Konsep Sistem Operasi

Pengertian Sistem Operasi Pemakai Program Aplikasi Sistem Operasi Perangkat Keras Sistem Operasi merupakan program utama (Sekumpulan program kontrol atau alat pengendali) yang secara terpadu bertindak sebagai penghubung Software Aplikasi yang digunakan oleh user dengan hardware komputer.

Fungsi dan Sasaran OS Sistem operasi mempunyai dua tugas utama Pengelolaan seluruh sumber daya sistem komputer (resources manager) Sistem operasi sebagai penyedia layanan (extended/virtual machine) Menyediakan system call ke pemakai sehingga menyamankan dan memudahkan penggunaan

1. Pengelolaan seluruh sumber daya sistem komputer (Resource Manager) Mengelola seluruh sumber daya yang terdapat pada sistem komputer agar beroperasi secara benar dan efesien. Seperti : pengaturan pemakaian prosesor, memori, disk, printer, dan lain-lain. Pada sistem komputer dimungkinkan beberapa job dijadwal secara bergantian untuk menggunakan processor. Setiap kali terjadi pergantian job, status eksekusi dari job sebelumnya harus disimpan sehingga jika eksekusi kembali lagi padanya, job tersebut dapat melanjutkan eksekusinya dari keadaan terakhirnya. Ini merupakan tugas sistem operasi. Sumber daya komputer dibagi oleh job-job tersebut. Caranya adalah dengan melakukan multipleks (multiplexing) pada pengguna sumber daya, baik dari segi waktu maupun ruang. Contoh sumber daya yang di multipleks secara waktu adalah processor dan printer. Multi programing pada processor tunggal dicapai dengan melakukan alokasi processor kepada masing-masing job secara bergantian.

Sumber Daya Sistem Komputer Yang dimaksud sumber daya sistem komputer adalah semua komponen sistem komputer yang dapat memberi manfaat. Terdiri dari : Sumber daya fisik Sumber daya abstrak

Sumber daya fisik Sumber daya fisik misalnya : Perangkat Masukan : keyboard, bar-code reader, dsb Perangkat tunjuk (pointing devices) : mouse, joystick,light-pen,track-ball, touch-screen, dsb Perangkat penyimpanan sekunder: floppy disk drive, hard disk, tape drive, optical disk, CD ROM drive, DVD drive dsb Perangkat pencetak: printer, plotter dsb Perangkat penampil : layar monitor, LCD, dsb Perangkat komunikasi : modem, ethernet card, PCMCIA dsb Perangkat memori : memori akses acak (RAM=Ramdom Access Memory), chace memory, register dsb Perangkat multimedia : kamera, sound card, radio, dsb Perangkat grafis : digitizer, scanner dsb Perangkat pengendalian proses yaitu sensor2 dan aktuator2

Sumber Daya Abstrak Sumber daya abstrak terdiri dari : Data, dapat berupa : PCB (Proses Control Block) untuk mencatat dan mengendalikan proses Semaphore untuk pengendalian sinkronisasi proses-proses Berkas (file) utuk menyimpan data atau program Program Berupa kumpulan intruksi yang dapat dijalankan sistem komputer dapat berupa: Utilitas, atau Aplikasi untuk tujuan komputasi tertentu

2. Sistem Operasi sebagai Extended/Virtual Machine Sistem operasi sebagai extended machine berfungsi : Memberikan abstraksi tingkat tinggi yang lebih sederhana dan menyembunyikan kerumitan perangkat keras, contoh : Bagaimana caranya data-data dikirim ke printer lewat kabel paralel. Bagaimana SO menyimpan data ke suatu alamat disk. Melakukan perhitungan di processor. Menyediakan System Call berupa API (Application Programming Interface) Sebagai basis untuk program lain. PI (Application Programming Interface) adalah sekumpulan perintah, fungsi, komponen, dan protokol yang disediakan oleh sistem operasi ataupun bahasa pemrograman tertentu yang dapat digunakan oleh programmer saat membangun perangkat lunak

Sasaran OS menurut Stalling Menurut Stalling sistem operasi mempunyai tiga sasaran, antar lain : Kenyamanan Harus membuat pengguna menjadi lebih nyaman Efisiensi Menjadikan penggunaan sumber daya komputer lebih efisien Mampu Berevolusi Mampu melakukan pengembangan tanpa mengganggu layanan yang dijalankan sistem komputer.

Layanan Sistem Operasi Menurut Stalling sistem operasi seharusnya menyediakan layanan-layanan di bidang berikut : Pembuatan Program Exsekusi Program Pengaksesan Perangkat Masukan/Keluaran Pengaksesan Terkendali terhadap Berkas Pengaksesan Sistem Deteksi dan memberi Tanggapan terhadap Kesalahan Akunting

Fungsi Minor Sistem Operasi Mengimplementasi anatarmuka untuk pemakai Memungkinkan pemakaian perangkat keras bersama Memungkinkan pemakaian data bersama Mencegah gangguan antar pemakaian Menjadwalkan pemakaian sumberdaya Memberikan fasilitas masukan/keluaran Memulihkan kesalahan Menghitung penggunaan sumber daya Menangani komunikasi jaringan

SubsistemSistem Operasi Subsistem/komponen sistem operasi antara lain : Manajemen Proses Manajemen Memori Manajemen Berkas Manajemen Perangkat Masukan/Keluaran Pengamanan Sistem Sistem Komunikasi

Kategori Sistem Operasi Sistem Operasi dapat dikategorikan sbb: Single User – Single Tasking (SU-ST) Multi User – Single Tasking (MU-ST) Single User – Multi Tasking (SU-MT) Multi User – Multi Tasking (MU-MT)

Single User – Single Tasking Multi User – Single Tasking Satu komputer hanya bisa digunakan oleh satu user dan hanya bisa menjalankan satu program di satu waktu. contoh: DOS (Disk Operating System). MS-DOS (Microsoft DOS – IBM Compatible) PC-DOS (Personal Computer DOS – IBM) DR-DOS (Digital Research DOS - Novell) Satu komputer dapat digunakan oleh banyak user, namun tiap user hanya bisa menjalankan 1 program (aplikasi) di satu waktu. contoh: Novell Netware (3.x, 4.x)

Multi User – Multi Tasking Single User – Multi Tasking Satu komputer dipakai bersamaan oleh banyak user yang dapat menjalankan banyak program di satu waktu. contoh: Unix, Linux, FreeBSD, SunSolaris (SO turunan Unix) atau Windows dengan aplikasi Citrix Metaframe, atau hardware office station, dll. Satu komputer dipakai oleh satu user dan dapat menjalankan banyak program disatu waktu. (Tampilan Desktop GUI) contohnya: Windows, MacOS, Linux, Java Desktop System, Symbian, Palm OS, dll.

SEJARAH PERKEMBANGAN SO Generasi Pertama (1945-1955) Belum ada sistem operasi Sistem komputer diberi instruksi yang harus dikerjakan secara langsung. Sistem komputasi elektronik menggantikan mesin komputasi mekanis Generasi Kedua (1955-1965) Komputer masa ini adalah batch processing system (suatu teknik pengurutan kerja secara otomatis untuk menghindari waktu menganggurnya CPU) Program dituliskan di tape dan dikerjakan secara bersamaan oleh komputer Sistem komputer belum dilengkapi SO, tetapi beberapa fungsi dasar SO telah ada.

SEJARAH PERKEMBANGAN SO Generasi Ketiga (1965-1980) Sistem komputer masa ini ciri-cirinya adalah: Multiuser Multiprogramming Kemandirian alat (device independency) Berbagi waktu (time sharing) Spooling : program dpt dikerjakan walau I/O masih mengerjakan proses lainnya. Generasi Keempat (1980-199x) Sistem Operasi dikembangan untuk banyak mode, yaitu mendukung batch processing, timesharing dan realtime applications. Spooling adalah suatu program dapat dikerjakan walau pun I/O masih mengerjakan proses lainnya dan disk secara bersamaan menggunakan data untuk banyak proses. Tugas dari spooling itu sendiri adalah melakukan penjadwalan pemakaian I/O sistem supaya lebih efisien. Multiprogramming adalah kegiatan menjalankan beberapa program pada memori pada satu waktu.

SO Generasi ke empat Ditandai dengan berkembangnya dan meningkatnya kemampuan komputer desktop dan teknologi jaringan. Jaringan TCP/IP telah mulai digunakan secara luas. Ciri-cirinya : a. Real-time aplication b. Network Operating System c. Distributed Operating System d. Mesin semu (Virtual machine) e. Distribusi data

SO Generasi ke Lima (Pasca 2001 sampai Sekarang ) Mendefinisikan komputer generasi kelima menjadi cukup sulit karena tahap ini masih dalam perjalanan. Contoh imajinatif komputer generasi kelima adalah komputer fiksi HAL9000 dari novel karya Arthur C.Clarke berjudul 2001:Space Odyssey. HAL menampilkan seluruh fungsi yang diinginkan dari sebuah komputer generasi kelima. Memiliki kecerdasan buatan (artificial intelligence), HAL dapat cukup memiliki nalar untuk melakukan: percakapan dengan manusia, menggunakan masukan visual, dan belajar dari pengalamannya sendiri.

Sistem Komputer dalam Berbagai Sudut Pandang Sudut pandang sistem komputer dikelompokan menjadi tiga : Pemakai, terdiri dari end user dan administrator sistem. Pemrogram Perancang Sistem Operasi

Lanjut .. Pemakai Tidak berkepentingan terhadap sistem operasi Memandang sistem komputer dari antarmuka yang disebut aplikasi. Administrator adalah pengguna khusus yang bertugas menjaga agar sistem berfungsi secara benar dan optimal.

Lanjut 2. Pemrogram Aplikasi Pemrogram menggunakan fasilitas sistem operasi untuk membuat aplikasi. Sistem operasi disini bertindak sebagai mediator untuk mempermudah pemrograman. Operasi rumit terhadap perangkat keras di simpan sebagai fasilitas sistem operasi bagi pemrogram.

Lanjut 3. Perancang Sistem Operasi Bertugas membuat sistem operasi yang dapat memudahkan dan menyamankan pemakai. Memiliki pengetahuan yang menyeluruh terhadap sistem operasi.

Hirarki pandangan terhadap sistem komputer Aplikasi Utilitas - Utilitas Sistem Operasi Perangkat Keras Sistem Komputer Pemakai Awam Perancang Pemrogram

Arsitektur Sistem Operasi Merupakan arsitektur perangkat lunak yang digunakan dalam membangun perangkat lunak sistem operasi Arsitektur sistem operasi yang terkenal antara lain : Sistem Monolitik Sistem Berlapis Sistem Client/Server Sistem Mesin Maya Sistem Berorientasi Objek

1. Sistem Monolitik Sistem operasi sebagai kumpulan prosedur bahwa prosedur-prosedur di dalamnya dapat saling memanggil bila perlu. Contoh sistem operasi : Unix. Kelemahan Sulit dalam menyediakan fasilitas pengamanan Pemborosan apabila setiap komputer harus menjalankan kernel monolitik, sementara sebenarnya tidak memerlukan seluruh layanan pada kernel Kesalahan pemrogram di salah satu kernel menyebabkan matinya seluruh sistem.

Lanjut.. Keunggulan Layanan dapat dilakukan sangat cepat karena terdapat di satu ruang alamat.

Struktur MS-DOS Program Aplikasi Program Sistem Resident Device Driver dari MS-DOS Device Driver Dari BIOS

2. Sistem Berlapis Sistem operasi dibentuk secara hirarki berdasarkan lapisan-lapisan. Dalam hal ini lapisan bawah memberikan layanan untuk lapisan diatasnya. Pertama kali digunakan sistem operasi THE, venus, dan OS/2. THE dibuat oleh Djikstra dan mahasiswa-mahasiswanya.

Lapisan pada OS THE Lapisan Nama Fungsi Processor Allocation & Multiprogramming Mengatur alokasi pemroses dan switching, multiprogramming, dan pengaturan prosesor 1 Memory & drum management Alokasi memori dan drum 2 Operator process communication Mengatur komunikasi antar proses 3 I/O Management Penyederhanan akses I/O pada level atas 4 User program Untuk program pemakai 5 Operator Untuk operator

lanjut Keunggulan Kelemahan Rancangan yang modular Penyederhanaan rancangan, spesifikasi dan implementasi sistem operasi. Kelemahan Fungsi-fungsi sistem operasi yang harus diberikan ke masing-masing lapisan harus dilakukan secara hati-hati.

3. Sistem Mesin Maya Awalnya struktur ini membuat seolah-olah pemakai mempunyai seluruh komputer sendirian. Mesin maya merupakan tiruan seratus persen atas mesin nyata. Teknik ini mulanya digunakan pada IBM S/370 Teknik ini berkembang menjadi Operating system emulator sehingga sistem operasi dapat menjalankan aplikasi-aplikasi untuk sistem operasi lain.

lanjut Contoh sistem Operasi Mesin Maya OS MS-Windows NT dapat menjalankan aplikasi untuk MS-Dos, OS/2 mode teks. Pengembang linux membuat DOSEMU agar aplikasi MS-DOS dapat dijalanakn di Linux, WINE agar aplikasi MS-Windows dapat dijalankan di Linux. Java dengan JVM (Java Virtual Machine) sehingga denga JVM program kompilasi java dapat dijalankan pada Sistem operasi manapun yang memilik JVM.

4. Sistem dengan Client-Server Sistem operasi merupakan kumpulan proses, dalam hal ini proses-proses dikategorikan menjadi server dan client. Server adalah proses yang menyediakan layanan. Client adalah proses yang meminta layanan. Windows 2000 Server, Linux

Struktur Client Server Mikrokernel Client Process Server Terminal File User Mode Kernel

Lanjut Masalah Tidak semua tugas dapat dijalankan di tingkat pemakai. Solusi Proses server kritis tetap di kernel Mekanisme ke kernel seminimal mungkin sehingga pengaksesan ruang pemakai dapat dilakukan secara cepat.

lanjut Keunggulan Kelemahan Pengembangan dapat dilakukan secara modular Kesalahan satu subsistem tidak merusak subsistem lain Mudah diadaptasi untuk sistem tersebar Kelemahan Layanan dilakukan lebih lambat Pertukaran pesan dapat menjadi bottleneck

5. Sistem Berorientasi Objek Dalam sistem ini sistem operasi merealisasikan layanan sebagai kumpulan objek. Pendekatan tersebut dimaksudkan untuk mengadopsi keunggulan teknologi berorientasi objek. Model ini terstruktur dan memisahkan antara layanan yang disediakan dan implementasinya. Contoh : Amoeba, Eden, Medusa, Clouds, MS Windows NT