Penjelasan Sistem Operasi (Wiliam Stalling)

 DOWNLOAD document(.Doc) Lengkapx --> [DOWNLOAD] via 4shared.com

Operating System Overview

Sistem operasi ( SO ) adalah perangkat lunak yang mengontrol eksekusi program pada prosesor dan mengelola sumber daya prosesor .  SO melakukan beberapa fungsi daintaranya penjadwalan proses dan manajemen memori.

§  Penjadwalan proses. SO menentukan proses yang harus dijalankan pada setiap waktu . Biasanya , perangkat keras akan menyela proses yang berjalan pada waktu itu, agar SO dapat membuat keputusan penjadwalan baru, sehingga prosesor dapat membagi waktu untuk proses yang akan datang.

§  Manajemen memori . Manfaat dari manajemen memori adalah sebagai-berikut :

1.  Sebuah proses dapat berjalan di memori utama tanpa adanya sebuah perintah dan data dari program itu dapat langsung di tampilkan di memori utama.

2.  Ruang memori yang tersedia untuk program dapat melebihi memori utama yang sebenarnya pada sistem memori. Walaupun manajemen memori di tampilkan dalam perangkat lunak , SO tetap bergantung pada hardware dalam prosesor , termasuk paging dan segmentasi hardware .

Gambaran Sistem Operasi

Tujuan dan Fungsi Sistem Operasi adalah mengontrol eksekusi dari aplikasi dan bertindak sebagai antarmuka antara pengguna dan perangkat keras komputer. Hal ini memiliki dua tujuan:

·       Kenyamanan   : OS membuat komputer lebih nyaman digunakan .

·       Efisiensi           : OS memungkinkan sumber daya sistem komputer digunakan secara efisien

a.      Sistem operasi sebagai user / computer interface

Hardware dan software yang digunakan oleh pengguna dalam aplikasi dapat dilihat di lapisan hirarki , yang digambarkan pada Gambar 8.1 . Pengguna aplikasi tersebut , umumnya tidak peduli dengan arsitektur komputer . Jadi user hanya memandang sistem komputer sebagai aplikasi,bisa dinyatakan dalam bahasa pemrograman dan dikembangkan oleh seorang programmer aplikasi .

Secara singkat, OS biasanya digunakan dalam bidang-bidang berikut:

§  Pembuatan Program :

OS menyediakan berbagai fasilitas dan layanan, seperti editor dan debugger, untuk membantu programmer dalam membuat program. biasanya, layanan ini dalam bentuk program utilitas yang tidak sepenuhnya bagian dari SO tetapi dapat diakses melalui SO.

§  Eksekusi Program :

Sejumlah tugas perlu dilakukan untuk mengeksekusi program. Seperti Instruksi data harus dimuat ke memori utama, perangkat I / O dan file harus diinisialisasi, dan sumber daya lainnya harus disiapkan. OS menangani semua ini bagi pengguna.

§  Akses ke perangkat I / O :

Setiap perangkat I / O memerlukan set yang spesifik. OS mengurus detail sehingga programmer dapat berpikir dalam hal yang sederhana membaca dan menulis.

§  Pengendalian akses ke file :

Dalam hal file, kontrol harus dipahami secara menyeluruh bukan hanya sifat dasar perangkat I / O seperti (drive, tape drive disk) tetapi juga format file pada media penyimpanan. Kedepan, dalam SO dapat menangani sistem yang dijalankan dengan multiuser, OS dapat menyediakan mekanisme perlindungan untuk mengontrol akses ke file dari tiap-tiap user.

§  Akses Sistem :

Dalam kasus pembagian (share) atau publik system, OS dapat mengontrol seluruh akses ke sistem. Dalam mengakses harus memberikan perlindungan sumber daya(resource) ,perlindungan data dari pengguna yang tidak bertanggung jawab, dan harus menyelesaikan masalah yang terjadi pada resource

§  Kesalahan deteksi dan respon :

Berbagai kesalahan dapat terjadi ketika komputer sedang running. Termasuk kesalahan hardware internal dan eksternal, seperti kesalahan memori, kegagalan perangkat, dan berbagai kesalahan yang terjadi pada perangkat lunak, seperti aritmatika overflow, mencoba untuk mengakses lokasi memori yang dilarang,  dan ketika OS tidak mampu untuk menajalankan permintaan dari aplikasi. Dalam setiap menjalankan aplikasi, OS harus membuat respon untuk tidak membuat kesalahan tapi tidak berdampak pada aplikasi.

§   Akuntansi(menghitung) :

Sebuah OS yang baik bisa mengumpulkan informasi yang digunakan untuk berbagai sumber daya dan memantau kinerja komputer. Pada sistem apapun, Informasi yang didapat akan berguna dalam mengantisipasi kebutuhan yang akan diperlukan oleh sistem dan dapat digunakan untuk meningkatkan kinerja sistem. Pada sistem multiuser, informasi dapat digunakan untuk berbagai tujuan.

b.      Sistem operasi sebagai sumberdaya manager

Sebuah komputer adalah seperangkat sumber daya untuk penyimpanan, pengolahan data, dan bertanggung jawab mengontrol sumberdaya manajer. Untuk menjalankan semua itu SO harus mengelola fungsi dasar komputer sehingga dapat mengontrol kinerja komputer. 

Karakteristik sistem operasi di bedakan menjadi dua , dimensi pertama menentukan apakah sistem tersebut batch atau interaktif. Dalam sebuah sistem interaktif, pengguna / programmer berinteraksi langsung dengan komputer melalui keyboard / layar terminal. Sistem batch merupakan kebalikan dari interaktif. Pengguna  Program batched biasanya bekerja bersama dengan program dan dengan pengguna yang lain. Setelah program selesai, hasilnya dicetak,sekarang sistem ini jarang sekali digunakan.

Sistem

Sejak komputer pertama sekitar tahun 1940-an sampai pertengahan 1950-an, programmer berinteraksi langsung dengan hardware komputer, tidak ada SO yang bekerja pada komputer tersebut. Prosesor ini dijalankan dari konsol, yang terdiri dari lampu layar, switch toggle, beberapa bentuk perangkat input, dan printer.

Pada sistem ini terdapat dua masalah utama:

§  Penjadwalan:

Dalam penjadwalan user terlebih dahulu memesan tempat dan waktu untuk menggunakan komputer tersebut.

§  Setup time:

Untuk menjalankan sebuah program, harus menjalankan compiler
dengan program bahasa tingkat tinggi ke dalam memori (source program), menyimpan
program dikompilasi (program object), dan kemudian mengunggah dan menghubungkan antara program objek dan fungsi umum. Setiap tahap yang dilakukan pada saat setup time harus dilakukan secara berurutan, jika terjadi kesalahan pada saat melakukan setup time maka user/programmer tersebut harus mengulang setup timenya dari awal.

§  Simple batch systems merupakan prosesor yang mahal, oleh karena itu
penting untuk memaksimalkan pengaturan prosesor. Tidak membuang-buang waktu karena waktu penjadwalan dan setup tidak dapat diterima.

Beberapa Fitur dari hardware yang diinginkan:

a.       Proteksi memori :

Ketika program sedang di eksekusi, hasulah tidak mempengaruhi memori yang terdapat dalam monitor. Jika hal itu benar-benar di lakukan, harware prosesor akan dapat mendetekdi error dan dapat memberitahukannya ke monitor. Kemudian akan membatalkan pekerjaan, mencetak pesan kesalahan, dan menjalankan pekerjaan berikutnya.

b.      Timer :

Sebuah timer digunakan untuk mencegah sebuah pekerjaan menguasai system sehingga pekerjaan yang lain tidak di lakukan. Timer diatur pada awal setiap pekerjaan dan ketika berahir akan mengembalikan kontrol ke monitor

c.       Privileged instructions

d.      Interrupts: komputer jaman dahulu tidak memiliki kemampuan ini. Fitur ini
membuat OS lebih fleksibilitas dalam memberikan kontrol dan mendapatkan kembali kontrol
dari program.

Pemrograman Sistem Batch

Batch system adalah dimana job-job yang mirip dikumpulkan dan dijalankan secara kelompok kemudian setelah kelompok yang dijalankan tadi selesai maka secara otomatis kelompok lain dijalankan. Contoh sebuah Batch System adalah sebuah e-mail dan transaksi batch processing. Dalam suatu sistem batch processing, transaksi secara individual dientri melalui peralatan terminal, dilakukan validasi tertentu, dan ditambahkan ke transaction file yang berisi transaksi lain, dan kemudian dientri ke dalam sistem secara periodik. Di waktu kemudian, selama siklus pengolahan berikutnya, transaction file dapat divalidasi lebih lanjut dan kemudian digunakan untuk meng-up date master file yang berkaitan.

Ada 2 cara Batch System , yaitu :

1. Resident Monitor

a. Operator bertugas mengatur urutan job

b. Job-job yg sama cukup dicetak sekali saja, cara inilah yg disebut “Batch system”

Teknik pengurutan job secara manual begini akan menyebabkan tingginya waktu menganggur CPU. Muncul teknik pengurutan job otomatis yg mampu mentransfer secara otomatis dari suatu proses ke proses lainnya.Program kecil dan bersifat residen dimemori serta berisi urutan2 job yg akan berpindah secara otomatis, inilah “Resident Monitor”

2. Overlap Operasi antara I/O dg CPU

Off line Processing, data yg dibaca dari card reader disimpan dulu dalam tape driver sebelum dibawa ke CPU, demikian pula informasi yg mau dicetak, disimpan dulu di tape 

Spooling  adalah suatu program dapat dikerjakan walaupun I/O masih mengerjakan  proses lainnya dan disk secara bersamaan menggunakan data untuk banyak proses. Pengertian multi programming adalah kegiatan menjalankan beberapa program pada memori pada satu waktu.

Time Sharing System

Time-sharing adalah metode dimana banyak pengguna dapat melakukan processing dalam satu komputer.

Salah satu penggunaan time sharing system ini dapat dilihat dalam pemakaian suatu teller terminal pada suatu bank. Bilamana seorang nasabah datang ke bank tersebut untuk menyimpan uang atau mengambil uang, maka buku tabungannya ditempatkan pada terminal. Dan oleh operator pada terminal tersebut dicatat melalui papan ketik (keyboard), kemudian data tersebut dikirim secara langsung ke pusat komputer, memprosesnya, menghitung jumlah uang seperti yang dikehendaki, dan mencetaknya pada buku tabungan tersebut untuk transaksi yang baru saja dilakukan. 

	Batch Multiprogramming	Time Sharing
Tujuan utama	Maksimalkan penggunaan prosesor	Maksimalkan penggunaan prosesor
Penggunaan untuk sistem operasi	Perintah bahasa yang disediakan	Perintah masuk di terminal

8.2 PENJADWALAN

Kunci utama dari multiprogramming adalah penjadwalan. Penjadwalan dibagi ke dalam 4 jenis yakni :

a.      Penjadwalan Jangka Panjang

Penjadwalan jangka panjang menentukan program mana yang akan diproses. Dengan demikian, dia akan mengontrol tingkat multiprogramming (jumlah proses dalam memori).

b.      Penjadwalan Jangka Menengah

Penjadwalan jangka menengah merupakan bagian dari fungsi swapping, biasanya keputusan swapping didasarkan pada kebutuhan untuk mengelola tingkat multiprgramming. Jadi penjadwalan ini menentukan penambahan jumlah proses sebagian atau seluruhnya dalam memori utama.

c.       Penjadwalan Jangka Pendek

Penjadwalan jangka pendek menentukan proses manakah yang tersedia yang akan dieksekusi oleh prosesor

d.      Penjadwalan I/O

Penjadwalan I/O menentukan proses permintaan I/O manakah yang tertunda yang harus ditangani oleh perangkat I/O yang tersedia.

Ada 5 macam keadaan proses, yakni :

1.      New                 :  proses sedang dikerjakan/ dibuat

2.      Ready             :  proses siap dieksekusi oleh sebuah prosesor

3.      Running           :  instruksi sedang dieksekusi

4.      Waiting                        :  proses sedang menunggu sejumlah event (seperti sebuah penyelesaian I/O atau penerimaan sebuah tanda/ signal)

5.      Healted                        :  proses telah selesai dieksekusi

PCB (Process Control Block) terdiri dari :

1.      Identifier : sistem memiliki tanda pengenal yang unik

2.      State : keadaan saat proses (baru, siap, dsb).

3.      Priority : tingkat prioritas

4.      Program Counter : alamat instruksi berikutny adalam program yang akan dieksekusi

5.      Memory pointers : Awal dan akhir lokasi proses dalam memori.

6.      Context data : data yang ada dalam register pada prosesor saat proses dieksekusi.

7.      I/O status information  : permintaan proses perangkat input output.