Mengenal Konsep Dasar Sistem Operasi

Oleh:
Toni Saifudin Zuhri, ST., MT.

Sistem Operasi

Sistem operasi adalah perangkat lunak yang mengontrol pelaksanaan program-program komputer, yaitu dengan mengatur waktu proses, pengecekan kesalahan, mengontrol input dan output, melakukan perhitungan, kompilasi, penyimpanan, pengolahan data serta berbagai bentuk layanan yang terkait (American National Standart Institute-ANSI). Sistem Operasi merupakan resources manager (pengelola sumber daya) yang berperan untuk mengatur, mengorganisasikan, mengoperasikan secara keseluruhan bagian sistem yang komplek.

Program
Program adalah sederetan instruksi yang diberikan kepada suatu komputer. Sedangkan proses adalah suatu bagian dari program yang berada pada status tertentu dalam rangkaian eksekusinya. Pada Sistem Operasi modern pada satu saat tidak seluruh program dimuat dalam memori, tetapi hanya satu bagian saja dari program tersebut. Sedangkan bagian lain dari program tersebut tetap beristirahat di media penyimpan disk. Hanya pada saat dibutuhkan saja, bagian dari program tersebut dimuat di memory dan dieksekusi oleh prosesor. Hal ini sangat menghemat pemakaian memori.

Prosesor mengeksekusi program-program komputer. Dalam setiap detiknya prosesor dapat menjalankan jutaan instruksi. Beberapa sistem hanya menjalankan satu proses tunggal dalam satu waktu, sedangkan yang lainnya menjalankan multiproses dalam satu waktu. Padahal sebagian besar sistem komputer hanya memiliki satu prosesor, dan sebuah prosesor hanya dapat menjalankan satu instruksi dalam satu waktu. Maka bagaimana sebuah sistem prosesor tunggal dapat menjalankan multi-proses?

Proses
Pada granularity yang sangat kecil, prosesor hanya menjalankan satu proses dalam satu waktu, kemudian secara cepat ia berpindah menjalankan proses lainnya, dan seterusnya. Sehingga bagi penglihatan dan perasaan pengguna manusia, seakan-akan prosesor menjalankan beberapa proses secara bersamaan.

Proses yang memiliki prioritas lebih tinggi, akan dijalankan lebih sering atau dieksekusi lebih dulu dibandingkan dengan proses yang berprioritas lebih rendah. Suatu sistem operasi dapat saja menentukan semua proses dengan prioritas yang sama, sehingga setiap proses memiliki kesempatan yang sama. Suatu sistem operasi dapat juga merubah nilai prioritas proses tertentu, agar proses tersebut akan dapat memiliki kesempatan lebih besar pada eksekusi berikutnya (misalnya: pada proses yang sudah sangat terlalu lama menunggu eksekusi, sistem operasi menaikkan nilai prioritasnya).

Status Proses Jenis yang mungkin dapat disematkan pada suatu proses pada setiap sistem operasi dapat berbeda-beda. Tetapi paling tidak ada 3 macam status yang umum, yaitu :

– Ready, yaitu status dimana proses siap untuk dieksekusi pada giliran berikutnya
– Running, yaitu status dimana saat ini proses sedang dieksekusi oleh proseso
– Blocked, yaitu status dimana proses tidak dapat dijalankan pada saat prosesor siap/bebas

A.  Komponen Sistem Operasi

1.  Managemen Proses

Proses adalah sebuah program yang sedang dijalankan (eksekusi). Sebuah proses membutuhkan beberapa sumber daya untuk menyelesaikan tugasnya. Sumber daya tersebut dapat berupa CPU time, memori, berkas-berkas, dan perangkat-perangkat I/O. Sistem operasi mengalokasikan sumber daya tersebut saat proses itu diciptakan atau sedang dijalankan. Ketika proses tersebut berhenti dijalankan, sistem operasi akan mendapatkan kembali semua sumber daya yang bisa digunakan kembali. Selain itu juga bertanggung jawab atas aktivitas aktivitas yang berkaitan dengan manajemen proses seperti:

-membuat dan menghapus proses pengguna dan sistem proses

-menunda atau melanjutkan proses

-menyediakan mekanisme untuk proses sinkronisasi

-menyediakan mekanisme untuk proses komunikasi

-menyediakan mekanisme untuk penanganan deadlock

2.  Managemen Memori Utama

Memori utama atau lebih dikenal sebagai memori adalah sebuah array yang besar dari word atau byte, yang ukurannya mencapai ratusan, ribuan, atau bahkan jutaan. Setiap word atau byte mempunyai alamat tersendiri. Memori utama berfungsi sebagai tempat penyimpanan instruksi/data yang akses datanya digunakan oleh CPU dan perangkat Input Output. Memori utama termasuk tempat penyimpanan data yang yang bersifat volatile � tidak permanen yaitu data akan hilang kalau komputer dimatikan. Bertanggung jawab atas aktivitas-aktivitas yang berkaitan dengan managemen memori utama seperti :

-menjaga track dari memori yang sedang digunakan dan siapa yang menggunakannya

-memilih program yang akan di-load ke memori

3.   Managemen Berkas

Berkas adalah kumpulan informasi yang berhubungan, sesuai dengan tujuan pembuat berkas tersebut. Umumnya berkas merepresentasikan program dan data. Berkas dapat mempunyai struktur yang bersifat hirarkis (direktori, volume, dll). Sistem operasi mengimplementasikan konsep abstrak dari berkas dengan mengatur media penyimpanan massa, misalnya tapes dan disk. Sistem operasi bertanggung jawab untuk aktivitas berikut yang berhubungan dengan manajemen berkas seperti:

-pembuatan dan penghapusan berkas

-pembuatan dan penghapusan direktori

-mendukung manipulasi berkas dan direktori

-memetakan berkas ke secondary-storage

-memback-up berkas ke media penyimpanan yang permanen (nonvolatile)

4.   Managemen Input Output

Sering juga disebut dengan device manager. Yang mana menyediakan device driver yang umum sehingga operasi I/O dapat seragam (membuka, membaca, menulis, menutup). Contohnya adalah pengguna menggunakan operasi yang sama untuk membaca berkas pada perangkat keras, CDROM dan floppy disk

Sistem I/O terdiri dari :

-sistem buffer yang mana menampung sementara data dari atau ke peranti I/O

-spooling yang melakukan penjadwalan pemakaian I/O sistem supaya lebih efisien (antrian, dsb)

-antarmuka devices-driver yang umum menyediakan device driver yang umum sehingga sistem operasi dapat seragam (buka, baca, tulis, tutup)

-drivers untuk spesifik perangkat keras yang menyediakan driver untuk melakukan operasi rinci/detail untuk perangkat keras tertentu

5.   Managemen Penyimpanan Sekunder

Penyimpanan sekunder terjadi karena memori utama bersifat sementara dan kapasitasnya terlalu kecil, maka untuk menyimpan semua data dan program secara permanen, sistem komputer harus menyediakan penyimpanan sekunder untuk dijadikan back-up memori utama. Contoh dari penyimpanan sekunder adalah harddisk, disket, dll. Sistem Operasi bertanggung jawab dalam aktivitas yang berhubungan dengan manajemen penyimpanan sekunder :

-manajemen ruang kosong

-alokasi penyimpanan

-penjadwalan disk

6.  Jaringan

Sistem Terdistribusi adalah kumpulan prosesor yang tidak berbagi memori atau clock. Setiap prosesor memiliki memori lokal masing-masing. Prosesor-prosesor dalam sistem terhubung dalam jaringan komunikasi. Sistem terdistribusi menyediakan akses pengguna ke bermacam-macam sumber daya. Akses tersebut menyebabkan:

-peningkatan kecepatan komputasi

-peningkatan penyediaan data

-peningkatan keandalan

7.  Sistem Proteksi

Proteksi berkenaan dengan mekanisme untuk mengontrol akses yang dilakukan oleh program, prosesor, pengguna sistem maupun pengguna sumber daya. Mekanisme dari proteksi harus :

-membedakan antara penggunaan yang sah dan yang tidak sah.

-spesifikasi kontrol untuk diterima

-menyediakan alat untuk pemberlakuan sistem

8.  Command-Interpreter System

Sistem Operasi menunggu instruksi dari pengguna (command driven). Program yang membaca instruksi dan mengartikan control statements (keinginan pengguna) umumnya disebut :

control-card interpreter

command-line interpreter

-UNIX shell.

Command-Interpreter System sangat bervariasi dari satu sistem operasi ke sistem operasi yang lain dan disesuaikan dengan tujuan dan teknologi I/O peranti yang ada. Contohnya: CLI, Windows, Pen-based (touch), dan lain-lain.

B.  Layanan Sistem Operasi

Layanan sistem operasi terdiri dari eksekusi program yang me-load program ke memory dan menjalankannya (run). Sedangkan operasi I/O, pengguna tidak bisa mengontrol I/O secara langsung (untuk efisiensi dan keamanan), sistem harus bisa menyediakan mekanisme untuk melakukan operasi I/O, manipulasi sistem berkas seperti membaca, menulis, membuat, dan menghapus file. Kemudian komunikasi yang berfungsi untuk pertukaran informasi, dapat dilaksanakan melalui shared memory atau message passing. Dan yang terakhir adalah deteksi error yang mana mempertahankan kestabilan dengan mendeteksi error (pada CPU, perangkat keras memori I/O, program pengguna) dan jika bisa memperbaikinya.

Adapun layanan tambahan yaitu meliputi :

-lebih diarahkan kepada upaya untuk menjaga efisiensi sistem, bukan untuk membantu pengguna

-alokasi sumber daya yang mana mengalokasikan sumber daya kepada beberapa pengguna atau tugas yang dijalankan pada saat yang bersamaan

accounting digunakan untuk menentukan berapa banyak dan berapa lama users menggunakan sumber daya sistem

-proteksi yang berfungsi untuk menjaga semua akses ke sumber daya sistem terkontrol

 

C.  System Calls

System calls menyediakan antar muka antara proses (program yang sedang dijalankan) dan sistem operasi. Biasanya tersedia sebagai instruksi bahasa rakitan dan beberapa sistem mengizinkan system calls dibuat langsung dari bahasa pemrograman tingkat tinggi. Selain itu beberapa bahasa pemrograman tingkat tinggi (contoh : C, C++) telah didefinisikan untuk menggantikan bahasa rakitan untuk sistem pemrograman. Tiga metode umum yang digunakan dalam memberikan parameter kepada sistem operasi :

-melalui register

-menyimpan parameter dalam blok atau tabel pada memori dan alamat blok tersebut diberikan sebagai parameter dalam register

-menyimpan parameter (push) ke dalam stack (oleh program), dan melakukan pop off  pada stack (oleh sistem operasi)

D. Struktur Sistem

1.  Struktur Sederhana

Dimulai dengan sistem yang kecil, sederhana dan terbatas kemudian berkembang dengan cakupan original. Struktur system MS-DOS disusun untuk mendukung fungsi yang banyak pada ruang yang kecil. Struktur Sistem UNIX Terdiri dari 2 bagian yaitu Kernel (antarmuka dan device drivers) dan Program Sistem.

2.  Pendekatan Terlapis

Lapisan adalah implementasi dari objek abstrak yang merupakan enkapsulasi dari data dan operasi yang bisa memanipulasi data tersebut .

-Lapisan paling bawah adalah perangkat keras

-Lapisan paling atas adalah antar muka pengguna

3.  Mikrokernel

Menyusun sistem operasi dengan menghapus semua komponen yang tidak esensial dari kernel, dan mengimplementasikannya sebagai sistem program dan level pengguna.

Dengan fungsi utama untuk mendukung fasilitas komunikasi antara program klien dan bermacam-macam layanan yang juga berjalan di user-space.

E.  Mesin Virtual

Mesin virtual mengambil pendekatan terlapis sebagai kesimpulan logis. Mesin virtual memperlakukan hardware dan sistem operasi seolah-olah berada pada level yang sama sebagai perangkat keras. Pendekatan mesin virtual menyediakan sebuah antarmuka yang identik dengan underlying bare hardware. Sistem Operasi membuat ilusi dari banyak proses, masing-masing dieksekusi pada prosesornya sendiri dengan virtual memorinya sendiri. VM dibuat dengan pembagian sumber daya oleh komputer fisik. Sumber daya dari komputer fisik dibagi untuk membuat VM

-Penjadwalan CPU bisa menciptakan penampilan seakan�akan pengguna mempunyai prosesor sendiri.

-Spooling dan sistem data bisa menyediakan virtual card readers dan virtual line printers

-Sebuah time-sharing terminal user yang normal melayani sebagaimana operator konsulat

Perangkat lunak VM membutuhkan ruang di dalam disk untuk menyediakan memori virtual dan spooling, yaitu sebuah disk virtual.

Daftar Bacaan :

1.Bambang Hariyanto,. Ir. 2002. Sistem Operasi. Edisi Kedua. Informatika. Bandung

2.http://bebas.ui.ac.id/v06/Kuliah/SistemOperasi/BUKU/SistemOperasi-4.X-1/index.html

3.Masyarakat Digital Gotong Royong (MDGR). 2006. Pengantar Sistem Operasi Komputer Plus Illustrasi Kernel Linux.

4.Abraham Silberschantz, Peter Baer Galvin & Greg Gagne. 2005. Operating System Concepts. 7th Edition. John Wiley & Son, Inc.

5.http://wartawarga.gunadarma.ac.id/2010/01/sejarah-perkembangan-sistem-operasi-padahandset/


Was This Post Helpful:

0 votes, 0 avg. rating

Share:

admin pppptk

Leave a Comment

5 + 19 =