1. Software Komputer adalah sekumpulan komponen-komponen canggih yang dapat melakukan perhitungan kompleks dengan cepat. Kita sangat membutuhkan peranan komputer untuk menyelesaikan permasaahan kita sehari hari. Namun, komputer hanya mengenali 0 dan 1. Oleh karena itu kita butuh suatu perangkat yang dapat menghubungkan kita agar bisa berkomunikasi dengan komputer dan komputer dapat mengkomunikasikan output kepada kita. Perangkat itu adalah software. Meskipun CPU komputer dapat memproses informasi dengan cepat, dia tidak tahu apa yang harus dilakukan. Prosesor butuh sekumpulan intruksi untuk dijalankan. Sekumpulan intruksi itu adalah program. Program yang canggih sekalipun hanyalah kumpulan dari operasi operasi sederhana seperti aritmetika (seperti 2+5 = 7) dan operasi logika ( seperti membandingkan x > y) yang sangat banyak dan dilakukan berurutan dengan cepat (sekumpulan instruksi yang berurutan disebut juga algoritma) . Software dibagi menjadi : a. Software sistem Berfungsi untuk mengendalikan hardware komputer , menjadi penghubung antara pengguna dengan hardware dan menyediakan platform untuk software aplikasi bekerja. b. Software Aplikasi Software yang dibuat untuk tujuan spesifik. Contohnya seperti pengolah kata, pengolah angka , dll.
1.2. Software Sistem : BIOS BIOS (Basic Input Output System) adalah software yang dibutuhkan sebuah komputer untuk memulai proses booting (proses menyalakan komputer). Ketika kita pertama kali menyalakan komputer, CPU butuh instruksi mengenai apa yang dia harus lakukan. Namun, kumpulan instruksi itu ada di dalam sistem operasi yang tersimpan di Gambar 1. BIOS , tersimpan dalam Read Only dalam harddisk. CPU butuh instruksi untuk Memory. Sumber Gambar : computer.howstuffworks.com mengakses sistem operasi di dalam harddisk. Oleh karena itu, BIOS memberikan intruksi kepada CPU untuk mengakses sistem operasi. BIOS tersimpan pada Read Only Memory. Tugas BIOS adalah : a. Melakukan prosedur Power On Self Test untuk memastikan keadaan komponen hardware komputer dalam keadaan normal
b. Mengaktivasi BIOS pada hardware yang lain c. Mengatur input output komputer saat booting berlangsung d. Pengaturan pada hardware komputer
Hal yang dilakukan BIOS pada saat komputer dinyalakan adalah : 1. Ketika tombol power dinyalakan, arus listrik akan mengalir ke setiap komponen hardware komputer. Komputer akan menunggu sampai arus listrik mencukupi lalu memberikan Power Good Signal ke CPU. 2. BIOS akan mengecek pengaturan hardware komputer di CMOS (Complmentary Metal Oxide Semiconductor, chip yang berisi informasi mengenai pengaturan hardware) 3. BIOS akan menjalankan interrupt handler. Interrupt handler adalah program penerjemah sinyal dari input agar bisa dimengerti oleh sistem operasi. Contohnya, ketika keyboard ditekan, sinyal dari keyboard akan diproses interupt handler untuk diteruskan kepada OS (Operating System) . Gambar 2. Sebuah cuplikan kode interrupt handler untuk memproses sinyal dari keyboard
4. BIOS akan menjalankan device driver. Device driver adalah software pengendali komponen hardware pada komputer. Fungsi device driver adalah membuat suatu hardware agar bisa dikenali oleh OS. Dengan device driver, OS dapat memerintahkan suatu hardware untuk melakukan suatu aksi. Contohnya, saat pengguna mengklik tombol print, OS akan memerintahkan device driver printer untuk melakukan pencetakan, device driver akan mengendalikan printer untuk melakukan pencetakan. 5. Alamat kerja pada CPU (register) akan terarah ke BIOS (alamat memori 0xFFFF0). BIOS akan mengintruksikan CPU untuk melakukan hal hal penting yang harus dilakukan saat komputer pertama kali dilakukan. 6. BIOS akan mengecek apakah komputer ini dinyalakan (coldboot) atau hanya direstart (warmboot) dengan mengecek alamat memori 0000:0472. Jika alamat itu bernilai 1234h , maka komputer sedang melakukan reboot dan BIOS tidak akan melakukan lagi prosedur pengecekan hardware, karena komputer sukses melakukan booting sebelumnya . 7. Jika BIOS mendeteksi bahwa komputer sedang melakukan cold booting (komputer dinyalakan dari keadaan mati), BIOS akan melakukan prosedur
pengecekan komponen hardware komputer yang disebut dengan Power on Self Test (POST). BIOS akan mengecek RAM (dengan cara read&write tiap alamat memori di RAM ) , mengecek sambungan PS/2 (untuk keyboard dan mouse),dan mengecek PCI Bus (Peripheral Component Interconnect) . Jika BIOS menemukan adanya hardware yang error, proses booting akan terhenti dan terdengar suara “beep” 8. Setelah memastikan bahwa setiap komponen hardware pada komputer dalam keadaan normal. BIOS akan menampilkan informasi sistem ke layar. Informasi yang ditampilkan biasanya adalah processor,floppy disk, harddrive, memory, versi BIOS, tanggal BIOS & VGA. 9. Lalu, BIOS akan mencari dimana sistem operasi berada untuk melanjutkan proses boot. Sistem operasi terletak dalam perangkat boot, seperti floppy disk, cdrom atau harddisk. Informasi mengenai perangkat boot apa saja yang ada di dalam komputer terletak pada CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) , memori yang menyimpan informasi mengenai pengaturan hardware, pengaturan waktu sistem & daftar perangkat boot. BIOS akan mengecek informasi boot di CMOS. Jika informasi di dalam CMOS menyatakan bahwa daftar perangkat boot yang tersedia di komputer itu adalah : a. FloppyDisk b. CDROM c. Harddisk Maka, BIOS akan pertama kali mencari sistem operasi di floppy disk. Jika tidak ditemukan , maka ia akan mencari ke CDROM. Begitu seterusnya. 10. Setelah BIOS menemukan perangkat boot yang mengandung sistem operasi, BIOS akan mencari master boot record. Master boot record adalah semacam daftar isi dari sebuah harddisk. Di dalam master boot record , terdapat informasi mengenai dimana intruksi untuk menjalankan sistem operasi & dimana alamat setiap data pada harddisk. Master boot record berukuran 512 byte, dan terletak pada sektor paling pertama dalam harddisk, yaitu di sektor 1, silinder 0 , head 0.
Gambar 2. Struktur MBR Sumber gambar : http://www.powerdatarecovery.com/images/tu/tu007/MBR.png
Struktur MBR adalah sebagi berikut : a. Bootloader (446 byte) Program kecil yang mengandung intruksi untuk menjalankan sistem operasi ke memori b. Partition Table Informasi mengenai ukuran dan lokasi partisi (pembagian) harddisk. Sebagai contoh, sebuah harddisk 400GB dapat kita bagi menjadi dua harddisk , harddisk pertama (partisi pertama) berkapasitas 200GB dan harddisk kedua (partisi kedua) berkapasitas 200GB. c. Magic Number Sebuah angka yang menunjukkan bahwa boot sukses dijalankan. 11. Setelah proses ini, keberadaan BIOS di memori akan digantikan oleh Sistem Operasi. Tugas BIOS sudah selesai dan sistem operasi akan mengambil alih kendali.
1.3. Software Sistem : Sistem Operasi Sistem operasi adalah seperangkat program yang bertugas untuk mengatur hardware komputer (seperti mengatur prosesor, memori, alokasi harddisk, input output , dll) dan memudahkan software lain untuk berkomunikasi dengan hardware . Sistem operasi juga memudahkan pengguna untuk berkomunikasi dengan hardware tanpa harus mengerti
bahasa mesin. Program aplikasi juga sangat membutuhkan sistem operasi. Karena sistem operasi menyediakan program aplikasi akses ke CPU, alokasi memori dan input/output. Tugas utama sistem operasi dapat dibagi menjadi 6 aspek : a. Processor Management Processor hanya bisa memroses satu perintah saja , namun dengan sistem operasi kita dapat menjalankan berbagai program sekaligus (multitasking). Hal ini dapat terjadi karena sistem operasi melakukan manajemen prosesor. Cara kerjanya adalah, setiap beberapa mikrosekon (tergantung kecepatan sistem) sistem operasi memberhentikan proses program pertama yang sedang dilakukan prosesor, menampung apa yang sedang dilakukan prosesor saat itu ke memori dan memaksa prosesor untuk menjalankan proses program kedua. Beberapa mikrosekon kemudian, siklus ini berulang dan proses program kedua digantikan oleh oleh proses program selanjutnya, dan pada akhirnya akan kembali ke proses program pertama. Karena selang waktu yang sangat singkat, setiap proses akan tampak seperti sedang berlangsung dengan bersamaan. Untuk menjalankan siklus diatas, sistem operasi membutuhkan informasi mengenai setiap proses yang dilakukan. Informasi itu disebut dengan Process Control Block. Informasi yang dikandung adalah : 1. Nomor ID untuk identifikasi setiap proses 2. Alamat dimana lokasi program & data ketika terakhir diproses (dalam siklus yang tadi) 3. Isi pemrosesan yang dilakukan prosesor (Register) 4. Status proses sekarang (Sedang diproses/menunggu input dari pengguna untuk diproses) 5. Prioritas proses 6. Perangkat Input / Output yang dibutuhkan oleh proses itu b. Memory management Seperti yang telah dibahas di atas. Prosesor hanya dapat melakukan satu intruksi dalam waktu yang sama, namun proses yang dilakukan untuk menjalankan suatu program pastilah sangat banyak. Oleh karena itu, proses tersebut akan disimpan sementara (mengantri) di memori, lalu diproses di CPU. Untuk meningkatkan kemampuan komputer untuk menjalankan proses yang lebih banyak, dibutuhkan tempat penampung proses (memori) yang lebih besar pula. Oleh karena itu, memori yang berupa RAM (Random Access Memory) dapat ditingkatkan dengan menggantinya dengan RAM yang berkapasitas lebih besar. Namun, cara ini membutuhkan biaya yang mahal. Meskipun demikian, sistem operasi dapat meningkatkan kapasitas memori tanpa harus membeli RAM yang baru. Sistem operasi dapat
memindahkan informasi proses itu di harddisk, mengubah harddisk itu menjadi memori. Teknik ini disebut juga dengan virtual-memory. Sistem operasi bertugas untuk mengalokasikan penggunaan memori agar setiap program dapat berjalan dengan normal. Berdasarkan kecepatan akses datanya, memori dapat dibagi menjadi tiga jenis : a. High-speed cache Terletak di CPU, berkecepatan akses tinggi namun memiliki kapasitas yang kecil b. Main memory. Random Access Memory. Digunakan sebagai memori yang utama. c. Secondary memory Virtual memory. Kecepatan akses rendah. Sistem operasi harus mengalokasikan penempatan proses berdasarkan ketersediaan kapasitas dari ketiga memori ini c. Device Management Penghubung antara sistem operasi dan hardware komputer adalah device driver. Driver adalah penerjemah sinyal listrik dari hardware komputer ke bahasa pemrograman tingkat tinggi yang dimengerti oleh sistem operasi. Sistem operasi dapat mengatur dan memerintahkan hardware tersebut menggunakan driver. d. Aplication Program Interface (API) Dengan driver , software dapat menggunakan perangkat hardware tanpa harus mengerti komponen komponen hardware secara detil. Dengan API , programmer dapat menggunakan sistem komputer tanpa harus mengerti komponen komponen sistem komputer secara detil. Contoh , sistem operasi menyediakan API makeFile(lokasifile,namafile) , programmer cukup menggunakan API tersebut untuk membuat file. Programmer tidak harus mengerti cara mengalokasikan data pada harddisk, karena hal itu akan dilakukan oleh sistem operasi. Programmer dapat memerintahkan komputer untuk melakukan sesuatu dengan menggunakan API. e. User Interface User Interface adalah struktur yang menghubungkan pengguna dengan komputer. Dibagi menjadi 2 : a. Character User Interface Pengguna dapat menggunakan komputer dengan menuliskan perintah perintah tertentu. b. Graphic User Interface Pengguna dapat menggunakan komputer dengan mengarahkan mouse ke objek tertentu (seperti icon, dll)
1.4. Software Aplikasi Software aplikasi adalah software yang dibuat untuk tujuan seperti. Contohnya seperti program pengolah kata, program pengolah angka, game, pemutar video, dll. Software aplikasi tidak dapat berjalan sendiri, dia membutuhkan sistem operasi agar bisa berjalan. Software aplikasi dibuat menggunakan bahasa pemrograman. Bahasa pemrograman yang digunakan biasanya berjenis high level language (bahasa pemrograman yang mirip dengan bahasa manusia) . Karena komputer hanya mengerti on(1) dan off(0). Bahasa ini harus dikonversikan dulu dalam beberapa tahap karena komputer tidak mengerti bahasa manusia . Tahap pertama, source code (kode program yang menggunakan high level language) dikonversikan menjadi object code yang menggunakan bahasa assembly (bahasa pemrograman yang menggunakan kata dan angka untuk merepresentasikan angka biner) oleh assembler. Lalu, bahasa assembly diubah menjadi bahasa mesin
