I.1 Apakah Sistem Operasi ?
Definisi Sistem
operasi adalah program yang bertindak sebagai perantara antara user dengan
perangkat keras komputer. Sistem operasi digunakan untuk mengeksekusi program
user dan memudahkan menyelesaikan permasalahan user. Selain itu dengan adanya
sistem operasi membuat sistem komputer nyaman digunakan. Sistem operasi
mempunyai tujuan untuk menggunakan perangkat keras komputer secara efisien.
Secara umum komponen sistem komputer terdiri
dari :
1.
Perangkat Keras, merupakan sumber daya utama untuk proses komputasi. Perangkat
keras komputer terdiri dari : CPU, memory dan perangkat input output.
2.
Sistem Operasi, mempunyai tugas untuk melakukan control dan koordinasi
penggunaan perangkat keras pada berbagai program aplikasi untuk user-user yang
berbeda.
3.
Program Aplikasi, menentukan cara sumber daya sistem digunakan untuk
menyelesaikan permasalahan komputasi dari user, contohnya compiler, system
basis data, video games, program bisnis dan lain-lain.
4.
User yang menggunakan sistem, terdiri dari orang, mesin atau komputer
lain. Hubungan antara komponen-komponen sistem komputer diatas dapat dilihat
pada Gambar 1-1
Sistem operasi didefinisikan sebagai :
1.
Resource allocator :Sistem operasi mengatur dan mengalokasikan
sumber daya – sumber daya istem komputer.
2.
Program control : Sistem operasi melakukan control eksekusi dari program
user dan operasi input output.
3.
Kernel :Sistem operasi sering disebut kernel, yaitu suatu program
yang berjalan sepanjang waktu (selain program aplikasi).
I.2 Sistem MainFrame
Sistem komputer
pendahulu secara fisik berbentuk mesin besar yang disebut sistem mainframe.
Untuk menjalankan sistem ini dilakukan dari suatu console.
Perangkat input yang digunakan berupa card reader dantape
drive. Perangkat output yang digunakan berupa line printer, tape
drive dan card punch. Kemudian, user menyiapkan job yang
terdiri dari program, data dan beberapa informasi kontrol (control card)
dan dikirimkan ke operator komputer. Job biasanya dalam bentuk punch
card. Beberapa waktu kemudian (dalam hitungan waktu menit, jam atau hari),
output ditampilkan. Output berupa hasil program, apabila terjadi error pada
program memory dan register akan berisi kosong.
Sistem operasi pada
komputer mainframe sangat sederhana. Task utama mengirim
control secara otomatis dari satu job ke job berikutnya.
Sistem operasi selalu residen di memory yang disebut dengan resident
monitor. Gambar 1-2 adalah gambaran layout memori pada sistem batch sederhana.
Untuk meningkatkan
kecepatan proses, job yang sama perlu dikumpulkan bersama (batch) dan
dijalankan oleh komputer sebagai satu kelompok. Kemudian programmer memberikan
program kepada operator. Operator akan mengurut program yang sama dan kemudian
komputer akan menjalankan setiap kumpulan program tersebut. Output dari setiap
job dikirim kembali kepada programmer.
Untuk menghindari
adanya waktu nganggur CPU yang cukup lama maka dikembangkan suatu teknik
mengurutan kerja job secara otomatis. Teknik ini mampu
mentrasfer kontrol secara otomatis dari suatu job ke job berikutnya.
Inilah bentuk system operasi pertama kali. Program kecil yang bersifat residen
di memori berisi urutan-urutan jobyang akan berpindah secara
oromatis inilah yang disebut dengan Resident Monitor. Jika komputer
dinyalakan, maka sistem akan menunjuk ke resident monitor, Jika
komputer dinyalakan, maka sistem akan menunjuk keresident monitor,
secara otomatis kontrol akan menunjuk ke program tersebut.
1.3 SISTEM BATCH MULTIPROGRAM
Beberapa job dikumpulkan
oleh sistem operasi pada memory utama pada waktu yang sama, seperti pada Gambar
1-3. Kumpulan job ini merupakan bagian dari job yang disimpan pada pool (job
pool). Job pool berisi job-job yang sudah siap dieksekusi.
Jumlah job dapat disimpan bersama-sama pada memory biasanya lebih kecil
daripada jumlah job yang dapat berada pada job pool. Sistem operasi
mengambil beberapa job yang siap untuk dieksekusi untuk
diletakkan di memori utama. Jika job yang sedang dieksekusi
menunggu beberapa task (seperti prosesmount tape drive
atau operasi I/O yang harus diselesaikan), maka job tersebut
diganti dengan job berikutnya.
Pada sistem
multiprogramming, sistem operasi harus menyediakan mekanisme untuk manajemen
memori, penjadwalan CPU dan manajemen disk. Sistem operasi multiprogram
menyediakan supply untuk I/O routine. Sistem harus dapat
mengalokasikan memory untuk beberapa job. Beberapa job yang sudah siap
dieksekusi akan dipilih oleh sistem job mana yang akan dieksekusi oleh CPU.
Perangkat apa saja yang diperlukan oleh setiap job juga harus dialokasikan oleh
sistem.
1.4 SISTEM TIME SHARING
Time sharing atau multitasking
adalah pengembangan dari sistem multiprogram. Beberapa job yang berada pada
memory utama dieksekusi oleh CPU secara bergantian. CPU hanya bisa menjalankan
program yang berada pada memory utama. Perpindahan antar job terjadi sangat
sering sehingga user dapat berinteraksi dengan setiap program pada saat
dijalankan. Suatu job akan dipindahkan dari memori ke disk dan sebaliknya.
Sistem time
sharing juga disebut dengan sistem komputasi interaktif, dimana sistem
komputer menyediakan komunikasi on-line antara user dengan sistem. User
memberikan instruksi pada sistem operasi atau program secara langsung dan
menerima respon segera. Perangkat input berupa keyboard dan perangkat output
berupadisplay screen, seperti cathode-ray tube (CRT)
atau monitor. Bila sistem operasi selesai mengeksekusi satu perintah, makan
sistem akan mencari pernyataan berikutnya dari user melalui keyboard. Sistem
menyediakan editor interaktif untuk menulis program dan sistem debug untuk
membantu melakukan debugging program.
Agar user dapat
mengakses data dan kode program dengan nyaman, system menyediakan sistem file
online. Suatu file adalah kumpulan informasi yang berhubungan yang
didefinisikan oleh pembuatnya. Biasanya, file berupa program (baik bentuk source dan object)
dan data. Data file berupa teks dengan format tertentu. Secara umum, file
adalah kumpulan bit, bite, baris atau record. Sistem operasi
mengimplementasikan konsep abstrak dari file dengan mengatur perangkat
penyimpan seperti tape dan disk. File secara normal diorganisasikan dalam
logical cluster atau directory, untuk memudahkan lokasi dan akses file.
1.5 SISTEM DESKTOP
Semakin turunnya harga
perangkat keras, dikembangkan sistem komputer untuk satu user. Jenis sistem
komputer ini biasanya disebut dengan personal computer (PC).
Perangkat I/O berupa keyboard dan mouse, dan perangkat output berupa display
screen atau printer yang berkecepatan tinggi.
Personal komputer
dikembangkan tahun 1970-an. Sistem ini disebut dengan mikrokomputer. Sistem
operasi masih belum dikembangkan untuk multiuser maupun multitasking. Tujuan
sistem operasi adalah untuk memaksimalkan utilitas CPU dan peripheral,
serta memaksimalkan kenyamanan dan respon user. Sistem operasi yang
dikembangkan adalah Microsoft Windows dan Apple Machintosh. Sistem operasi
MSDOS dari Microsoft yang masih single tasking dikembangkan oleh IBM menjadi
OS/2 yang merupakan sistem multitasking.
Berkembangnya sistem
komputer dari mainframe menjadi mikrokomputer menunjukkan bahwa sistem operasi
mikrokomputer dapat mengadopsi system mainframe. Contoh perpindahan sistem
operasi adalah perkembangan sistem operasi MULTICS. MULTICS dikembangkan tahun
1965 sampai 1970 oleh Massachusetts Institute of Technology (MIT) sebagai
utilitas komputasi yang berjalan pada komputer mainframe yang besar dan
komplek. Kemudian Beel Laboratories mengembangkan MULTICS dengan mendesain UNIX
tahun 1970 untuk minikomputer PDP-11. Tahun 1980, dikembangakan sistem operasi UNIX-like
untuk sistem mikrokomputer menyusul sistem operasi lain yaitu Microsoft Windows
NT, IBM OS/2 dan Machintosh.
1.6 SISTEM PARALEL
Sistem paralel atau
sistem multiprosessor mempunyai lebih dari satu prosessor yang dapat
berkomunikasi, membagi bus, clock dan juga
perangkat memory dan peripheral. Sistem ini disebut sebagai tightly
coupled system.
Sistem ini
dikembangkan karena beberapa alasan. Salah satu keuntungan dari sistem ini
adalah meningkatkan jumlah proses yang dapat dijalankan pada satu waktu (throughput).
Dengan meningkatkan jumlah prosessor, diharapkan pekerjaan dapat dikerjakan
dalam waktu yang lebih pendek.
Alasan lain dari
pengembangan sistem multiprosessor adalah meningkatkan kehandalan sistem. Jika
fungsi dapat didistribusikan pada beberapa prosessor, maka kegagalan dari satu
prosessor tidak akan menghentikan sistem, tetapi hanya memperlambat sistem.
Jika terdapat 10 prosessor dan satu gagal, makan sisa 9 prosessor menggantikan
pekerjaan prosessor yang gagal. Keseluruhan sistem hanya memperlambat 10
persen. Kemampuan untuk melanjutkan penyediaan layanan untuk menyelamatkan
perangkat keras disebut gracefull degradation. Sistem yang didesain
untuk gracefull degradation juga disebut faul-
tolerant.
Sistem multi prosessor
yang sering digunakan adalah model symmetric multiprocessing,
dimana setiap prosessor menjalankan sistem operasi yang identik dan komunikasi
antar prosesor jika diperlukan. Beberapa sistem menggunakan asymmetric multiprocessing,
dimana setiap prosessor mempunyai tugas tetentu. Prosessor master mengontrol
sistem, prosessor lain menunggu instruksi master atau mempunyai tugas yang
ditentukan oleh master. Skema ini merupakan hubungan master-slave. Prosessor
master menjadwal dan mengalokasikan pekerjaan dari prosessor slave.
Contoh symmetric
multiprocessing adalah sistem UNIX versi Encore’s untuk komputer
Multimax Komputer dapat dikonfigurasikan untuk menangani satu lusin prosessor,
semua menjalankan UNIX. Keuntungan dari model ini adalah bahwa beberapa proses
dapat berjalan pada satu waktu (N proses jika terdapat N CPU)
tanpa menyebabkan pengurangan performansi. Sehingga kita dapat mengontrol I/O
secara hati-hati untuk menjamin data mendapatkan prosessor yang tepat.
Arsitektur dari symmetric multiprocessing dapat dilihat pada
Gambar 1-4.
1.7 SISTEM TERDISTRIBUSI
Tren sistem komputer
saat ini adalah mendistribusikan komputasi diantara beberapa prosessor.
Prosessor berkomunikasi dengan prosessor lain melalui saluran komunikasi,
misalnya bus kecepatan tinggi atau saluran telepon. Sistem ini disebut loosely
coupled system atau sistem terdistribusi (distributed system).
Prosessor pada sistem
terdistribusi bervariasi ukuran dan fungsinya. Biasanya terdiri dari
mikroposessor, workstation, minikomputer dan sistem komputer generalpurpose.
Prosessor-prosessor ini disebut dengan site, node, komputer atau lainnya.
Keuntungan dari sistem terdistribusi adalah :
1.
Resource sharing: Jika sejumlah site yang berbeda dihubungkan, maka user pada
site satu dapat menggunakan sumber daya dari site lainya. Sebagai contoh, user
pada site A dapat menggunakan printer laser dari site B. Sebaliknya user B
dapat mengakses file user.
2.
Meningkatkan kecepatan komputasi: Jika komputasi
tertentu dapat dipartisi dalam sejumlah sub komputasi yang dapat berjalan
secara konkuren, maka sistem terdistribusi dapat mendistribusikan komputasi
pada beberapa site untuk menjalankan komputasi secara konkuren.
3.
Lebih handal: Jika satu site gagal pada sistem terdistribusi, sisa site
dapat melanjutkan operasinya. Jika sistem dibagi sejumlah instalasi besar, maka
kegagalan salah satunya tidak berakibat pada sisa sistem. Sebaliknya, jika
sistem dibagi dalam sejumlah mesin kecil, masing-masing bertanggung jawab pada
fungsi sistem yang penting (misalnya terminal karakter I/O atau sistem file),
maka satu kegagalan dapat menghentikan oeprasi dari keseluruhan sistem. Secara
umum, jika terjadi redudansi pada system (baik perangkat keras maupun lunak),
sistem dapat menjalankan operasinya meskipun beberapa site gagal.
4.
Komunikasi: Terdapat beberapa anggota program yang memerlukan mengganti
data dengan data lain pada satu sistem. Sistem Windows contohnya, sering
terjadi membagi data atau transfer data antara display. Jika beberapa site
dihubungkan dengan lainnya dengan jaringan komunikasi, prosessor pada site yang
berbeda dapat menukar informasi. User melakukan transfer file atau komunikasi
dengan user lain melaluielectronic mail. Seorang user dapat mengirim
mail ke user lain pada site yang sama atau site yang berbeda.
Sistem terdistribusi memerlukan infrastruktur
jaringan, berupa local area network (LAN) atau wide
area network(WAN). Sistem terdistribusi biasanya disebut dengan sistem
client server atau peer-to-peer. dari sistem client server dapat dilihat pada
Gambar 1-5.
1.8 SISTEM TERKLASTER
Sistem terklaster (clustered
system) adalah pengembangan dari system terdistribusi. Perbedaan sistem
terklaster dengan sistem terdistribusi adalah pada system terklaster
memungkinkan dua atau lebih sistem untuk membagi penyimpan sekunder (storage)
bersama-sama. Sistem ini mempunyai kehandalan sistem yang tinggi seperti pada
sistem terdistribusi. Sistem terklaster dapat berupa model asymmetric
clustering dimana satu serber menjalankan aplikasi sementara server
lainnya standby. Model lainnya adalah symmetric clustering dimana
semua host menjalankan aplikasi.
1.9 SISTEM REAL TIME
Salah satu bentuk
sistem operasi untuk keperluan khusus adalah sistem real time.
Sistem real time digunakan bila terdapat kebutuhan keteptan
waktu pa operasi prosessor atau aliran data sehingga sering
digunakan untuk perangkat control pada suatu aplikasi seperti
mengontrol percobaan keilmuan, sistem medical imaging, sistem control industri
dan beberapa sistem display. Pada sistem real time harus
didefinisikan batasan waktu yang tetap. Pemrosesan harus dikerjakan
dalam waktu tertentu atau sistem akan gagal. Sebagai contoh, jika
lengan robot tidak diinstruksikan untuk berhenti segera maka dapat
merusak robot tersebut.
Terdapat dua bentuk
sistem real time. Sistem hard real time menjamin
tugas kritis diselesaikan tepat waktu. Pada sistem ini penyimpan
sekunder terbatas atau tidak digunakan, data langsung dikirim ke
memory atau read-only memory (ROM) dalam waktu
singkat. Pada sistem hard real time terjadi konflik pada
sistem time sharing dantidak didukung oleh sistem operasi tujuan umum. Bentuk
lainnya adalah soft real time dimana tugas kritis mendapatkan
prioritas lebih tinggi dari tugas lain dan setelah satu task
selesai maka task berprioritas ini akan diselesaikan. Sistem ini terbatas pada
industri pengontrol robot. Sangat berguna pada aplikasi multimedia dan virtual
rality yang membutuhkan fitur sistem operasi tertentu.
1.10 SISTEM HANDHELD
Sekitar tahun 1990-an
dikembangkan sistem yang lebih kecil dari mikrokompuer yang disebut dengan
sistemhandheld dalam bentuk personal digital assistants (PDA).
Pada beberapa sistem terdapat telepon selular. Sistem ini mempunyai memory yang
terbatas, prosessor dengan kecepatan rendah dan display screen yang kecil.
Perkembangan sistem komputer dari sistem mainframe sampai handheld.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar