Bab
1
Pengenalan
Sistem Operasi
POKOK BAHASAN:
·
Pengertian Sistem Operasi
·
Perkembangan Sistem Operasi
TUJUAN
BELAJAR:
Setelah
mempelajari materi dalam bab ini, mahasiswa diharapkan mampu:
·
Memahami definisi, maksud dan tujuan sistem
operasi
·
Memahami perkembangan sistem komputer dan
sistem operasi
1.1 APAKAH SISTEM OPERASI ?
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, sistem
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 :
• Resource allocator
Sistem
operasi mengatur dan mengalokasikan sumber daya – sumber daya
sistem
komputer
• Program control
Gambar
1-1: Komponen-komponen sistem komputer
Sistem
operasi melakukan control eksekusi dari program user dan operasi input
output.
• Kernel
Sistem
operasi sering disebut kernel, yaitu suatu program yang berjalan
sepanjang
waktu (selain program aplikasi).
1.2 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 dan
tape 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 sistem
operasi pertama
kali. Program kecil yang bersifat residen di memori berisi urutan-urutan
job yang
akan berpindah secara oromatis inilah yang disebut dengan Resident Monitor
Jika
komputer dinyalakan, maka sistem akan menunjuk ke resident 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 proses
mount 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.
Gambar
1-2: Memory layout pada simple batch system
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 berupa display
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, sistem
menyediakan
sistem file online. Suatu file adalah
kumpulan informasi yang
berhubungan
yang didefinisikan oleh pembuatnya.
Biasanya, file berupa program (baik
Gambar
1-3: Memory layout pada sistem batch multiprogram
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 MS-
DOS 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 sistem
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 general-
purpose. Prosessor-prosessor ini disebut dengan site,
node, komputer atau lainnya.
Keuntungan
dari sistem terdistribusi adalah :
• 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
A.
• 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.
• 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
Gambar
1-4: Arsitektur symmetric multiprocessing
terminal
karakter I/O atau sistem file), maka satu kegagalan dapat menghentikan
oeprasi
dari keseluruhan sistem. Secara umum,
jika terjadi redudansi pada sistem
(baik
perangkat keras maupun perangkat lunak), sistem dapat menjalankan
operasinya
meskipun beberapa site gagal.
• 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 melalui electronic
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.
Arsitektur dari sistem client server dapat
dilihat
pada Gambar 1-5.
1.8 SISTEM TERKLASTER
Sistem
terklaster (clustered system) adalah pengembangan dari sistem
terdistribusi. Perbedaan sistem terklaster dengan sistem
terdistribusi adalah pada sistem
terklaster
memungkinkan dua atau lebih sistem untuk membagi penyimpan sekunder
(storage)
bersama-sama. Sistem ini mempunyai
kehandalan sistem yang tinggi seperti
pada
sistem terdistribusi.
Gambar
1-5: Arsitektur sistem client server
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 dan
tidak
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 sistem handheld 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
dan perkembangan sistem operasi dapat dilihat pada Gambar 1-6.
LATIHAN
SOAL :
1. Apa yang dimaksud sistem :
a. Batch system
b. Multiprogramming
c. Time sharing
d. Paralel (multiprocessor)
e. Terdistribusi
f. Cluster
g. Real time
Gambar
1-6: Migrasi sistem komputer dan sistem operasi
h. Handheld
2. Apa perbedaan sistem single programming dan
multiprogramming ?
3. Apa perbedaan symmetric dan asymmetric multiprocessing ?
4. Apa perbedaan sistem paralel dan sistem
terdistribusi
5. Perbedaan sistem terdistribusi dan sistem
terklaster ?
6. Apa yang dimaksud symmetric dan asymmetric
clustering ?
Terimakasih referensinya kawan.. anak IT juga? hehe :D
BalasHapus