohnya Disk. Seperti device yang mengirim data kea tau dari memori computer di dalam block.
2. Character Special, adalah device yang dapat berkomunikasi menggunakan karakter. Contohnya terimal dan printer.

Named Pipe

File management dianggap sebagai bagian dari system operasi. Input ke aplikasi menggunaka file. Output akan disimpan sebagai file dalam jangka waktu yang panjang.

Softlinks and Hardlinks

Hardlink adalah penghubung file yang hanya berada pada system file yang sama. Ingat file system mengandung incode dan setiap file hanya menempati satu incode. Karena keseluruhan dari file system tersusun dari file system terkecil yang berarti angka dari incode tidak unik pada system yang ada. Pada kasus hard link, incode tidak diguankan untuk membuat seperti link menggunakan directory entry.

Soft link dapat diisi pada file system. Sehingga memungkinkan adanya soft link yang berbeda pada Disk meskipun via network. Soft link secara umum menggunakan symbolic link.

File Sharing dan Mounting

Akses File Name

1. Menggunakan absolute pathname, dimulai dari root sampai tujuan yang diinginkan
2. Menggunakan relative pathname, dimulai dari posisi saat itu kita berada
3. . (dot) untuk balik ke directory sebelumnya
4. .. untuk kembali ke directory parent

- rwx rwx r--   1  root   root     0  May 10 11.37     notes

- rwx r-x --x   1  john   csci212  0  May 13 11.35     ex1.cpp

d rwx r-- --x   1  john   csci212  0  May 18 10.30     assgts

- rwx r-x r--   2  deleon csci212  0  May 19 16.30     ex2.cpp

The first bit shows the file type

-     Regular file

d    Directory

b    block special file

c    character special file

• Twitter
• Facebook
• Google
• Tumblr
• Pinterest