Sistem Operasi
Sitem
Operasi
“Sistem operasi merupakan sebuah penghubung antara
pengguna dari komputer dengan perangkat keras komputer. “
Sebelum ada sistem operasi, orang hanya mengunakan
komputer dengan menggunakan sinyal analog dan sinyal digital. Seiring dengan berkembangnya
pengetahuan danteknologi, pada saat ini terdapat berbagai sistem operasi dengan
keunggulan masing-masing. Untuk lebih memahami sistem operasi maka sebaiknya
perlu diketahui terlebih dahulu beberapa konsep dasar mengenai sistem operasi
itu sendiri.Pengertian sistem operasi secara umum ialah pengelola seluruh
sumber-daya yang terdapat pada sistem komputer dan menyediakan sekumpulan
layanan (system calls) ke pemakai sehingga memudahkan dan menyamankan
penggunaan serta pemanfaatan sumber-daya sistem komputer.
Fungsi
Dasar
Sistem komputer pada dasarnya terdiri dari empat
komponen utama, yaitu perangkat-keras, program aplikasi, sistem-operasi, dan
para pengguna. Sistem operasi berfungsi untuk mengatur dan mengawasi penggunaan
perangkat keras oleh berbagai program aplikasi serta para pengguna. Sistem
operasi berfungsi ibarat pemerintah dalam suatu negara, dalam arti membuat
kondisi komputer agar dapat menjalankan program secara benar. Untuk menghindari
konflik yang terjadi pada saat pengguna menggunakan sumber-daya yang sama,
sistem operasi mengatur pengguna mana yang dapat mengakses suatu sumber-daya.
Sistem operasi juga sering disebut resource allocator. Satu lagi fungsi penting
sistem operasi ialah sebagai program pengendaliyang bertujuan untuk menghindari
kekeliruan (error) dan penggunaan komputer yang tidak perlu.
Tujuan
Mempelajari Sistem Operasi
Tujuan mempelajari sistem operasi agar dapat merancang
sendiri serta dapat memodifikasi sistem yang telah ada sesuai dengan kebutuhan
kita, agar dapat memilih alternatif sistem operasi, memaksimalkan penggunaan
sistem operasi dan agar konsep dan teknik sistem operasi dapat diterapkan pada
aplikasi-aplikasi lain.
Sasaran
Sistem Operasi
Sistem operasi mempunyai tiga sasaran utama yaitu
kenyamanan membuat penggunaan komputer menjadi lebih nyaman, efisien penggunaan
sumber daya sistem komputer secara efisien, serta mampu berevolusi sistem
operasi harus dibangun sehingga memungkinkan dan memudahkan pengembangan,
pengujian serta pengajuan sistem-sistem yang baru.
Sejarah
Sistem Operasi
Menurut Tanenbaum, sistem operasi mengalami perkembangan
yang sangat pesat, yang dapat dibagi kedalam empat generasi:
• Generasi Pertama (1945-1955)
Generasi pertama merupakan awal perkembangan sistem
komputasi elektronik sebagai pengganti sistem komputasi mekanik, hal itu
disebabkan kecepatan manusia untuk menghitung terbatas dan manusia sangat mudah
untuk membuat kecerobohan, kekeliruan bahkan kesalahan. Pada generasi ini belum
ada sistem operasi, maka sistem komputer diberi instruksi yang harus dikerjakan
secara langsung.
• Generasi Kedua (1955-1965)
Generasi kedua memperkenalkan Batch Processing System,
yaitu Job yangdikerjakan dalam satu rangkaian, lalu dieksekusi secara
berurutan.Pada generasi ini sistem komputer belum dilengkapi sistem operasi,
tetapi beberapa fungsi sistem operasi telah ada, contohnya fungsi sistem
operasi ialah FMS dan IBSYS.
• Generasi Ketiga (1965-1980)
Pada generasi ini perkembangan sistem operasi dikembangkan
untuk melayani banyak pemakai sekaligus, dimana para pemakai interaktif
berkomunikasi lewat terminal secara on-line ke komputer, maka sistem operasi
menjadi multi-user (di gunakan banyak pengguna sekaligus) dan multi-programming
(melayani banyak program sekaligus).
• Generasi Keempat (Pasca 1980an)
Dewasa ini, sistem operasi dipergunakan untuk jaringan
komputer dimana pemakai menyadari keberadaan komputer-komputer yang saling
terhubung satu sama lainnya. Pada masa ini para pengguna juga telah dinyamankan
dengan Graphical User Interface yaitu antar-muka komputer yang berbasis grafis
yang sangat nyaman, pada masa ini juga dimulai era komputasi tersebar dimana komputasi-komputasi
tidak lagi berpusat di satu titik, tetapi dipecah dibanyak komputer sehingga tercapai
kinerja yang lebih baik.
Layanan
Sistem Operasi
Sebuah sistem operasi yang baik menurut Tanenbaum
harus memiliki layanan sebagai berikut:
1.
pembuatan
program, eksekusi program, pengaksesan I/O Device, pengaksesan terkendali terhadap
berkas pengaksesan sistem, deteksi dan pemberian tanggapan pada kesalahan,
serta akunting.
2.
Pembuatan program yaitu sistem operasi
menyediakan fasilitas dan layanan untukmembantu para pemrogram untuk menulis
program; Eksekusi Program yang berarti Instruksi-instruksi dan data-data harus
dimuat ke memori utama, perangkat-parangkat masukan/ keluaran dan berkas harus
di-inisialisasi, serta sumber-daya yang ada harus disiapkan, semua itu harus di
tangani oleh sistem operasi;
3.
Pengaksesan I/O Device, artinya Sistem Operasi
harus mengambil alih sejumlah instruksi yang rumit dan sinyal kendali
menjengkelkan agar pemrogram dapat berfikir sederhana dan perangkat pun dapat
beroperasi; Pengaksesan terkendali terhadap berkas yang artinya disediakannya
mekanisme proteksi terhadap berkas untuk mengendalikan pengaksesan terhadap
berkas; Pengaksesan sistem artinya pada pengaksesan digunakan bersama (shared system);
Fungsi pengaksesan harus menyediakan proteksi terhadap sejumlah sumber-daya dan
data dari pemakai tak terdistorsi serta menyelesaikan konflik-konflik dalam
perebutan sumber-daya; Deteksi dan Pemberian tanggapan pada kesalahan
Struktur Komputer
Struktur sebuah sistem komputer dapat dibagi menjadi:
• Sistem Operasi Komputer.
• Struktur I/O.
• Struktur Penyimpanan.
• Storage Hierarchy.
• Proteksi Perangkat Keras.
Sistem
Operasi Komputer
Dewasa ini sistem komputer multiguna terdiri dari CPU
(Central Processing Unit); serta sejumlah device controller yang dihubungkan
melalui bus yang menyediakan akses ke memori. Setiap device controller bertugas
mengatur perangkat yang tertentu (contohnya disk drive, audio device, dan video
display). CPU dan device controller dapat dijalankan secara bersamaan, namun
demikian diperlukan mekanisme sinkronisasi untuk mengatur akses ke memori. Pada
saat pertama kali dijalankan atau pada saat boot, terdapat sebuah program awal
yang mesti dijalankan. Program awal ini disebut program bootstrap. Program ini
berisi semua aspek dari sistem komputer, mulai dari register CPU, device
controller, sampai isi memori. Interupsi merupakan bagian penting
dari sistem arsitektur komputer. Setiap sistem komputer memiliki mekanisme yang
berbeda. Interupsi bisa terjadi apabila perangkat keras (hardware) atau
perangkat lunak (software) minta "dilayani" oleh prosesor. Apabila
terjadi interupsi maka prosesor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya,
kemudian beralih mengerjakan service routine untuk melayani interupsi tersebut.
Setelah selesai mengerjakan service routine maka prosesor kembali melanjutkan
proses yang tertunda.
Struktur I/O
Bagian
ini akan membahas struktur I/O,
ü
interupsi
I/O, dan
ü
DMA,
serta perbedaan dalam penanganan interupsi.
Interupsi
I/O
Untuk memulai operasi I/O, CPU me-load register yang
bersesuaian ke device controller. Sebaliknya device
controller memeriksa isi register untuk kemudian menentukan operasi apa yang
harus dilakukan. Pada saat operasi I/O dijalankan ada dua kemungkinan, yaitu
synchronous I/O dan asynchronous I/O. Pada synchronous I/O, kendali dikembalikan
ke proses pengguna setelah proses I/O selesai dikerjakan. Sedangkan pada asynchronous I/O, kendali dikembalikan
ke proses pengguna tanpa menunggu proses I/O selesai. Sehingga proses I/O dan
proses pengguna dapat dijalankan secara bersamaan.
Struktur
DMA
Direct Memory Access (DMA) suatu metoda penanganan I/O
dimana device controller langsung berhubungan dengan memori tanpa campur tangan
CPU. Setelah
men-set buffers, pointers, dan counters untuk perangkat I/O, device controller
mentransfer blok data langsung ke penyimpanan tanpa campur tangan CPU. DMA
digunakan untuk perangkat I/O dengan kecepatan tinggi. Hanya terdapat satu
interupsi setiap blok, berbeda dengan perangkat yang mempunyai kecepatan rendah
dimana interupsi terjadi untuk setiap byte (word).
Struktur Penyimpanan
Program komputer harus berada di memori utama
(biasanya RAM) untuk dapat dijalankan. Memori utama adalah
satu-satunya tempat penyimpanan yang dapat diakses secara langsung oleh prosesor.
Idealnya program dan data secara
keseluruhan dapat disimpan dalam memori utama secara permanen.
Namun
demikian hal ini tidak mungkin karena:
ü Ukuran
memori utama relatif kecil untuk dapat menyimpan data dan program secara keseluruhan.
ü Memori
utama bersifat volatile, tidak bisa menyimpan secara permanen, apabila computer
dimatikan maka data yang tersimpan di memori utama akan hilang.
Memori Utama
Hanya
memori utama dan register merupakan tempat penyimpanan yang dapat diakses secara
langsung oleh prosesor. Oleh
karena itu instruksi dan data yang akan dieksekusi harus disimpan di memori
utama atau register. Register yang terdapat dalam prosesor
dapat diakses dalam waktu 1 clock cycle. Hal ini menyebabkan register merupakan
media penyimpanan dengan akses paling cepat bandingkan dengan memori utama yang
membutuhkan waktu relatif lama. Untuk mengatasi perbedaan kecepatan, dibuatlah
suatu penyangga (buffer) penyimpanan yang disebut cache.
Magnetic Disk
Magnetic
Disk berperan sebagai secondary storage pada sistem komputer modern. Magnetic Disk
disusun dari piringan-piringan seperti CD. Kedua permukaan piringan diselimuti
oleh bahan-bahan magnetik. Permukaan dari piringan dibagi-bagi menjadi track
yang memutar, yang kemudian dibagi lagi menjadi beberapa sektor.
Storage Hierarchy
Dalam
storage hierarchy structure, data yang sama bisa tampil dalam level berbeda
dari sistem penyimpanan. Sebagai contoh integer A berlokasi pada bekas B yang
ditambahkan 1, dengan asumsi bekas B terletak pada magnetic disk. Operasi
penambahan diproses dengan pertama kali mengeluarkan operasi I/O untuk
menduplikat disk block pada A yang terletak pada memori utama Operasi ini
diikuti dengan kemungkinan penduplikatan A ke dalam cache dan penduplikatan A
ke dalam internal register. Sehingga penduplikatan A terjadi di beberapa
tempat. Pertama terjadi
di internal register dimana nilai A berbeda dengan yang di sistem penyimpanan. Dan
nilai di A akan kembali sama ketika nilai baru ditulis ulang ke magnetic disk.
Pada kondisi multi prosesor, situasi akan menjadi
lebih rumit. Hal ini disebabkan masing-masing prosesor mempunyai
local cache. Dalam kondisi
seperti ini hasil duplikat dari A mungkin hanya ada di beberapa cache. Karena
CPU (register-register) dapat dijalankan secara bersamaan maka kita harus
memastikan perubahan nilai A pada satu cache akan mengubah nilai A pada semua
cache yang ada. Hal ini disebut sebagai Cache Coherency.
0 komentar :
Posting Komentar