BAB 3 Sistem Operasi

Sistem operasi dapat dikatakan adalah perangkat lunak yang sangat kompleks. Hal-hal yang ditangani oleh sistem operasi bukan hanya satu atau dua saja, melainkan banyak hal. Dari menangani perangkat keras, perangkat lunak atau program yang berjalan, sampai menangani pengguna. Hal tersebut menyebabkan sebuah sistem operasi memiliki banyak sekali komponen-komponen tersendiri yang memiliki fungsinya masing-masing. Seluruh komponen yang menyusun sistem operasi tersebut saling bekerjasama untuk satu tujuan, yaitu efisiensi kerja seluruh perangkat komputer dan kenyamanan dalam penggunaan sistem operasi.

Dari berbagai macam sistem operasi yang ada, tidak semuanya memiliki komponen-komponen

penyusun yang sama. Pada umumnya sebuah sistem operasi modern akan terdiri dari komponen

sebagai berikut:

• Manajemen Proses.

• Manajemen Memori Utama.

• Manajemen Sistem Berkas.

• Manajemen Sistem M/K.

• Manajemen Penyimpanan Sekunder.

• Proteksi dan Keamanan.

Manajemen Proses

Proses adalah sebuah program yang sedang dieksekusi. Sedangkan program adalah kumpulan instruksi yang ditulis ke dalam bahasa yang dimengerti sistem operasi. Sebuah proses membutuhkan sejumlah sumber daya untuk menyelesaikan tugasnya. Sumber daya tersebut dapat berupa CPU time, alamat memori, berkas-berkas, dan perangkat-perangkat M/K. Sistem operasi mengalokasikan sumber daya-sumber daya tersebut saat proses itu diciptakan atau sedang diproses/dijalankan. Ketika proses tersebut berhenti dijalankan, sistem operasi akan mengambil kembali semua sumber daya agar bisa digunakan kembali oleh proses lainnya.

Sistem operasi bertanggung jawab atas aktivitas-aktivitas yang berkaitan dengan manajemen proses seperti:

o  Membuat dan menghapus proses pengguna dan sistem proses. Sistem operasi bertugas mengalokasikan sumber daya yang dibutuhkan oleh sebuah proses dan kemudian mengambil sumber daya itu kembali setelah proses tersebut selesai agar dapat digunakan untuk proses lainnya.

o  Menunda atau melanjutkan proses. Sistem operasi akan mengatur proses apa yang harus dijalankan terlebih dahulu berdasarkan berdasarkan prioritas dari proses-proses yang ada. Apabila terjadi 2 atau lebih proses yang mengantri untuk dijalankan, sistem operasi akan mendahulukan proses yang memiliki prioritas paling besar.

o  Menyediakan mekanisme untuk proses sinkronisasi. Sistem operasi akan mengatur jalannya beberapa proses yang dieksekusi bersamaan. Tujuannya adalah menghindarkan terjadinya inkonsistensi data karena pengaksesan data yang sama, juga untuk mengatur urutan jalannya proses agar setiap proses berjalan dengan lancar

o  Menyediakan mekanisme untuk proses komunikasi. Sistem operasi menyediakan mekanisme agar beberapa proses dapat saling berinteraksi dan berkomunikasi (contohnya berbagi sumber daya antar proses) satu sama lain tanpa menyebabkan terganggunya proses lainnya.

o  Menyediakan mekanisme untuk penanganan deadlock. Deadlock adalah suatu keadaan dimana sistem seperti terhenti karena setiap proses memiliki sumber daya yang tidak bisa dibagi dan menunggu untuk mendapatkan sumber daya yang sedang dimiliki oleh proses lain. Saling menunggu inilah yang disebut deadlock (kebuntuan).

Manajemen Memory 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 M/K. Memori utama termasuk tempat penyimpanan data yang yang bersifat volatile (tidak permanen), yaitu data akan hilang kalau komputer dimatikan.

Manajemen File

Manajemen file adalah salah satu komponen yang paling terlihat dari sebuah sistem operasi.  Komputer dapat menyimpan informasi mengenai berbagai jenis media fisik. Pita magnetik, disk magnetik, dan optik disk adalah media paling umum. Sistem operasi bertanggung jawab untuk kegiatan berikut ini sehubungan dengan manajemen file: Membuat dan menghapus file, Membuat dan menghapus direktori, Mendukung primitif untuk manipulasi file dan direktori Pemetaan berkas ke penyimpanan sekunder, dan Membuat cadangan file menjadi stabil (nonvolatile) media penyimpan.

Manajemen Sistem Berkas

File atau berkas adalah representasi program dan data yang berupa kumpulan informasi yang saling berhubungan dan disimpan di perangkat penyimpanan. Sistem berkas ini sangatlah penting, karena informasi atau data yang disimpan dalam berkas adalah sesuatu yang sangat berharga bagi pengguna. Sistem operasi harus dapat melakukan operasi-operasi pada berkas, seperti membuka,membaca, menulis, dan menyimpan berkas tersebut pada sarana penyimpanan sekunder.

Sistem operasi melakukan manajemen sistem berkas dalam beberapa hal:

o  Pembuatan berkas atau direktori. Berkas yang dibuat nantinya akan diletakkan pada direktori-direktori yang diinginkan pada sistem berkas. Sistem operasi akan menunjukkan tempat dimana lokasi berkas atau direktori tersebut akan diletakkan. Setelah itu, sistem operasi akan membuat entri yang berisi nama berkas dan lokasinya pada sistem berkas.

o  Penghapusan berkas atau direktori. Sistem operasi akan mencari letak berkas atau direktori yang hendak dihapus dari sistem berkas, lalu menghapus seluruh entri berkas tersebut, agarmtempat dari berkas tersebut dapat digunakan oleh berkas lainnya.

o  Pembacaan dan menulis berkas. Proses pembacaan dan penulisan berkas melibatkan pointer yang menunjukkan posisi dimana sebuah informasi akan dituliskan di dalam sebuah berkas.

o  Meletakkan berkas pada sistem penyimpanan sekunder. Sistem operasi mengatur lokasi fisik tempat penyimpanan berkas pada sarana penyimpanan sekunder.

Manajemen Sistem M/K (I/O)

Pekerjaan utama yang paling sering dilakukan oleh sistem komputer selain melakukan komputasi adalah Masukan/Keluaran (M/K). Sistem operasi juga sering disebut device manager, karena sistem operasi mengatur berbagai macam perangkat (device).

Fungsi-fungsi sistem operasi untuk sistem M/K:

o  Penyanggaan (buffering). Menampung data sementara dari/ke perangkat M/K

o  Penjadwalan (scheduling). Melakukan penjadualan pemakaian M/K sistem supaya lebih efisien.

o  Spooling. Meletakkan suatu pekerjaan program pada penyangga, agar setiap perangkat dapat mengaksesnya saat perangkat tersebut siap.

o  Menyediakan driver perangkat yang umum. Driver digunakan agar sistem operasi dapat memberi perintah untuk melakukan operasi pada perangkat keras M/K yang umum, seperti optical drive, media penyimpanan sekunder, dan layar monitor.

o  Menyediakan driver perangkat yang khusus. Driver digunakan agar sistem operasi dapat memberi perintah untuk melakukan operasi pada perangkat keras M/K tertentu, seperti kartu suara, kartu grafis, dan motherboard

Manajemen Penyimpanan Sekunder

Penyimpanan sekunder (secondary storage) adalah sarana penyimpanan yang berada satu tingkat di

bawah memori utama sebuah komputer dalam hirarki memori. Tidak seperti memori utama

komputer, penyimpanan sekunder tidak memiliki hubungan langsung dengan prosesor melalui bus,

sehingga harus melewati M/K.

Sarana penyimpanan sekunder memiliki ciri-ciri umum sebagai berikut:

o  Non volatile (tahan lama). Walaupun komputer dimatikan, data-data yang disimpan di sarana penyimpanan sekunder tidak hilang. Data disimpan dalam piringan-piringan magnetik.

o  Tidak berhubungan langsung dengan bus CPU.

o  Lambat. Data yang berada di sarana penyimpanan sekunder memiliki waktu yang lebih lama untuk diakses (read/write) dibandingkan dengan mengakses di memori utama.

o  Harganya murah. Perbandingan harga yang dibayar oleh pengguna per byte data jauh lebihmurah dibandingkan dengan harga memori utama.

Sarana penyimpanan sekunder memiliki fungsi-fungsi sebagai berikut:

o  Menyimpan berkas secara permanen.

o  Menyimpan program yang belum dieksekusi prosesor. Jika sebuah program ingin dieksekusi oleh prosesor, program tersebut dibaca dari disk, lalu diletakkan di memori utama komputer untuk selanjutnya dieksekusi oleh prosesor menjadi proses.

o  Memori virtual. Adalah mekanisme sistem operasi untuk menjadikan beberapa ruang kosong dari disk menjadi alamat-alamat memori virtual, sehingga prosesor bisa menggunakan memori virtual ini seolah-olah sebagai memori utama. Akan tetapi, karena letaknya dipenyimpanan sekunder, akses prosesor ke memori virtual menjadi jauh lebih lambat dan menghambat kinerja komputer.

Jaringan

Sebuah sistem terdistribusi adalah kumpulan prosesor yang tidak berbagi memori, perangkat periferal, atau clock. Sebaliknya, setiap prosesor memiliki memori lokal  dan clock sendiri, dan prosesor berkomunikasi dengan satu sama lain melalui berbagai jalur komunikasi, seperti bus dengan kecepatan tinggi atau jaringan. Prosesor di sistem terdistribusi bervariasi dalam ukuran dan fungsi. Mereka mungkin termasuk mikroprosesor kecil, workstation, minicomputer, dan besar, komputer untuk tujuan umum sistem.

Proteksi Dan Keamanan

o  Proteksi

Proteksi adalah mekanisme sistem operasi untuk mengontrol akses terhadap beberapa objek yang diproteksi dalam sistem operasi. Objek-objek tersebut bisa berupa perangkat keras (seperti CPU, memori, disk, printer, dll) atau perangkat lunak (seperti program, proses, berkas, basis data, dll). Secara sederhana, mekanisme proteksi dapat digambarkan dengan konsep domain. Domain adalah himpunan yang berisi pasangan objek dan hak akses. Masing-masing pasangan domain berisi sebuah objek dan beberapa akses operasi (seperti read, write, execute) yang dapat dilakukan terhadap objek tersebut.

o  Keamanan

Pengguna sistem komputer sudah tentu memiliki data-data dan informasi yang berharga baginya. Melindungi data-data ini dari pihak-pihak yang tidak berhak merupakan hal penting bagi sistem operasi. Inilah yang disebut keamanan (security). Sebuah sistem operasi memiliki beberapa aspek tentang keamanan. Aspek-aspek ini berhubungan terutama dengan hilangnya data-data. Sistem komputer dan data-data di dalamnya terancam dari aspek ancaman (threats), aspek penyusup (intruders), dan aspek musibah.

Tambahan komponen Sistem Operasi (SO) :

Sistem Command-Interpreter

Salah satu program sistem yang paling penting bagi sistem operasi adalah perintah juru bahasa, yang merupakan antarmuka antara pengguna dan mengoperasikan sistem. Beberapa sistem operasi termasuk penerjemah perintah dalam kernel. sistem operasi lainnya, seperti MS-DOS dan UNIX, memperlakukan perintah juru sebagai program khusus yang berjalan bila pekerjaan dimulai, atau ketika pengguna pertama kali log on (pada sistem time-sharing). Banyak perintah yang diberikan kepada sistem operasi oleh pernyataan kontrol.

Ketika sebuah pekerjaan baru dimulai di sistem batch, atau ketika pengguna log on ke waktu-berbagi sistem, sebuah program yang membaca dan menafsirkan laporan kontrol dijalankan secara otomatis. Program ini kadang-kadang disebut kontrol-card sedangkan penerjemah atau interpreter perintah baris, dan sering dikenal sebagai shell.

Fungsinya sederhana yaitu:

Untuk mendapatkan laporan perintah selanjutnya dan menjalankannya. Sistem operasi sering dibedakan dalam bidang shell, dengan perintah juru user-friendly membuat sistem yang lebih menyenangkan untuk beberapa pengguna. Salah satu gaya user-friendly interface adalah mouse berbasis windowand.

Beberapa Aspek yang mendukung Sistem Operasi (SO) :

Layanan Sistem Operasi

Sebuah sistem operasi menyediakan lingkungan untuk pelaksanaan program. Menyediakan layanan tertentu untuk program-program dan pengguna program tersebut. Layanan khusus yang diberikan, tentu saja, berbeda dari satu sistem operasi untuk yang lain, tapi kita bisa mengidentifikasi kelas umum.  Layanan sistem operasi  ini disediakan untuk kenyamanan programmer, untuk membuat tugas pemrograman dengan mudah.

Proses Pengendalian

Sebuah program berjalan harus mampu menghentikan pelaksanaannya baik biasanya (akhir) atau tidak normal (batalkan). beberapa proses yang terjadi :

Proses control

o  akhir, batalkan

o  load, jalankan

o  membuat proses, menghentikan proses

o  mendapatkan atribut proses, proses pembuatan atribut

o  menunggu waktu

o  menunggu acara, acara sinyal

o  mengalokasikan dan membebaskan memori

Manajemen file

o  membuat file, menghapus file buka

o  o, membuka, menutup

o  membaca, menulis, reposisi

o  mendapatkan atribut file, atribut file set

Manajemen perangkat

o  permintaan perangkat, perangkat rilis

o  membaca, menulis, reposisi

o  mendapatkan atribut perangkat, perangkat mengatur atribut

o  logis melampirkan atau melepas perangkat

Informasi perawatan

o  mendapatkan waktu atau tanggal, mengatur waktu atau tanggal

o  mendapatkan data sistem, sistem data set

o  mendapatkan proses, file, atau atribut perangkat mengatur proses

o  file, atau atribut perangkat Komunikasio membuat, menghapus sambungan

komunikasi

o  mengirim, menerima pesan

o  mentransfer informasi status

o  melampirkan atau melepas perangkat remote

Sistem Program

Aspek lain dari sistem modern adalah kumpulan program sistem. Sistem program memberikan lingkungan yang nyaman untuk pengembangan program dan eksekusi. Beberapa dari mereka adalah antarmuka pengguna hanya untuk panggilan sistem yang lain jauh lebih kompleks. Mereka dapat dibagi ke dalam kategori: Manajemen file: Program-program ini membuat, menghapus, menyalin, mengganti nama, mencetak, dump, daftar, dan umumnya memanipulasi file dan direktori. Informasi status: Beberapa program hanya meminta sistem untuk tanggal, waktu, jumlah memori yang tersedia atau ruang disk, jumlah pengguna, atau informasi status yang sama. Informasi tersebut kemudian diformat, dan dicetak ke terminal atau perangkat lain atau file output.

Struktur Sistem

Sebuah sistem yang besar dan kompleks sebagai sebuah sistem operasi modern harus direkayasa hati-hati jika berfungsi dengan baik dan mudah dimodifikasi. pendekatan umum  adalah tugas  untuk partisi menjadi komponen-komponen kecil, daripada memiliki satu sistem monolitik.

Desain dan Implementasi Sistem

membahas masalah yang dihadapi saat merancang dan mengimplementasikan  sistem. Tidak ada solusi lengkap untuk masalah desain ada, tetapi beberapa pendekatan telah berhasil. Masalah pertama dalam merancang sistem adalah untuk menentukan tujuan dan spesifikasi sistem.

Persyaratan dapat dibagi menjadi dua kelompok dasar: tujuan pengguna dan sistem tujuan. Pengguna keinginan jelas sifat tertentu dalam sistem: sistem harus nyaman dan mudah digunakan, mudah dipelajari, dapat diandalkan, aman, dan cepat.