Bagaimana sistem operasi mengendalikan proses sistem aplikasi sehingga mudah digunakan user
fungsi sistem operasi terlebih dahuluSistem operasi mempunyai dua tugas utama yakni:
1. Pengelolaan seluruh sumber daya sistem komputer
Mengelola seluruh sumber daya yang terdapat pada sistem komputer.
2. Sistem operasi sebagai penyedia layanan (extended/virtual machine)
sistem operasi menyediakan sekumpulan layanan (disebut sistem call) ke pemakai sehingga memudahkan dan menyamankan penggunaan dan pemanfaatan sumber daya sistem komputer.
Sumber Daya Sistem Komputer
a. Sumber daya fisik
Sumber daya fisik misalnya:
? keyboard, barcode reader
? mouse, joystick, ligt-pen, track ball, touch screen, pointing device.
? floppy disk drive, harddisk, tape drive, optical disk, CD ROM drive dan peranggkat sekunder lainnya.
? Layar monitor baik CRT, LCD, dan perangkat –perangkat display lain.
? Modem, Ethernet card, PCMCIA, dan alat komunikasi lain.
? Memori akses acak (RAM), chache memory, register, dan memori-memori volatile lain.
? perangkat-perangkat multimedia eperti kamera, sound card, radio.
? perangkat-perangkat pengendalian proses yang terhubung ke komputeryaitu sensor-sensor dan akuator-akuator.
b. Sumber daya abstrak
Sumber daya abstrak terdiri dari:
1. data
2. Program
Data
• Semaphore untuk pengendalian sinkronisasi proses-proses.
• PCB (process control block) untuk mencatat dan mengendalikan proses
• Tabel segmen, table page, i-node, FAT untuk pengendalian memori.
• Berkas (file) untuk penyimpanan data dan program
Program
Program berupa kumpulan instruksi yang dapat dijalankan sistem komputer. program dapat berupa:
- utilitas, atau
- Aplikasi untuk mencapai tujuan komputasi (pengolahan) tertentu.
Dasarnya semua yang tedapat atau terhubung ke sistem komputeradalah sumber daya. Seluruh sumber daya harus dapat dimanfaatkan secara efektif dan efiesien. pemanfaatan harus benar dan mempunyai efiesiensi yang setinggi mungkin, merupakan sasaran yang harus dicapai sistem operasi.
Penyedia layanan
Sistem operasi menyediakan layanan pengaksesan sumber daya sehingga pemrogram tidak dirumitkan rincian operasi perangkat keras yuang menjenuhkan. Pemakai dapat memandang sistem komputersebagai kumpulan layanan yang disediakan sistem operasi. Layanan-layanan ini lebih mudah digunakan dibandingkan dengan bahasa mesin secara langsung.
Menurut Stalling (STA-95)
Sistem operasi mempunyai tiga sasaran antara lain:
Kenyamanan
Sistem operasi harus membuat penggunaan komputer menjadi lebih nyaman
Efiesiensi
Sistem operasi menjadikan penggunaan sumber daya sistem komputer secara efiesien
Mampu berevolusi
Sistem operasi harus dibangun sehingga memungkinkan dan memudahkan pengembangan, pengujian dan pengajuan fiungsi-fungsi yang baru tanpa mengganggu layanan yang dijalankan sistem komputer.
2.2.1 Sistem operasi sebagai pengelola Sumber Daya
Sistem komputer adalah sekumpulan sumber daya untuk memindahkan, menyimpan, dan memproses data, serta untuk mengendalikan fungsi-fungsi tertentu. sistem operasi bertanggung jawab mengelola sumber daya-sumber daya sistem komputer.
Tugas
sistem operasi bertanggung jawab mengelola sumber daya agar penggunaan sumber daya dapat secara benar dan efisien.
2.2.2 Sistem operasi sebagai Extented Machine/Virtual Machine
Sistem operasi sebagai extended machine/virtual machine berfungsi sebagai berikut:
o Memberi Absrtaksi mesin tingkat tinggi yang lebih sederhana dan menyembunyikan kerumitan perangkat keras.
o Basis untuk program lain.
Absraksi mesin tingkat tinggi yang lebih sederhan dan menyembunyikan kerumitan poerangkat keras.
Sistem operasi menyediakan sistem call(Atau API= Application programming interface), abstraksi tingkat tinggi mengenai mesin untuk pemrograman. sistem call berfungsi menghindarkan kompleksitas pemrograman dengan memberi sekumpulan instruksi yang mudah daan nyaman.
Basis untuk program lain
Program aplikasi dijalankan diatas sistem operasi. program-program dalam mengendalikan dan memanfaatkan sumber daya sistem komputerdengan meminta layanan sistem operasi untuk mengendalikan sumber daya bagi aplikasi agar pemanfaatan sumber daya sistem komputerdilakukan secara benar dan efisien.
Menurut Stalling (STA-95)
Sistem operasi seharusnya menyediakan layanan-layanan di bidang berikut:
Pembuatan program
Sistem operasi menyediakan beragam fasilitas dan layana untuk membantu pemrogram menulis program, biasanya berbentuk program utilitas. program utilitas bukan bagian sistem operasi tapi dapat diakses lewat sistem operasi.
Eksekusi program
Sejumlah tugas perlu dilakukan untuk mengeksekusi program. instruksi-instruksi dan data harus dimuat ke memori utama, perangkat-perangkat masukan/keluaran dan berkas-berkas harus diinialisasi, serta sumber daya-sumber daya harus disiapkan. sistem operasi harus menangani semua itu untuk pemakai/program.
Pengaksesan perangkat masukan
Tiap perangkat masukan/keluaran memrlukan sejumlah instruksi atau sinyal kendali yang rumit menjengkelkan agar perangkat dapat beroperasi. sistem operasi harus mengambil alih rician-rincian itu sehingga pemrogram dapat berfikir secara sederhana dalam memanfaatkan perangkat itu, misalnya dalam abstraksi sebagai membaca dan menulis berkas.
Pengaksesan terkendali terhadap berkas
Pada sistem dengan banyak pemakai simultan, sistem operasi meyediakan mekanisme proteksi untuk mengendalikan pengaksesan terhadap berkas.
Pengaksesan sistem
Pada sistem public atau pemakai bersama (shared sistem), sistem operasi mngendalikan pengaksesan ke sumber daya-sumber daya sistem secara keseluruhan. Fungsi pengaksesan harus menyediakan proteksi terhadap sumber daya dan data dari pemakai tak diotorisasi serta harus menyelesaikan konflik-konfik dalam perebutan sumber daya.
Deteksi dan memberi tangggapan terhadap kesalahan
Beragam kesalahan dapat muncul di sistem computer. Sistem operasi harus memberi tanggapan yang menjelaskan kondisi kesalahan dengan dampak terkecil bagi aplikasi-aplikasi yang sedang berjalan.
Tanggapan dapat berupa pengakhiran program yang menyebabkan kesalahan, mencoba ulang, atau sekedar melaporkan kesalahan.
Akunting
Sistem operasi yang bagus mengumpulkan data statistic penggunan beragam sumber daya dan memonitor para meter kinerja seperti waktu tanggap. Pada suatu sistem, informasi ini berguna dalam mengantisipasi kebutuhan di masa yang akan dating dfan dalam menyesesuikan sistem untuk meningkatkan kinerja. Pada sistem banyak pemakai (multi user sistem) yang disewakan, informasi ini digunakan untuk penagihan ongkos pemakaian.
Nah sudah tahu kan apa fungsi dan sasaran sistem operasi itu apa ,, lanjut ke intinya ,yaitu bagaimana cara sistem operasi mengendalikan sistrem aplikasi sehingga mudah digunakan user .
Mari kita cari tahu gan !!
Cara kerja sistem komputer
Ketika teknologi yang digunakan pada komputer digital telah berganti secara dramatis sejak komputer pertama kali digunakan pada tahun 1940-an, komputer kebanyakan masih menggunakan arsitektur Von Neumann, yang diusulkan di awal 1940-an oleh John von Neumann.
Arsitektur Von Neumann menjelaskan bahwa komputer memiliko 4 bagian utama: Unit Aritmatika dan Logis (ALU), unit kontrol, memori, dan alat masukan dan hasil (secara kolektif dinamakan I/O). Bagian ini dihubungkan oleh berkas kawat, “bus”
Proses
Prosesor mengeksekusi program-program komputer. Prosesor adalah sebuah cip dalam sistem komputer yang menjalankan instruksi-instruksi program komputer. Dalam setiap detiknya prosesor dapat menjalankan jutaan instruksi.
Program adalah sederetan instruksi yang diberikan kepada suatu komputer. Sedangkan proses adalah suatu bagian dari program yang berada pada status tertentu dalam rangkaian eksekusinya. Di dalam bahasan Sistem Operasi, kita lebih sering membahas proses dibandingkan dengan program. 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.
Beberapa sistem hanya menjalankan satu proses tunggal dalam satu waktu, sedangkan yang lainnya menjalankan multi-proses 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? Sesungguhnya 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.
Setiap proses dalam sebuah sistem operasi mendapatkan sebuah PCB (Process Control Block) yang memuat informasi tentang proses tersebut, yaitu: sebuah tanda pengenal proses (Process ID) yang unik dan menjadi nomor identitas, status proses, prioritas eksekusi proses dan informasi lokasi proses dalam memori. Prioritas proses merupakan suatu nilai atau besaran yang menunjukkan seberapa sering proses harus dijalankan oleh prosesor. 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 mengubah 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).
Unit Aritmatika dan Logika, atau Arithmetic Logic Unit (ALU), adalah alat yang melakukan pelaksanaan dasar seperti pelaksanaan aritmatika (tambahan, pengurangan, dan semacamnya), pelaksanaan logis (AND, OR, NOT), dan pelaksanaan perbandingan (misalnya, membandingkan isi sebanyak dua slot untuk kesetaraan). Pada unit inilah dilakukan “kerja” yang nyata.
Unit kontrol menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer, memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu, dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai. Sekali yang terjadi, unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya, kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain).
Input dan Hasil
I/O membolehkan komputer mendapatkan informasi dari dunia luar, dan menaruh hasil kerjanya di sana, dapat berbentuk fisik (hardcopy) atau non fisik (softcopy). Ada berbagai macam alat I/O, dari yang akrab keyboard, monitor dan disk drive, ke yang lebih tidak biasa seperti webcam (kamera web, printer, scanner, dan sebagainya.
Yang dimiliki oleh semua alat masukan biasa ialah bahwa mereka meng-encode (mengubah) informasi dari suatu macam ke dalam data yang bisa diolah lebih lanjut oleh sistem komputer digital. Alat output, men-decode data ke dalam informasi yang bisa dimengerti oleh pemakai komputer. Dalam pengertian ini, sistem komputer digital adalah contoh sistem pengolah data.
Status Proses
Jenis status 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 prosesor
- Blocked, yaitu status dimana proses tidak dapat dijalankan pada saat prosesor siap/bebas.
- Keluarga Microsoft Windows - yang antara lain terdiri dari Windows Desktop Environment (versi 1.x hingga versi 3.x), Windows 9x (Windows 95, 98, dan Windows ME), dan Windows NT (Windows NT 3.x, Windows NT 4.0, Windows 2000, Windows XP, Windows Server 2003, Windows Vista, Windows Server 2008, Windows 7 (Seven) yang dirilis pada tahun 2009, dan Windows 8 yang akan dirilis pada tahun 2012 atau lebih lambat)).
- Keluarga Unix yang menggunakan antarmuka sistem operasi POSIX, seperti SCO UNIX, keluarga BSD (Berkeley Software Distribution), GNU/Linux, MacOS/X (berbasis kernel BSD yang dimodifikasi, dan dikenal dengan nama Darwin) dan GNU/Hurd.
- Mac OS, adalah sistem operasi untuk komputer keluaran Apple yang biasa disebut Mac atau Macintosh. Sistem operasi yang terbaru adalah Mac OS X versi 10.6 (Snow Leopard). Musim panas 2011 direncanakan peluncuran versi 10.7 (Lion).
Sistem Operasi secara umum terdiri dari beberapa bagian:
- Mekanisme Boot, yaitu meletakkan kernel ke dalam memory
- Kernel, yaitu inti dari sebuah Sistem Operasi
- Command Interpreter atau shell, yang bertugas membaca input dari pengguna
- Pustaka-pustaka, yaitu yang menyediakan kumpulan fungsi dasar dan standar yang dapat dipanggil oleh aplikasi lain
- Driver untuk berinteraksi dengan hardware eksternal, sekaligus untuk mengontrol mereka.
Multitasking mengacu pada penyelenggaraan beberapa program komputer independen pada komputer yang sama; memberikan penampilan bahwa itu melakukan tugas pada waktu yang sama.Karena kebanyakan komputer dapat melakukan paling banyak satu atau dua hal pada satu waktu, ini biasanya dilakukan melalui time-sharing, yang berarti bahwa setiap program menggunakan bagian dari waktu komputer untuk mengeksekusi.Sebuah kernel sistem operasi berisi software yang disebut scheduler yang menentukan berapa banyak waktu setiap program akan menghabiskan pelaksana, dan di mana keteraturan kontrol eksekusi harus diteruskan ke program. Kontrol akan diteruskan ke proses oleh kernel, yang memungkinkan akses program ke CPU dan memori. Kemudian, kontrol dikembalikan ke kernel melalui beberapa mekanisme, sehingga program lain dapat diperbolehkan untuk menggunakan CPU.Ini lewat apa yang disebut kontrol antara kernel dan aplikasi yang disebut context switch.
Sebuah model awal yang diatur alokasi waktu untuk program disebut koperasi multitasking. Dalam model ini, ketika kontrol akan diteruskan ke program oleh kernel, mungkin mengeksekusi selama yang diinginkan sebelum eksplisit kembali kontrol ke kernel. Ini berarti bahwa program berbahaya atau rusak tidak hanya mencegah program lain dari menggunakan CPU, tetapi dapat menggantung seluruh sistem jika memasuki infinite loop.Sistem operasi modern memperluas konsep preemption aplikasi ke device driver dan kode kernel, sehingga sistem operasi memiliki kontrol atas preemptive internal yang run-kali juga.
Filosofi pemerintahan preemptive multitasking adalah untuk memastikan bahwa semua program diberikan waktu yang teratur pada CPU. Ini berarti bahwa semua program harus dibatasi dalam berapa banyak waktu mereka diizinkan untuk dibelanjakan pada CPU tanpa terputus. Untuk melakukannya, kernel sistem operasi modern menggunakan sebuah interupsi waktunya. Sebuah timer modus dilindungi diatur oleh kernel yang memicu kembali ke modus supervisor setelah waktu yang ditentukan telah berlalu. (Lihat di atas bagian pada Interrupts dan Operasi Dual Mode.)
Pada banyak sistem operasi single user koperasi multitasking sangat cukup, karena umumnya rumah komputer menjalankan sejumlah kecil program diuji dengan baik. Para AmigaOS adalah sebuah pengecualian, memiliki pre-emptive multitasking dari versi pertama. Windows NT merupakan versi pertama dari Microsoft Windows yang ditegakkan preemptive multitasking, tetapi tidak mencapai pasar pengguna rumahan sampai Windows XP (sejak Windows NT ditujukan untuk para profesional).
Memori
modul memori RAM Di sistem ini, memori adalah urutan byte yang dinomori (seperti “sel” atau “lubang burung dara”), masing-masing berisi sepotong kecil informasi. Informasi ini mungkin menjadi perintah untuk mengatakan pada komputer apa yang harus dilakukan. Sel mungkin berisi data yang diperlukan komputer untuk melakukan suatu perintah. Setiap slot mungkin berisi salah satu, dan apa yang sekarang menjadi data mungkin saja kemudian menjadi perintah.Memori menyimpan berbagai bentuk informasi sebagai angka biner. Informasi yang belum berbentuk biner akan dipecahkan (encoded) dengan sejumlah instruksi yang mengubahnya menjadi sebuah angka atau urutan angka-angka. Sebagai contoh: Huruf F disimpan sebagai angka desimal 70 (atau angka biner ) menggunakan salah satu metode pemecahan. Instruksi yang lebih kompleks bisa digunakan untuk menyimpan gambar, suara, video, dan berbagai macam informasi. Informasi yang bisa disimpan dalam satu sell dinamakan sebuah byte.
Secara umum, memori bisa ditulis kembali lebih jutaan kali – memori dapat diumpamakan sebagai papan tulis dan kapur yang dapat ditulis dan dihapus kembali, daripada buku tulis dengan pena yang tidak dapat dihapus.
Ukuran masing-masing sel, dan jumlah sel, berubah secara hebat dari komputer ke komputer, dan teknologi dalam pembuatan memori sudah berubah secara hebat – dari relay elektromekanik, ke tabung yang diisi dengan air raksa (dan kemudian pegas) di mana pulsa akustik terbentuk, sampai matriks magnet permanen, ke setiap transistor, ke sirkuit terpadu dengan jutaan transistor di atas satu chip silikon.
