Windows Part.1-Konsep Dasar, Komponen Dan Layanan, Tujuan Sistem Operasi

Tutorial Hari Ini
Konsep Dasar Sistem Operasi
Komponen Sistem Operasi
Layanan Sistem Operasi
Pembahasan Materi Selanjutnya
Penutup

Konsep Dasar Sistem Operasi

Sahabat geriatama, sebelum mempelajari dan mengoperasikan sebuah sistem operasi yang banyak digunakan baik under Windows maupun under Unix ada baiknya memahami konsep dasar dari sistem operasi secara teori.

Apa sistem operasi itu ? secara definisi, Sistem Operasi adalah perangkat lunak yang mengontrol pelaksanaan program-program pada sebuah Komputer, yaitu dengan mengatur waktu proses, pengecekan kesalahan, mengontrol input dan output, melakukan perhitungan, kompilasi, penyimpanan, pengolahan data serta berbagai bentuk layanan yang terkait (American National Standart Institute-ANSI).

Sistem Operasi juga merupakan resources manager (pengelola sumber daya) yang berperan untuk mengatur, mengorganisasikan, mengoperasikan secara keseluruhan bagian sistem komputer yang komplek. Sementara Program adalah sederetan instruksi yang diberikan kepada suatu komputer. Sedangkan proses sendiri adalah suatu bagian dari program yang berada pada status tertentu dalam rangkaian eksekusinya.

Secara umum ada 3 pengertian dari Sistem Operasi, antara lain; Sebagai pelaksana perintah, Sebagai pelaksana tatakelola aplikasi, dan Sebagai pengelola sumber daya

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(waitting list) di media penyimpan storage. Hanya pada saat dibutuhkan saja, bagian dari program tersebut dimuat di memory dan dieksekusi oleh prosesor. Hal ini sangat menghemat pemakaian memori.

Prosesor mengeksekusi program-program komputer. Dalam setiap detiknya prosesor dapat menjalankan jutaan instruksi. Beberapa sistem hanya menjalankan satu proses tunggal dalam satu waktu, sedangkan yang lainnya menjalankan multiproses 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?

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.

Proses yang memiliki prioritas(priority) 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 merubah 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).

Status Proses (Process State) adalah jenis proses yang mungkin dapat disematkan pada suatu proses pada setiap sistem operasi dapat berbeda-beda. 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.

Komponen Sistem Operasi

1. Managemen Proses

Proses adalah sebuah program yang sedang dijalankan (eksekusi). Sebuah proses membutuhkan beberapa sumber daya untuk menyelesaikan tugasnya.

Sumber daya tersebut dapat berupa CPU time, memori, sistem berkas, dan perangkat-perangkat I/O.

Sistem operasi mengalokasikan sumber daya tersebut saat proses itu diciptakan atau sedang dijalankan. Ketika proses tersebut berhenti dijalankan, sistem operasi akan mendapatkan kembali semua sumber daya yang bisa digunakan kembali. Selain itu juga bertanggung jawab atas aktivitas aktivitas yang berkaitan dengan manajemen proses seperti:

membuat dan menghapus proses pengguna dan sistem proses
menunda atau melanjutkan proses
menyediakan mekanisme untuk proses sinkronisasi
menyediakan mekanisme untuk proses komunikasi
menyediakan mekanisme untuk penanganan deadlock

2. Managemen Memori 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 Central Process Unit(CPU) dan perangkat Input Output. Memori utama termasuk tempat penyimpanan data yang yang bersifat volatile ? tidak permanen yaitu data akan hilang kalau komputer dimatikan. Bertanggung jawab atas aktivitas-aktivitas yang berkaitan dengan managemen memori utama seperti :

menjaga track dari memori yang sedang digunakan dan siapa yang menggunakannya
memilih program yang akan di-load ke memori

3. Managemen Berkas

Berkas adalah kumpulan informasi yang berhubungan, sesuai dengan tujuan pembuat berkas tersebut. Umumnya berkas merepresentasikan program dan data. Berkas dapat mempunyai struktur yang bersifat hirarkis (direktori, volume, dll). Sistem operasi mengimplementasikan konsep abstrak dari berkas dengan mengatur media penyimpanan massa, misalnya tapes dan disk. Sistem operasi bertanggung jawab untuk aktivitas berikut yang berhubungan dengan manajemen berkas seperti:

pembuatan dan penghapusan berkas
pembuatan dan penghapusan direktori
mendukung manipulasi berkas dan direktori
memetakan berkas ke secondary-storage
memback-up berkas ke media penyimpanan yang permanen (nonvolatile)

4. Managemen Input Output

Sering juga disebut dengan device manager. Yang mana menyediakan device driver yang umum sehingga operasi I/O dapat seragam (membuka, membaca, menulis, menutup). Contohnya adalah pengguna menggunakan operasi yang sama untuk membaca berkas pada perangkat keras, CDROM dan floppy disk. Sistem I/O terdiri dari :

sistem buffer yang mana menampung sementara data dari atau ke peranti I/O
spooling yang melakukan penjadwalan pemakaian I/O sistem supaya lebih efisien (antrian, dsb)
antarmuka devices-driver yang umum menyediakan device driver yang umum sehingga sistem operasi dapat seragam (buka, baca, tulis, tutup)
drivers untuk spesifik perangkat keras yang menyediakan driver untuk melakukan operasi rinci/detail untuk perangkat keras tertentu

5. Managemen Penyimpanan Sekunder

Penyimpanan sekunder terjadi karena memori utama bersifat sementara dan kapasitasnya terlalu kecil, maka untuk menyimpan semua data dan program secara permanen, sistem komputer harus menyediakan penyimpanan sekunder untuk dijadikan back-up memori utama. Contoh dari penyimpanan sekunder adalah harddisk, disket, dll. Sistem Operasi bertanggung jawab dalam aktivitas yang berhubungan dengan manajemen penyimpanan sekunder, sbb:

manajemen ruang kosong
alokasi penyimpanan
penjadwalan disk

6. Jaringan(Network)

Sistem Terdistribusi adalah kumpulan prosesor yang tidak berbagi memori atau clock. Setiap prosesor memiliki memori lokal masing-masing. Prosesor-prosesor dalam sistem terhubung dalam jaringan komunikasi. Sistem terdistribusi menyediakan akses pengguna ke bermacam-macam sumber daya. Akses tersebut menyebabkan:

peningkatan kecepatan komputasi
peningkatan penyediaan data
peningkatan keandalan

7. Sistem Proteksi

Proteksi berkenaan dengan mekanisme untuk mengontrol akses yang dilakukan oleh program, prosesor, pengguna sistem maupun pengguna sumber daya. Mekanisme dari proteksi harus :

membedakan antara penggunaan yang sah dan yang tidak sah.
spesifikasi kontrol untuk diterima
menyediakan alat untuk pemberlakuan sistem

8. Command-Interpreter System(CIS)

Sistem Operasi menunggu instruksi dari pengguna (command driven). Program yang membaca instruksi dan mengartikan control statements (keinginan pengguna) umumnya disebut :

control-card interpreter
command-line interpreter
UNIX Shell.

Command-Interpreter System sangat bervariasi dari satu sistem operasi ke sistem operasi yang lain dan disesuaikan dengan tujuan dan teknologi I/O peranti yang ada.

Contohnya: CLI, Windows, Pen-based (touch), dan lain-lain.

Layanan Sistem Operasi

Layanan sistem operasi terdiri dari eksekusi program yang me-load program ke memory dan menjalankannya (run). Sedangkan operasi I/O, pengguna tidak bisa mengontrol I/O secara langsung (untuk efisiensi dan keamanan), sistem harus bisa menyediakan mekanisme untuk melakukan operasi I/O, manipulasi sistem berkas seperti membaca, menulis, membuat, dan menghapus file. Kemudian komunikasi yang berfungsi untuk pertukaran informasi, dapat dilaksanakan melalui shared memory atau message passing. Dan yang terakhir adalah deteksi error yang mana mempertahankan kestabilan dengan mendeteksi error (pada CPU, perangkat keras memori I/O, program pengguna) dan jika bisa memperbaikinya.

Adapun layanan tambahan yaitu meliputi :

lebih diarahkan kepada upaya untuk menjaga efisiensi sistem, bukan untuk membantu pengguna
alokasi sumber daya yang mana mengalokasikan sumber daya kepada beberapa pengguna atau tugas yang dijalankan pada saat yang bersamaan
accounting digunakan untuk menentukan berapa banyak dan berapa lama users menggunakan sumber daya sistem
proteksi yang berfungsi untuk menjaga semua akses ke sumber daya sistem terkontrol

System Calls

System calls menyediakan antar muka antara proses (program yang sedang dijalankan) pada sistem operasi. Biasanya tersedia sebagai instruksi bahasa rakitan dan beberapa sistem mengizinkan system calls dibuat langsung dari bahasa pemrograman tingkat tinggi. Selain itu beberapa bahasa pemrograman tingkat tinggi (contoh: C, C++) telah didefinisikan untuk menggantikan bahasa rakitan untuk sistem pemrograman. Tiga metode umum yang digunakan dalam memberikan parameter kepada sistem operasi, sbb:

melalui register
menyimpan parameter dalam blok atau tabel pada memori dan alamat blok tersebut diberikan sebagai parameter dalam register
menyimpan parameter (push) ke dalam stack (oleh program), dan melakukan pop off pada stack (oleh sistem operasi)

Struktur Sistem

1. Struktur Sederhana

Dimulai dengan sistem yang kecil, sederhana dan terbatas kemudian berkembang dengan cakupan original. Struktur System MS-DOS disusun untuk mendukung fungsi yang banyak pada ruang yang kecil. Struktur System UNIX Terdiri dari 2 bagian yaitu Kernel (antar muka dan device drivers) dan Program Sistem.

2. Pendekatan Terlapis

Lapisan adalah implementasi dari objek abstrak yang merupakan enkapsulasi dari data dan operasi yang bisa memanipulasi data tersebut .

Lapisan paling bawah adalah perangkat keras
Lapisan paling atas adalah antar muka pengguna

3. Mikrokernel

Menyusun sistem operasi dengan menghapus semua komponen yang tidak esensial dari kernel, dan mengimplementasikannya sebagai sistem program dan level pengguna.

Dengan fungsi utama untuk mendukung fasilitas komunikasi antara program klien dan bermacam-macam layanan yang juga berjalan di user-space.

Virtual Machine (Mesin Maya)

Mesin virtual mengambil pendekatan terlapis sebagai kesimpulan logis. Mesin virtual memperlakukan hardware dan sistem operasi seolah-olah berada pada level yang sama sebagai perangkat keras. Pendekatan mesin virtual menyediakan sebuah antarmuka yang identik dengan underlying bare hardware. Sistem Operasi membuat ilusi dari banyak proses, masing-masing dieksekusi pada prosesornya sendiri dengan virtual memorinya sendiri. VM dibuat dengan pembagian sumber daya oleh komputer fisik. Sumber daya dari komputer fisik dibagi untuk membuat VM.

Penjadwalan CPU bisa menciptakan penampilan seakan-akan pengguna mempunyai prosesor sendiri.
Spooling dan sistem data bisa menyediakan virtual card readers dan virtual line printers
Sebuah time-sharing terminal user yang normal melayani sebagaimana operator konsulat.

Perangkat lunak VM membutuhkan ruang di dalam disk untuk menyediakan memori virtual dan spooling, yaitu sebuah disk virtual.

Tujuan Sistem Operasi

Ada tiga tujuan utama dari Sistem operasi, sbb:

Sistem operasi membuat komputer menjadi lebih mudah dan nyaman untuk digunakan.
Sistem operasi memungkinkan sumber daya sistem komputer untuk digunakan secara efisien.
Sistem operasi harus disusun sedemikian rupa sehingga memungkinkan pengembangan yang efektif, pengujian, dan penerapan fungsi baru tanpa mengganggu layanan yang sudah ada.

Jenis-jenis Sistem Operasi:
a. Berdasarkan Interface adalah Text Base Shell dan Grafical User Interface(GUI)
b. Berdasarkan uses (ke peruntukan) adalah, Stand Alone dan Networking (jaringan)
Beberapa contoh Sistem Operasi:

» Disk Operating System(DOS)

» Machintos

» OS/2

» Microsoft Windows

» Unix

» Linux, dll.

(Sumber: Team Dosen STMIK LPKIA Bandung, Diktat Kuliah Sistem Operasi)

Materi Selanjutnya

Penutup

Sekian pembahasan tutorial hari ini tentang konsep dasar sistem operasi, sahabat semua sebelum belajar sistem operasi under windows dan under unix sebaiknya memahami konsep dasar dari sistem operasi tersebut, materi di atas untuk memberikan sedikit tentang pemahaman dari sistem operasi bagi pemula belajar sistem operasi.

Pembahasan selanjutnya adalah tentang dasar Sistem Operasi Windows berbasis Server. Sekian dan terima kasih sudah mengikuti tutorial di blog ini, semoga bermanfaat. Salam.