SISTEM OPERASI KOMPUTER

P E N D A H U L U A N

2. Sistem Operasi Komputer
Pengertian Sistem Operasi
Seperangkat program yang memantau dan mengatur pemakaian sumber daya komputer (processor, main memory, file, I/O device, dll).
Menjembatani / penghubung antara user (program user) dengan perangkat keras komputer.
Fungsi Sistem Operasi
Sebagai Extended Machine (Virtual Machine)
Menyembunyikan kompleksitas pemrograman hardware dari programmer atau user.
Menyajikan fasilitas yang lebih mudah dan sederhana untuk menggunakan hardware.
Sebagai Resource Manager
Mengatur dan mengefisienkan penggunaan sumber daya komputer (computer resources)
Tugas utamanya : memantau penggunaan semua resources; menerapkan aturan (policy); mengalokasikan resources yang diminta; mengambil kembali (dealokasi) resource
Konsep Sistem Operasi
Proses
Proses adalah program yang sedang di-eksekusi.
Proses terdiri dari : Executable program; Data dan stack; Program counter; dll
Pada sistem timesharing secara periodik sistem operasi menggilir eksekusi proses-proses yang ada, biasanya berdasarkan porsi waktu CPU.
Ketika suatu proses dihentikan untuk sementara, maka proses tersebut harus dimulai kembali pada state yang sama dengan state ketika ia dihentikan.
Semua informasi yang berkaitan dengan proses tersebut harus disimpan. Umumnya informasi tersebut disimpan pada tabel proses (array atau linked list), satu tabel untuk setiap proses.
Suatu proses terdiri dari : address space (core image) dan atribut / informasi pada tabel proses
System call utama dalam pengaturan proses adalah yang berkaitan dengan pembuatan dan pemberhentian suatu proses.
Contoh :
Command interpreter atau shell akan membaca command yang diketikkan user pada terminal, dan membuat proses yang menjalankan command tersebut.
Bila telah selesai, maka proses akan menjalankan system call untuk menghentikan dirinya.
Suatu proses dapat men-create proses lainnya yang disebut sebagai child process.
Sistem operasi dapat berkomunikasi dengan suatu proses dengan menggunakan signal.
Signal juga dapat digunakan untuk komunikasi antar proses.
Pada sistem multiprogramming, setiap proses memiliki user identification (uid) yang berasal dari uid pemilik proses.
Files
Terdiri dari : Pathname; Working directory; rwx (read, write, execute) bits protection code; File descriptor / handle; Special file (block & character); Standard input; Standard output; Standard error; Pipe


System Calls
Suatu set ‘extended instructions’ yang merupakan interface antara program-program dengan sistem operasi.
System calls meng-create, men-delete dan menggunakan objek-objek yang diatur oleh system operasi, antara lain : proses-proses dan file-file.
Library procedure meletakkan parameter-parameter system call pada tempat tertentu dan memberikan instruksi trap untuk memulai sistem operasi
Trap instruction : ketika diterima oleh sistem operasi, sistem memeriksa apakah parameter tersebut valid atau tidak
Return form trap : sistem operasi mengembalikan kontrol ke library procedure
Contoh mekanisme system calls:
Pada program C, system call untuk READ
count = read (file, buffer, nbytes)
Shell
Shell merupakan Unix command interpreter yang walaupun bukan merupakan bagian dari sistem operasi, menggunakan banyak feature sistem operasi
Prompt : standar input, menandakan bahwa shell siap menerima command
Contoh :
date
date > file
sort <> file2
cat file1 file2 file3 | sort > /dev/lp
Background job : proses yang berjalan sementara user tetap bisa terus bekerja
Struktur Sistem Operasi
Sistem Monolitik
Konsep : “Sistem operasi sebagai kumpulan prosedur dimana prosedur dapat saling dipanggil oleh prosedur lain di sistem bila diperlukan”.
Kernel berisi semua layanan yang disediakan sistem operasi untuk pemakai.
Contoh : Sistem Operasi Unix menggunakan konsep kernel loadable modules, yaitu :
Bagian-bagian kernel terpenting berada dimemori utama secara tetap.
Bagian-bagian esensi lain berupa modul yang dapat ditambahkan ke kernel saat diperlukan dan dicabut begitu tidak digunakan lagi diwaktu jalan (run-time).
The ‘big mess’
Tidak berstruktur
Kernel call / supervisor call
User mode
Kernel mode / supervisor mode

User Program
Runs in
User Mode



Operating System
runs in
Kernel Mode

Sistem Berlapis (Layered System)
Konsep : “Sistem operasi dibentuk secara hirarki berdasarkan lapisan-lapisan, dimana lapisan-lapisan memberi layanan lapisan lebih atas”.
Contoh :
Sistem Operasi THE (Technique Hogesschool Endiche), Djikstra, 1968.
Sistem Operasi MULTICS (menggunakan concentric rings).
Tabel 1. Lapisan-lapisan pada Sistem Operasi THE
Layer
Function
5
The Operator
4
User Programs
3
I/O Management
2
Operator-Process Communication
1
Memory & Drum Management
0
Processor Allocation & Multiprogramming

Sistem dengan Mesin Maya (Virtual Machines)
Konsep : “Awalnya struktur ini membuat seolah-olah user mempunyai seluruh komputer dengan simulasi atas pemroses yang digunakan. Sistem operasi melakukan simulasi mesin nyata. Mesin hasil simulasi digunakan user, mesin maya merupakan tiruan 100% atas mesin nyata. Semua user diberi ilusi mempunyai satu mesin yang sama-sama canggih”.
Contoh :
Sistem operasi MS-Windows NT dapat menjalankan aplikasi MS-Dos, OS/2 mode teks, dan Win 16.
Pengembang Linux membuat DOSEMU agar aplikasi MS-Dos dapat dijalankan di Linux, WINE agar aplikasi MS-Windows dapat dijalankan di Linux, iBCS agar aplikasi SCO-Unix dapat dijalankan di Linux.
CP/CMS
VM/370
Virtual Machine Monitor
CMS (Conversational Monitor System)

Virtual 370s







System Call




I/O Intruction
CMS
CMS
CMS
Trap
Trap
VM 370


370 Bare Hardware


Sistem dengan Client-Server
Konsep : “Server adalah proses yang menyediakan layanan, dan Client adalah proses yang memerlukan / meminta layanan. Proses client yang memerlukan layanan mengirim pesan ke server dan menanti pesan jawaban. Proses server setelah melakukan tugas yang diminta, mengirim hasil dalam bentuk pesan jawaban ke proses client. Server hanya menanggapi permintaan client dan tidak memulai percakapan dengan client”.

Client
Client
Process
Term.

File
Mem
User
Process
Process
Server
Server
…
Server
Server
Mode







Kernel







Mode


Kernel





Client obtains service
by sending messages
to server processes

Model Client Server pada distributed system

Client

Client

Client

Client
Kernel

Kernel

Kernel

Kernel



Message from client to server NETWORK

Gambar 7. Model Client Server pada Distributed System

Sistem berorientasi objek
Konsep : “Layanan diimplementasikan sebagai objek”.
Model ini terstruktur dan memisahkan antara layanan yang disediakan dan implementasinya.
Contoh :
Sistem operasi X-kernel
Sistem operasi MS-Windows NT telah mengadopsi beberapa teknologi berorientasi objek, tapi belum secara keseluruhan.
Layanan Sistem Operasi Komputer
Layanan Otomatis : Alokasi sumberdaya; Catatan pemakaian; Proteksi; Penanganan kekeliruan; Pindah baris; Gulung jendela pada monitor
Layanan permintaan pemakaian : Loading; Mengolah/run; Menyimpan/save; Menghapus/delete
Jenis Sistem Operasi
Aspek kegiatan
Pemakai tunggal (single user)
Pemakai jamak (multiuser)
Berdasarkan jenis-jenisnya
Linux
MS-Dos
MS Windows-NT
MS Windows
Dll

3. Sejarah Perkembangan Sistem Operasi
Generasi Sistem Operasi
Generasi ke-1 (1945-1955) : Vacuum Tubes dan Plugboards
Analytical Engine (Charles Babbage)
Calculating Engine menggunakan vacuum tubes (Howard Aitken, John von Neumann, J.P Eckert, Konrad Zuse)
Beluam ada bahasa pemrograman
Belum ada sistem operasi
Operasi menggunakan plugboard
Pengenalan punched card
Generasi Ke-2 (1955-1965) : Transistors dan Batch System
Pengenalan transistor untuk komputer
Pemisahan fungsi personil :
Designer
Operator
Programmer
Maintenance personel
Pengenalan job (program atau seperangkat program)
Penggunaan bahasa FORTRAN, Assembeler
Penerapan Batch System
Pengoperasian Off-Line
Penggunaan mesin-mesin besar untuk kalkulasi sains dan engineering
Typical operating system : FMS (Fortran Monitor System) dan IBSYS (sistem operasi untuk IBM 7094)
Generasi Ke-3 (1965-1980) : IC dan Multiprogramming
IBM mengenalkan IBM 360 dengan sistem operasi OS/360
Menggunakan Integrated Circuit (IC)
Dapat menangani komputasi sains dan komersial
Mengadopsi konsep ‘one family’
Sistem operasi berukuran besar dan kompleks
Mengenalkan multiprogramming (menerapkan partisi memori dengan job-job yang berbeda pada setiap partisi)

Partisi Memori
Job 3
Job 2
Job 1
Sistem operasi
Mengenalkan SPOOLING (Simultaneous Peripheral Operation On Line)
Mengenalkan Time Sharing (berbagi waktu)
Sistem time sharing pertama, CTSS, dikembangkan di MIT
Usaha pengembangan ‘computer utility’ mesin yang dapat menunjang ratusan time sharing user
Pengembangan komputer MINI (DEC-PDP-1 s/d PDP-11)
Ken Thompson mengembangkan versi satu pemakai (single user) dari MULTICS (MULTIplex and Computing Services)
UNIX (Uniplexed Information and Computing Services)
Generasi Ke-4 (1980-1990) : LSI, VLSI, dan Personal Computer (PC)
Pengembangan LSI dan VLSI melahirkan PC dan Workstation
Perangkat lunaknya ‘user friendly’
Dua sistem operasi yang dominan :
MS-DOS (pada IBM-PC dengan CPU Intel 8088, 80286, 80386, 80486)
UNIX (pada Non-Intel computer dan workstation)
RISC Chips
Network Operating System
Distributed Operating System
Generasi Ke-5 (1990-sekarang) : VLSI, ULSI an teknologi Nano Second, Internet, Multimedia
Pengembangan VLSI an ULSI melahirkan PC yang berbasis Pentium untuk server maupun workstation
Pengembangan sistem operasi windows
Pengembangan internet dan multimedia
Pengembangan aplikasi yang berbasis Web atau WWW
dll.
































CONTOH KASUS :
Linux
MS Dos
Sistem operasi MS Dos berisi :
Ibmbio.com, yaitu disk dan character I/O System
IO.sys, yaitu disk dan file manager
MSDOS.sys, yaitu command processor, shellprimitif
Sistem operasi kompatibel dengan CP/M, dengan peningkatan alokasi disk, lebih cepat dan mendukung shell script primitif disebut batch files.
MS Windows
Microsoft Windows 95 merupakan sistem operasi Windows yang terintegrasi dan lengkap mulai dengan fungsi-fungsi dasar yang sekarang ada pada MS Windows, Windows dan Windows for Workgroup.
Agar PC lebih mudah dipakai, diberikan shell baru. Plug and Play (PnP) yang terintegrasi kedalam sistem operasi, termasuk wizard untuk memandu para pemakai melalui sistem operasi dan memberikan interface pemakai yang konsisten untuk seluruh komponen sistem operasi dan spasi nama. Kecepatan dan daya tambahan dari sistem operasi 32-bit modern dengan preemptive multitasking, thread dan plaltform untuk generasi baru aplikasi 32-bit.
Windows 95 adalah sistem operasi lengkap yang tidak dibatasi oleh MS Dos dan punya semua manfaat dari sistem operasi grafis yang lengkap yang ada pada dirinya. Dalam hal konektivitas baik dalam LAN, WAN maupun nobile dial-up dibuat konektivitas ke sumber daya yang bersifat remote semudah hubungan ke sumber daya lokal. Dan dimasukkan akses ke informasi elektronik untuk surat elektronik dan layanan on-line. Dan juga Windows 95 dibuat kompatibel dengan software dan hardware yang dimiliki pemakai pada saat ini.
Walaupun Microsoft mengeluarkan sistem operasi baru dengan format grafis dan ber-arsitektur 32 bit, bukan berarti sistem operasi ini mutlak dipakai. Ini hanya sebagai sistem operasi alternatif yang sudah ada, seperti UNIX, IBM OS2/Warp, Oracle, IBM AS/400, dan lain-lain.

PERTANYAAN :
1.Sebutkan dua fungsi utama sistem operasi ?
2.Apa yang dimaksud dengan multiprogramming ? Berikan dua alasan diadakannya multiprogramming !
3.Apa yang dimaksud dengan spooling ? Apakah anda menganggap personal komputer harus memiliki spooling sebagai standar dasar di masa yang akan datang?
4.Pada awal perkembangan komputer, setiap byte data yang dibaca atau yang ditulis ditangani oleh CPU (tidak ada DMA-Direct Memory Access). Apa implikasinya struktur seperti ini terhadap konsep multiprogramming.
5.Mengapa timesharing tidak tersebar luas pada generasi ke-2 komputer ?
6.Instruksi-instruksi manakah yang diperbolehkan dalam Mode Kernel :
a.Disable all interupts.
b.Read the time-of-day clock.
c.Set the time-of-day clock.
d.Change the memory map.
7.Sebutkan beberapa perbedaan sistem operasi pada personal komputer dengan sistem operasi pada mainframe!
8.Bagaimana secara umum sistem operasi memberitahukan kepada direktori kerja apakah path name untuk sebuah file adalah absolute atau relative?
9.Mengapa shell bukan bagian dari sistem operasi ?
10.Berikan sebuah contoh bagaimana mekanisme dan kebijaksanaan bisa terpisah dengan baik dari pejadwalan. Buat sebuah mekanisme yang bisa mengijinkan sebuah parent process untuk mengontrol kebijaksanaan penjadwalan children.
11.Model Client-Server tekenal didalam distributed systems. Dapatkah juga digunakan dalam sistem komputer tunggal ?
12.Mengapa proses tabel membutuhkan sistem timesharing? Apakah hal ini juga dibutuhkan dalam system personal computer yang pada suatu saat hanya terdapat satu proses yang sedang bekerja dan mengambil alih mesin sampai proses tersebut selesai ?
13.Apa perbedaan mendasar diantara blok special file dan character special file.