Selasa, 28 April 2009

SEJARAH SISTEM OPERASI

Sistem operasi merupakan sebuah penghubung antara pengguna dari komputer dengan perangkat keras komputer. Sebelum ada sistem operasi, orang hanya mengunakan komputer dengan menggunakan sinyal analog dan sinyal digital. Seiring dengan berkembangnya pengetahuan dan teknologi, pada saat ini terdapat berbagai sistem operasi dengan keunggulan masing-masing. Untuk lebih memahami system operasi maka sebaiknya perlu diketahui terlebih dahulu beberapa konsep dasar mengenai sistem operasi itu sendiri.
Pengertian sistem operasi secara umum ialah pengelola seluruh sumber-daya yang terdapat pada system komputer dan menyediakan sekumpulan layanan (system calls) ke pemakai sehingga memudahkan dan menyamankan penggunaan serta pemanfaatan sumber-daya sistem komputer.
4.1.1.1. Fungsi Dasar
Sistem komputer pada dasarnya terdiri dari empat komponen utama, yaitu perangkat-keras, program aplikasi, sistem-operasi, dan para pengguna. Sistem operasi berfungsi untuk mengatur dan mengawasi penggunaan perangkat keras oleh berbagai program aplikasi serta para pengguna.
Sistem operasi berfungsi ibarat pemerintah dalam suatu negara, dalam arti membuat kondisi komputer agar dapat menjalankan program secara benar. Untuk menghindari konflik yang terjadi pada saat pengguna menggunakan sumber-daya yang sama, sistem operasi mengatur pengguna mana yang dapat mengakses suatu sumber-daya. Sistem operasi juga sering disebut resource allocator. Satu lagi fungsi penting sistem operasi ialah sebagai program pengendali yang bertujuan untuk menghindari kekeliruan (error) dan penggunaan komputer yang tidak perlu.
4.1.1.2. Tujuan Mempelajari Sistem Operasi
Tujuan mempelajari sistem operasi agar dapat merancang sendiri serta dapat memodifikasi sistem yang telah ada sesuai dengan kebutuhan kita, agar dapat memilih alternatif sistem operasi, memaksimalkan penggunaan sistem operasi dan agar konsep dan teknik sistem operasi dapat diterapkan pada aplikasi-aplikasi lain.
4.1.1.3. Sasaran Sistem Operasi
Sistem operasi mempunyai tiga sasaran utama yaitu kenyamanan -- membuat penggunaan komputer menjadi lebih nyaman, efisien -- penggunaan sumber-daya sistem komputer secara efisien, serta mampu berevolusi -- sistem operasi harus dibangun sehingga memungkinkan dan memudahkan pengembangan, pengujian serta pengajuan sistem-sistem yang baru.
4.1.2. Sejarah Sistem Operasi
Menurut Tanenbaum, sistem operasi mengalami perkembangan yang sangat pesat, yang dapat dibagi ke dalam empat generasi :
• Generasi Pertama (1945-1955)
Generasi pertama merupakan awal perkembangan sistem komputasi elektronik sebagai pengganti sistem komputasi mekanik, hal itu disebabkan kecepatan manusia untuk menghitung terbatas dan manusia sangat mudah untuk membuat kecerobohan, kekeliruan bahkan kesalahan. Pada generasi ini belum ada sistem operasi, maka sistem komputer diberi instruksi yang harus dikerjakan secara langsung.
• Generasi Kedua (1955-1965)
Generasi kedua memperkenalkan Batch Processing System, yaitu Job yang dikerjakan dalam satu rangkaian, lalu dieksekusi secara berurutan.Pada generasi ini sistem komputer belum dilengkapi sistem operasi, tetapi beberapa fungsi sistem operasi telah ada, contohnya fungsi sistem operasi ialah FMS dan IBSYS.
• Generasi Ketiga (1965-1980)
Pada generasi ini perkembangan sistem operasi dikembangkan untuk melayani banyak pemakai sekaligus, dimana para pemakai interaktif berkomunikasi lewat terminal secara on-line ke komputer, maka sistem operasi menjadi multi-user (di gunakan banyak pengguna sekali gus) dan multi-programming (melayani banyak program sekali gus).
• Generasi Keempat (Pasca 1980an)
Dewasa ini, sistem operasi dipergunakan untuk jaringan komputer dimana pemakai menyadari keberadaan komputer-komputer yang saling terhubung satu sama lainnya. Pada masa ini para pengguna juga telah dinyamankan dengan Graphical User Interface yaitu antar-muka komputer yang berbasis grafis yang sangat nyaman, pada masa ini juga dimulai era komputasi tersebar dimana komputasi-komputasi tidak lagi berpusat di satu titik, tetapi dipecah dibanyak komputer sehingga tercapai kinerja yang lebih baik.
4.1.3. Layanan Sistem Operasi
Sebuah sistem operasi yang baik menurut Tanenbaum harus memiliki layanan sebagai berikut: pembuatan program, eksekusi program, pengaksesan I/O Device, pengaksesan terkendali terhadap berkas pengaksesan sistem, deteksi dan pemberian tanggapan pada kesalahan, serta akunting.
Pembuatan program yaitu sistem operasi menyediakan fasilitas dan layanan untuk membantu para pemrogram untuk menulis program; Eksekusi Program yang berarti Instruksi-instruksi dan data-data harus dimuat ke memori utama, perangkat-parangkat masukan/ keluaran dan berkas harus di-inisialisasi, serta sumber-daya yang ada harus disiapkan, semua itu harus di tangani oleh sistem operasi ; Pengaksesan I/O Device, artinya Sistem Operasi harus mengambil alih sejumlah instruksi yang rumit dan sinyal kendali menjengkelkan agar pemrogram dapat berfikir sederhana dan perangkat pun dapat beroperasi; Pengaksesan terkendali terhadap berkas yang artinya disediakannya mekanisme proteksi terhadap berkas untuk mengendalikan pengaksesan terhadap berkas; Pengaksesan sistem artinya pada pengaksesan digunakan bersama (shared system); Fungsi pengaksesan harus menyediakan proteksi terhadap sejumlah sumber-daya dan data dari pemakai tak terdistorsi serta menyelesaikan konflik-konflik dalam perebutan sumber-daya; Deteksi dan Pemberian tanggapan pada kesalahan, yaitu jika muncul permasalahan muncul pada sistem komputer maka sistem operasi harus memberikan tanggapan yang menjelaskan kesalahan yang terjadi serta dampaknya terhadap aplikasi yang sedang berjalan; dan Akunting yang artinya Sistem Operasi yang bagus mengumpulkan data statistik penggunaan beragam sumber-daya dan memonitor parameter kinerja.
4.1.4. Struktur Komputer
Struktur sebuah sistem komputer dapat dibagi menjadi:
• Sistem Operasi Komputer.
• Struktur I/O.
• Struktur Penyimpanan.
• Storage Hierarchy.
• Proteksi Perangkat Keras.
4.1.4. Sistem Operasi Komputer
Dewasa ini sistem komputer multiguna terdiri dari CPU (Central Processing Unit); serta sejumlah device controller yang dihubungkan melalui bus yang menyediakan akses ke memori. Setiap device controller bertugas mengatur perangkat yang tertentu (contohnya disk drive, audio device, dan video display). CPU dan device controller dapat dijalankan secara bersamaan, namun demikian diperlukan mekanisme sinkronisasi untuk mengatur akses ke memori.
Pada saat pertama kali dijalankan atau pada saat boot, terdapat sebuah program awal yang mesti dijalankan. Program awal ini disebut program bootstrap. Program ini berisi semua aspek dari system komputer, mulai dari register CPU, device controller, sampai isi memori. Interupsi merupakan bagian penting dari sistem arsitektur komputer. Setiap sistem komputer memiliki mekanisme yang berbeda. Interupsi bisa terjadi apabila perangkat keras (hardware) atau perangkat lunak (software) minta "dilayani" oleh prosesor. Apabila terjadi interupsi maka prosesor menghentikan proses yang sedang dikerjakannya, kemudian beralih mengerjakan service routine untuk melayani interupsi tersebut. Setelah selesai mengerjakan service routine maka prosesor kembali melanjutkan proses yang tertunda.
Pandangan Umum Sistem Operasi dan Sistem Komputer
1. SISTEM OPERASI DIPANDANG sebagai
    MANAGER SUMBER DAYA

 Fungsi Sistem Operasi adalah mengefisiensikanq   
     penggunakan sistem komputer, memudahkan
     penggunaan sistem komputer dengan penampilan yang
     optimal.
CATATAN:
 Yang dimaksud dengan Sistem Komputer adalah:q   
         sekumpulan sumber daya untuk memindahkan, menyimpan dan
         memroses data, serta untuk mengendalikan fungsi-fungsi tersebut.
 Sumber daya utama sistem komputer adalah: memory, processor,peralatan I/O dan File               Sistem.q   

Tugas Sistem Operasi sebagai manajer sumber daya
adalah: pengarahan dan pengendalian semua proses yang
ada di dalam sistem komputer
, yaitu program-program
yang sedang berjalan (RUN) dengan cara:
1. Mengawasi status semua sumber daya yang dimiliki
    pada setiap saat.
2. Menegakkan kebijakan penjadwalan sesuai dengan
    aturan-aturan tertentu.
3. Membagi sumber daya yang telah dialokasikan bila
    telah tiba pada saatnya sesuai dengan ketentuan.
4. Menerima atau menarik kembali sumber daya bila
     telah selesai dipakai atau tidak dimanfaatkan kembali.

Pengaturan Pemakaian Sumber Daya
O/S mengatur pemakaian sumber daya sistem komputer
dengan cara:

1. Pengaturan Memori
 Mengawasi bagian-bagian memori, lokasinya,Ø   
        statusnya, besarnya, bila terpakai siapa
        pemakainya.
 Menetapkan kebijaksanaan alokasiØ   
 Siapa yang berhak mendapatkan bagian memoryØ   
        beserta lokasinya
 Memperbaharui informasi tentang status bagian memoriØ   

2. Pengaturan Prosesor
 Mengawasi status prosesorØ   
 Menentukan proses yang mana dari beberapaØ   
        proses yang sedang menanti atau menggunakan
        prosesor
 Menyerahkan penggunaan prosesor dengan caraØ   
        mengisi register-register yang perlu di isi.
 Menarik kembali pemakaian prosesor bila sudah tidak dipergunakan.Ø   

3. Pengaturan peralatan I/O
 Mengawasi status peralatan I/O besertaØ   
        kelengkapannya (channel)
 Mengatur cara dan jadwal pemakaian peralatan I/OØ   
 Menyerahkan pemakaian peralatan I/OØ   
 Menerima kembali peralatan I/O bila sudah tidak dipergunakanØ   

4. Pengaturan informasi (system file)
 Mengawasi berbagai informasi, yaitu mengenalØ   
        statusnya, lokasi, penggunaanya dan sekuritinya
 Menetapkan proses-proses yang bolehØ   
        mendapatkan informasi tertentu
 Melepaskan atau memberikan informasi ,Ø   
        umpamanya dengan cara membuka suatu file
        tertentu
 Menarik kembali dan menyimpan informasiØ   

2. O/S DITILIK DARI SUDUT TAHAPAN
PROSES

 Operating system terdiri dari himpunan program atauq   
        modul O/S untuk mengatur penggunaan sumber daya.

 Terdapat 6 Tahapan, yaitu:q   
        1. Submit state
        2. Hold state
        3. Ready state
        4. Running State
        5. Waiting state
        6. Completed state

1. Submit state, tahap di mana pemakai system
    menyerahkan jobnya dengan cara :
 Mempertimbangkan kriteria-kriteria pemilihanØ     
          (prioritas, macam dan besarnya job dll.)
 Job Scheduler, yang merupakan bagian pengaturØ     
          prosesor, memanggil pengatur memori untuk
          melihat apakah cukup tersedia memory yang masih
          kosong
 Kemudian dipanggil pengatur peralatan I/O untukØ     
          melihat apakah permintaan terhadap peralatan yang
          diminta dapat dipenuhi

2. Hold state, tahap dimana job telah selesai dibentuk
    menjadi bentuk yang telah siap untuk diolah oleh mesin
    komputer (kode-kode binary) tetapi belum ada sumber
    daya yang diberikan kepada job kecuali tempat dimana
    job tersebut berada.

3. Ready state, tahap di mana proses telah siap untuk run
    karena semua sumber daya yang diperlukan telah
    dipenuhi, akan tetapi karena masih ada proses lain
    yang belum selesai menggunakan prosesor maka harus antri sampai tiba pada gilirannya.

4. Running State, tahap di mana prosesor telah diberikan
    dan sekarang prosesor mulai dengan pengerjaan
    instruksi-instruksi yang terbentuk dari program tersebut.

5. Waiting state, tahap dimana proses menunggu
    selesainya operasi I/O

6. Completed state, tahap di mana proses telah selesai
    dengan perhitungan-perhitungannya dan semua
    resource yang telah dipergunakan telah ditarik kembali oleh O/S.

3. SISTEMKOMPUTER DALAM BERAGAM
SUDUT PANDANG

Pandangan ke sistem komputer dapat dikelompokkan
menjadi tiga bagian, yaitu :

1. Pemakai, terdiri dari pemakai awam (end user) dan
    administrator sistem.
    Pemakai awam menggunakan aplikasi tertentu, tidak
    berkepentingan dengan arsitektur komputer. Pemakai
   awam sebatas menggunakan command language dan GUI (Graphical User Interface) base            shell.

2. Pemogram
    Pemogram dapat mengendalikan sistem komputer
    melalui beragam level, yaitu :
 mempergunakan untuk membantu penciptaanØ   
         program
 mempergunakan fasilitas sistem melalui antarmukaØ   
         layanan (service interface)
 Mempergunakan panggilan sistem (System call)Ø   

3. Perancang Sistem Operasi
    Perancang sistem operasi bertugas mendandani
    perangkat keras agar tampil indah, mudah dan nyaman
    bagi pemogram dan user. Sehingga sistem operasi
    yang dirancang berfungsi secara benar dan efesien.

4. STRUKTUR DASAR SISTEMOPERASI
 Terdapat lima struktur dasar yang digunakan untukq   
        membuat/mengembangkan Sistem Operasi, yaitu:
        1. Sistem Monolitik
        2. Sistem Berlapis
        3. Sistem dengan Mesin Maya
        4. Sistem dengan Client-Server
        5. Sistem berorientasi Objek

4.1 Sistem Monolitik
 Sistem Operasi sebagai kumpulan prosedur dimanaq
prosedur dapat saling dipanggil oleh prosedur lain di sistem
bila diperlukan.
 Kelemahanq
 Pengujian dan penghilangan kesalahan sulitØ
 Sulit menyediakan fasilitas keamananØ
 Terjadi pemborosanØ
 Kesalahan pemrograman pada satu bagian prosedurØ
menyebabkan matinya seluruh sistem.
 Keunggulanq
 Layanan dapat dilakukan sangat cepat karena terdapat di satu ruang alamat.Ø

4.2 Sistem Berlapis
 Sistem operasi dibentuk secara hirarki berdasarkan lapisanlapisan,q
dimana lapisan-lapisan bawah memberi layanan
lapisan lebih atas.
 Keunggulanq
 Sistem dibagi menjadi beberapa modul dan tiap modulØ
dirancang secara independen.
 Setiap lapisan dapat dirancang, dikode dan diuji secaraØ
mandiri
 Menyederhanakan rancangan, spesifikasi danØ
implementasi sistem operasi
 Kelemahanq
 Fungsi-fungsi sistem operasi harus diberikan ke tiap lapisan secara hati-hati.Ø

4.3 Sistem dengan Mesin Maya
 Sistem operasi melakukan simulasi mesin maya.q
 Memberikan flesibilitas tinggi sampai memungkinkanq
sistem operasi yang berbeda dapat dijalankan di mesin
yang berbeda.
 Implementasi yang efisien merupakan masalah sulit karena sistem menjadi besar dan kompleks.q

4.4 Sistem dengan Client - Server
 Server adalah proses yang menyediakan layanan, dan Clientq
adalah proses ayng memerlukan/meminta layanan.
 Keunggulanq
 Pengembangan dapat dilakukan secara modular.Ø
 Kesalahan (bugs) di satu subsistem tidak merusakØ
subsistem-subsistem lainnya.
 Mudah diadaptasi untuk sistem tersebar.Ø
 Kelemahanq
 Layanan dilakukan lamat karena harus melaluiØ
pertukaran pesan.
 Pertukaran pesan dapat menajdi botleneck.Ø

4.5 Sistem Berorientasi Objek
 Layanan diimplementasikan sebagai kumpulan objek.q
Tiap objek diberi tipe yang menandai properti objek
seperti proses, direktori, berkas dll.
 Model ini sungguh terstruktur dan memisahkan antaraq
layanan yang disediakan dan implementasinya.
Skema Dasar Sistem Komputer
A. PERANGKAT KERAS (HARDWARE)
Adalah komponen fisik komputer yang terdiri dari rangkaian elektronika dan peralatan mekanis lainnya. Abtraksi tingkat atas terdiri dari 4 komponen, yaitu :
  1. Pemroses (Processor)
  2. Memori Utama (Main Memory)
  3. Perangkat masukan dan keluaran (Device I/O)
  4. Interkoneksi antar komponen > (user interface, device controler)
Sumber Daya Keras (Perangkat Keras) terdiri atas :
A. Pemroses
Komponen komputer yang bertugas untuk mengolah data dan melaksanakan berbagai perintah.
Pemroses terdiri dari :
  • Bagian ALU (Aritmatik Logic Unit) untuk komputasi, berupa operasi aritmatika dan logika.
  • Bagian CU ( Control Unit) untuk pengendalian operasi yang dilaksanakan sistem komputer.
Register-register membantu pelaksanaan operasi dan sebagai tempat operan-operan dari operasi yang dilakukan.

Register untuk Kendali dan Status terdiri dari :
  1. Register untuk alamat dan buffer (MAR, MBR, I/O AR, I/O BR)
  2. Register untuk eksekusi instruksi (PC, IR)
  3. Register untuk informasi status (PSW) berisi sign, zero carry, equal, overflow, interupt enable/disable, supervisor.
B. Memory
Berfungsi tempat menyimpan data dan program.
Menurut urutan dari atas ke bawah dapat diukur hirarki dalam hal :
  1. Kecepatan akses
  2. Hubungan kapasitas
  3. Hubungan frekuensi pengaksesan
  4. Hubungan Harga
C. Perangkat Masukan /Keluaran
  1. Komponen mekanik adalah perangkat itu sendiri
  2. Komponen elektronik yaitu pengendali perangkat berupa chip controller
Pengendali perangkat terdapat dua macam :
  • Penggerak alat (Device Controller)
  • Pekerja alat (Device Drive)
Struktur I/O
  1. I/O interupt > I/O device kec rendah
  2. Struktur DMA > I/O device kec tinggi
DMA dibagi menjadi : Third Party DMA dan First Party DMA

D. Interkoneksi antar komponen
disebut galur/jalur (bus) yang terdapat pada mainboard, bus terdiri dari tiga macam :
  1. Bus alamat (address bus), satu arah. 16, 20, 24 jalur
  2. Bus data (data bus), dua arah. 8, 16, 32 jalur
  3. Bus kendali (control bus), dua arah. 4-10 jalur
Mekanisme Pembacaan :
Sinyal memory read memerintahkan ke perangkat memory untuk mengeluarkan data pada lokasi tersebut ke bus data agar dibaca CPU. Interkoneksi antar komponen membentuk jenis koneksitas yang populer antara lain ISA, VESA, PCI, AGP.

Tingkat Konsep Komputer
Terdiri dari :
  • Diagram blok (tertinggi)
  • Arsitektur
  • Transfer register
  • Rangkaian Saklar
  • Elektronika (Terendah)
  1. Tingkat Konsep Elektronika
  2. Tingkat Konsep Rangkaian Saklar
  3. Tingkat Konsep Transfer Register
  4. Tingkat Konsep Arsitektur
  5. Tingkat Konsep Diagram Blok
2. Kerja Komputer
Kerja komputer pada tingkat konsep antara lain :
  • Tingkat Konsep Diagram Blok
  • Tingkat Transfer Register
  • Tingkat Konsep Saklar
B. PERANGKAT LUNAK SOFTWARE
  • Merupakan komponen non fisik berupa kumpulan program beserta struktur datanya
  • Program adalah sekumpulan instruksi yang disusun sedemikian rupa untuk dapat menyelesaikan masalah-masalah tertentu sesuai dengan kebutuhan.
Siklus Intruksi
Proses intruksi dilakukan melalui dua tahap :
  1. Mengambil instruksi (Instruction fetch)
  2. Mengeksekusi instruksi (Instruction excution)
  • Interupt > suatu signal dari peralatan luar penyebab interupt adalah program (Division by zero) dan timer (Quantum pada Round Robin).
  • Trap > software Generated interupt yang disebabkan oleh kesalahan atau karena permintaan user.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar