soal dan jawaban V-class SO 2

Perangkat Keras I/O
1. Gambarkan diagram dari Interrupt Driven I/O Cycle.
2. Sebutkan langkah-langkah dari transfer DMA!
3. Apakah perbedaan dari polling dan interupsi?
4. Apa hubungan arsitektur kernel yang di-thread dengan implemen tasi interupsi?
#jawab#
1.

 
2. langkahnya:

• Prosesor menyiapkan DMA transfer dengan menyedia kan data-data dari device, operasi yang akan ditampilkan, alamat memori yang menjadi sumber dan tujuan data, dan banyaknya byte yang di transfer.
• DMA controller memulai operasi (menyiapkan bus, menyediakan alamat, menulis dan membaca data), sampai seluruh blok sudah di transfer.
• DMA controller meng-interupsi prosesor, dimana selanjutnya akan ditentukan tindakan berikutnya.

3. polling adalah ketika host mengalami looping yaitu membaca status register secara terus-menerus sampai status busy di-clear. Interupsi dalam teknologi informasi merujuk kepada sebuah permintaan terhadap layanan dari CPU yang dibuat baik secara eksternal oleh sebuah perangkat keras (sebagai contoh: oleh disk drive, atau port I/O) atau secara internal oleh CPU itu sendiri.

4.


Interface Aplikasi I/O
1. Kenapa dibutuhkan interface pada aplikasi I/O?
2. Apa tujuan adanya device driver? Berikan contoh keuntungan yang kita dapatkan dengan adanya hal ini!
#jawab#
1. untuk mempermudah dalam pengaksesan.

2. Tujuan dari adanya lapisan device driver ini adalah untuk menyembunyikan perbedaan-perbedaan yang ada pada device controller dari subsistem I/O pada kernel.
Karena subsistem I/O independen dari hardware maka hal ini akan sangat menguntungkan dari segi pengembangan hardware. Tidak perlu menunggu vendor sistem operasi untuk mengeluarkan support code untuk hardware-hardware baru yang akan dikeluarkan oleh vendor hardware.




Kernel I/O Subsystem
1. Apakah yang dimaksud dengan proses pooling? (jelaskan dengan jelas)
2. Mengapa diperlukan proses pooling?
3. Apakah yang dimaksud dengan buffer?
4. Jelaskan dengan singkat mengenai I/O Scheduling!
#jawab#
1. Busy-waiting/ polling adalah ketika host mengalami looping yaitu membaca status register secara terus-menerus sampai status busy di-clear. Pada dasarnya polling dapat dikatakan efisien. Akan tetapi polling menjadi tidak efisien ketika setelah berulang-ulang melakukan looping, hanya menemukan sedikit device yang siap untuk men-service, karena CPU processing yang tersisa belum selesai.


2. 


3.Buffer adalah area memori yang menyimpan data ketika mereka sedang dipindahkan antara dua device atau antara device dan aplikasi.


4.Untuk menjadualkan sebuah set permintaan I/O, kita harus menetukan urutan yang bagus untuk mengeksekusi permintaan tersebut. Scheduling dapat meningkatkan kemampuan sistem secara keseluruhan, dapat membagi device secara rata di antara proses-proses, dan dapat mengurangi waktu tunggu rata-rata untuk menyelesaikan I/O. Ini adalah contoh sederhana untuk menggambarkan definisi di atas.






Penanganan Permintaan I/O
1. Apakah kegunaan dari Streams pada Sistem V UNIX?
2. Jelaskan lifecycle dari permintaan pembacaan blok!
#jawab#
1. untuk membolehkan aplikasi untuk men-assemble pipeline dari kode driver secara dinamis.


2. Berikut dideskripsikan sebuah lifecycle yang tipikal dari sebuah permintaan pembacaan blok:

• Sebuah proses mengeluarkan sebuah blocking read system call ke sebuah file deskriptor dari berkas yang telah dibuka sebelumnya
• Kode system-call di kernel mengecek parameter untuk kebenaran. Dalam kasus input, jika data telah siap di buffer cache, data akan dikembalikan ke proses dan permintaan I/O diselesaikan.
• Jika data tidak berada dalam buffer cache, sebuah physical I/O akan bekerja, sehingga proses akan dikeluarkan dari antrian jalan (run queue) dan diletakkan di antrian tunggu (wait queue) untuk alat, dan permintaan I/O pun dijadwalkan. Pada akhirnya, subsistem I/O mengirimkan permintaan ke device driver. Bergantung pada sistem operasi, permintaan dikirimkan melalui call subrutin atau melalui pesan in-kernel.
• Device driver mengalokasikan ruang buffer pada kernel untuk menerima data, dan menjadwalkan I/O. Pada akhirnya, driver mengirim perintah ke device controller dengan menulis ke register device control
• Device controller mengoperasikan piranti keras device untuk melakukan transfer data.
• Driver dapat menerima status dan data, atau dapat menyiapkan transfer DMA ke memori kernel. Kita mengasumsikan bahwa transfer diatur oleh sebuah DMA controller, yang meggunakan interupsi ketika transfer selesai.
• Interrupt handler yang sesuai menerima interupsi melalui tabel vektor-interupsi, menyimpan sejumlah data yang dibutuhkan, menandai device driver, dan kembali dari interupsi.
• Device driver menerima tanda, menganalisa permintaan I/O mana yang telah diselesaikan, menganalisa status permintaan, dan menandai subsistem I/O kernel yang permintaannya telah terselesaikan.
• Kernel mentransfer data atau mengembalikan kode ke ruang alamat dari proses permintaan, dan memindahkan proses dari antrian tunggu kembali ke antrian siap.
• Proses tidak diblok ketika dipindahkan ke antrian siap. Ketika penjadwal (scheduler)
  mengembalikan proses ke CPU, proses meneruskan eksekusi pada penyelesaian dari system call.

Performa I/O
1. Gambarkan bagan mengenai komunikasi antar komputer
2. Bagaimana cara meningkatkan efisiensi performa I/O
3. Jelaskan mengenai implementasi dari fungsi I/
#jawab#
1.

2. cara meningkatkan perfoma I/O

• Menurunkan jumlah alih konteks.
• Mengurangi jumlah pengkopian data ke memori ketika sedang dikirimkan antara device dan aplikasi.
• Mengurangi frekuensi interupsi, dengan menggunakan ukuran transfer yang besar, smart controller, dan polling.
• Meningkatkan concurrency dengan controller atau channel yang mendukung DMA.
• Memindahkan kegiatan processing ke perangkat keras, sehingga operasi kepada device controller dapat berlangsung bersamaan dengan CPU.
• Menyeimbangkan antara kinerja CPU, memory subsystem, bus, dan I/O.

3. Pada dasarnya kita mengimplementasikan algoritma I/O pada level aplikasi. Hal ini dikarenakan kode aplikasi sangat fleksible, dan bugs aplikasi tidak mudah menyebabkan sebuah sistem crash. Lebih lanjut, dengan mengembangkan kode pada level aplikasi, kita akan menghindari kebutuhan untuk reboot atau reload device driver setiap kali kita mengubah kode. Implementasi pada level aplikasi juga bisa sangat tidak efisien. Tetapi, karena overhead dari alih konteks dan karena aplikasi tidak bisa mengambil keuntungan dari struktur data kernel internal dan fungsionalitas dari kernel (misalnya, efisiensi dari kernel messaging, threading dan locking.



Struktur Disk
1. Sebutkan bagian-bagian dari disk
2. Apa keuntungan penggunaan pemetaan pada disk?
#jawab#
1. Disk menyediakan penyimpanan sekunder bagi sistem komputer modern. Magnetic tape sebelumnya digunakan sebagai media penyimpanan sekunder, tetapi waktu aksesnya lebih lambat dari disk. Oleh karena itu, sekarang tape digunakan terutama untuk backup, untuk penyimpanan informasi yang tidak sering, sebagai media untuk mentransfer infromasi dari satu sistem ke sistem yang lain, dan untuk menyimpan sejumlah data yang terlalu besar untuk sistem disk.

2. Dengan menggunakan pemetaan, kita dapat minimal dalam teori mengubah sebuah nomor blok logikal ke sebuah alamat disk yang bergaya lama (old-style disk address) yang terdiri atas sebuah nomor silinder, sebuah nomor trek di silinder tersebut, dan sebuah nomor sektor di trek tersebut.