sistem operasi dan evolusinya -...

Lisensi Dokumen: Copyright © 2008-2014 ilmuti.org

Seluruh dokumen di ilmuti.org dapat digunakan, dimodifikasi dan disebarkan secara bebas untuk tujuan bukan komersial

(nonprofit), dengan syarat tidak menghapus atau merubah atribut penulis dan pernyataan copyright yang disertakan dalam setiap

dokumen. Tidak diperbolehkan melakukan penulisan ulang, kecuali mendapatkan ijin terlebih dahulu dari ilmuti.org

SISTEM OPERASI DAN EVOLUSINYA

Sartim

[email protected]

Abstrak

Sistem operasi pada dasarnya merupakan sebuah program sistem yang berguna untuk

mengoperasikan komputer. Tanpa sistem operasi maka komputer hanya sebuah

“onggokan” perangkat elektronik yang tidak berguna. Sistem operasi merupakan lapisan

dalam sistem komputer yang berada di antara hardware dan program-program aplikasi.

Sistem operasi dibangun di atas interface hardware dan menyediakan interface antara

hardware dengan program-program aplikasi.

Kata Kunci:

Pendahuluan

Penulis berharap dengan artikel ini, pembaca akan lebih bertambah pengetahuan dan

wawasan tentang ilmu pengetahuan teknologi informasi.

Pembahasan

Sistem operasi merupakan bagian yang sangat penting dan vital untuk setiap sistem

komputer. Sistem komputer secara global terdiri dari empat komponen:

a. Hardware

Terdiri dari CPU, memori, perangkat I/O, dan sistem bus sebagai sumber daya

dasar.

b. Sistem operasi

Sebagai jembatan dan perantara antara program aplikasi dan pemakai dengan

hardware komputer, sertamengontrol dan mengkoordinasikan penggunaan hardware

untuk aplikasi yang beragam untuk pemakai yang beragam pula.

mailto:[email protected]





c. Program aplikasi

Misalnya compiler, sistem database, game, program-program bisnis, dan lain-lain,

yang digunakan oleh pemakai untuk menyelesaikan masalahnya.

d. Pemakai

Menggunakan komputer untuk menyelesaikan masalahnya.

Dibawah ini adalah gambarannya:

Sistem operasi bertugas sebagai interface antara pemakai dengan hardware komputer.

Pada dasarnya pemakai tidak tahu(dan tidak mau tahu)secara detail hardware komputer,

sehingga pemakai melihat suatu sistem kumputer sebagai suatu kumpulan program

aplikasi. Suatu aplikasi dibuat dengan satu atau beberapa bahasa pemograman lainnya.

Jika ada seorang programmer mengembangkan aplikasi dengan kumpulan intruksi-

intruksi bahasa mesin yang akan mengontrol hardware komputer, maka programmer

tersebut membutuhkan suatu aplikasi pemograman yang disebut utility. Dibawah ini

gambaran sistem komputer menurut tingkatan dan pandangan masing-masing pemakai:





Sumber: Stallings, Operating Systems, 4th e, 2001, Prentice Hall, halaman 46.

Apa yang dikerjakan sistem operasi?

Kita dapat menyebut sistem operasi sebagai resource allocator atau resource manager

yang bertugas untuk mengalokasikan sumber daya komputer. Apa yang disebut sumber

daya komputer? Dibawah ini gambaran tentang sumber daya komputer:

Sistem operasi bertugas sebagai manajer atas sumber daya ini dan mengalokasikan

sumber daya ini seperlunya kepada program-program dan pemakai berjumlah banyak

dan ada kemungkinan berbenturan pada waktu memintasumber daya, maka sistem

operasi harus dapat membuat keputusan: mana yang harus didahulukan sehingga

pemakai sumber daya dapat efisien dan adil. Dibawah ini gambaran siste operasi

sebagai resource allocator atau resource manager.

Dapat juga disebut bahwa sistem operasi merupakan suatu control program, yang

mengontrol eksekusi program pemakai untuk mencegah error dan pemakaian yang tidak

benar pada komputer. Hal ini menyangkut operasi dan kontrol pada perangkat I/O.

Sebenarnya tidak ada definisi yang paling tepat untuk mendefinisikan sistem operasi.

Akan lebih mudah mendefinisikan sistem operasi dengan apa yang dikerjakan sistem

operasi daripada apa yang dimaksud dengan sistem operasi. Yang pasti sistem operasi

ada karena sistem operasi membuat pemakai komputer menjadi lebih mudah dalam

memakai komputer dibandingkan jika sistem operasi tidak ada.





Bagaimana Sistem Operasi Berkomunikasi Dengan Perangkat(device)?

Sisttem operasi harus dapat berkomunikasi dengan perangkat-perangkat I/O yang ada,

terutama perangkat I/O eksternal, dan /atau saling bertukar informasi dengan hardware

(chip) khusus yang berada di dalam komputer yang berhubungan dengan perangkat

yang berada di luar komputer.

Komunikasi sistem operasi dengan perangkat I/O ini dapat terlaksana berkat adanya

kode suatu program yang disebut dengan device driver. Device driver bersifat khusus,

yaitu ditujukan untuk perangkat I/O tertentu saja, walaupun ada yang ditujukan secara

global sehingga sering disebut dengan generic device driver. Hal tersebut digambar

sebagai berikut:

Perkembangan Sistem Operasi

Sistem operasi dan arsitektur komputer mempunyai hubungan yang sangat erat karena

saling mempengaruhi dan dipengaruhi.. untuk mem-falisitasi penggunaan hardware,

maka sistem operasi dikembangkan. Dengan kata lain ketika hardware berkembang dan

bertambah maju, maka sistem operasi pun demikian. Dibawah ini adalah beberapa

perkembangan dari sistem operasi dari waktu ke waktu.





Sistem awal(Serial Prosesing)

Komputer-komputer awal secara fisik berukuran besar dan dijalankan dari suatu

console. Consol terdiri dari lampu-lampu, tombol-tombol, beberapa bentuk perangkat

masukan(card reader), dan printer. Seorang programmer yang juga sekaligus

merangkap sebagai operator, menulis program dan menjalankan program tersebut secara

langsung dari console-nya. Program tersebut dimuatkan ke dalam memori dengan cara

dijalankan per intruksi;biasanya dari kartu plong. Kemudian ada suatu tombol di

console yang harus ditekan untuk menjalankan keseluruhan program tersebut. Jika ada

erroe pada program tersebut; yang diketahui dengan menyalanya lampu indikator

tertentu maka programmer dapat menghentikan program tersebut dan memeriksa isi

memeori dan register-registernya serta men-debug program tersebut secara langsung

dari console. Jika tidak ada error pada menjalankan program tersebut maka ouput

program tersebut dapat dicetak atau dibuatkan kartu plongnya untuk percetakan

kemudian hari.

Karena kebutuhan yang beragam, maka software dan hardware tambahan banyak

dikembangkan. Card reader, line printer, dan magnetic tape menjadi halyang biasa.

Assembler, linker, dan loader didesain untuk memudahkan pemograman. Fungsi-fungsi

yang biasadan sering digunakan dalam pemograman kemudian disatukan dan disimpan

tersendiri sebagai library;sehingga programmer tidak perlu menulis ulang fungsi-fungsi

tersebut.

Pada saat itu, setiap job terdiri atas beberapa langkah (misalnya menggunakan

FORTRAN):

Me-load ke memori tape compiler FORTRAN,

Menjalankan compiler,

Membuang(meng-unload)dari memori kompiler tersebut,

Me-load ke memori tape assembler,

Membuang(meng-unload)dari emori assembler tersebut,

Me-load program yang bersangkutan,

Menjalankan program tersebut, dan seterusnya.

Jika terdapat error pada salah satu langkah, maka kita harus memulai lagi dari

awal, termasuk me-load dan meng-unload magnetic tape, paper tape(jika ada),

dan kartu plong.





Sistem Batch Sederhana

Dengan sistem awal(serial prosessing), ternyata banyak waktu CPU yang terbuang.

Sering CPU tidak terpakai(idle) karena programmer atau operator sedang mengganti

atau memasang tape. Padahal pada saat itu harga komputer serta biaya perawatan dan

operasionalnya sangat mahal. Oleh sebab itu waktu pemakaian komputer menjadi

sangat bernilai. Pemilik komputer menghendaki komputer mereka digunakan

sebanyak/sesering mungkin. Mereka menginginkan utiization untuk mendapatkan

sebanyak mungkin hasil.

Karena hal tersebut kemudian ditemukan sebuah cara, yaitu mengumpulkan job-job

yang sejenis untuk dieksekusi oleh CPU sebagai suatu group atau kumpulan job.

Dengan sistem batch sederhana ini maka pemakai tidak punya akses langsung ke mesin

komputer. Contohnya ketika operator menerima urutan job FORTRAN, COBOL,

FORTRAN. Jika operator tersebut menjalankan FORTRAN( memasang tape

FORTRAN, mengambil tape FORTRAN, memasanga compiler dan seterusnya),

kemudian menjalakan COBOL(dengan cara seperti menjalankan FORTRAN), dan

kemudian menjalankan FORTRAN lagi. Jika operator tersebut menjalankan program

FORTRAN dengan batch, maka operator tersebut hanya perlu mengerjakan FORTRAN

sekali saja. Hal ini akan menghemat waktu dan tentu saja mempercepat pekerjaan.

Resident Monitor

Resident Monitor merupakan sebuah program kecil yang menetap di memori yang

berguna sebagai automatic job sequencing, yaitu pengurutan job secara otomatis.

Ketika komputer dijalankan, resident monitor mentransfer kontrol ke program. Ketika

program terhenti, program akan mengembalikan kontrol ke resident monitor yang

kemudian akan pindah ke program berikutnya. Resident monitor akan secara otomatis

mengurutkan satu program ke program yang lain dan dari job yang satu ke job yang

lain.





Sumber: http://dc443.4shared.com/doc/FDW3OwRD/preview.html

Penggunaan resident monitor ternyata menambah performa hasil pekerjaan komputer.

Tetapi dengan menggunakan cara seperti ini pun ternyata CPU masih sering

menganggur. Masalahnya terletak pada mekanik perangkat I/O yang lambat

dibandingkan dengan perangkat elektronik, sehingga terjadi overlap antara CPU dan

perangkat I/O.

Off-line Processing

Dikarenakan terjadi overlap antara CPU dan perangkat I/O jika dihubungkan secara on-

line, maka dibuatkanlah suatu cara , yaitu proses off-line. Proses off-line ini

menggunakan tape drive untuk menjembatani antara CPU dan perngkat I/O (misal: card

reader, plotter, printer, dst). Dibawah ini gambaran tentang proses on-line dan proses

off-line:

http://dc443.4shared.com/doc/FDW3OwRD/preview.html





a. On-line processing

b. Off-line processing

Spooling

Sebenarnya teknik spooling ini pada dasarnya sama dengan teknik offline processing,

hanya perangkat I/O-nya saja yang berbeda, yaitu perangkat drivenya diganti dengan

perangkat disk. Akibatnya performa yang dihasilkan menjadi bertambah, karena tape

drive bekerja secara sekuensial (berurutan) sedangkan disk bekerja secara acak,

sehingga ketika kan membaca bagian akhir dari suatu data, tidak perlu membaca seluruh

data dari awal sampai akhir.

Spooling berasal dari kata spool yang sebenarnya kependekan dari simultaneous

peripheral operation on-line. Pada dasarnya teknik ini menggunakan disk sebagai buffer

yang sangat besar untuk membaca sebanyak mungkin data dari perangkat input dan

menyimpan file-file output sampai perangkat output dapat menerima file-file output

tesebut.





Sumber: http://djsumampouw.wordpress.com/2013/01/28/sistem-operasi-komputer-

2/

Sistem Batch Multiprogram

Spooling menyediakan sebuah struktur data yang penting, yaitu job pool. Job-job yang

sudah berkelompok di pool(biasanya berada di disk) akan dipilih oleh sistem operasi

untuk dijalankan pada urutan berikutnya dalam rangka menaikkan CPU utilization. Job

dijalankan secara sequensial dengan cara FIFO(First In First Out). Proses ini disebut

dengan multiprogramming. Multiprogramming dapat meningkatkan CPU selalu

mempunyai tugas untuk mengeksekusi sesuatu.

Sistem operasi mempunyai beberapa job dalam satu waktu di dalam memori, seperti

gambar dibawah ini:

http://djsumampouw.wordpress.com/2013/01/28/sistem-operasi-komputer-2/






Sumber:

http://operatingsystemconcepts.blogspot.com/2008/07/multiprogrammed-batched

systems.html

Job-job yang ada di memori tersebut merupakan himpunan bagian dari job-job yang

berada di job pool;karena secara umum jumlah job yang berada di memori lebiih kecil

daripada jumlah job yang berada di job pool. Sistem operasi mengambil dan mulai

mengeksekusi salh satu job yang ada di memori. Ketika job tersebut menunggu suatu

masukan (misal dari tape drive atau operasi I/O yang lain), maka sistem operasi akan

memindahkan tugas eksekusinya ke job yang lain. Demikian juga ketika job tersebut

menuggu aplikasi I/O, maka sistem operasi akan berpindah ke job yang lainnya lagi,

demikian seterusnya. Jadi selama ada job yang harus dieksekusi, maka CPU tidak akan

pernah menganggur, sehingga CPU utilization-nya naik.

Sistem batch multiprogramming bertujuan untuk menggunakan berbagai macam sumber

daya sistem(CPU, Memori, Perangkat I/O) secara efektif. Tetapi hal tersebut akan

menjadi sulit. Misalnya ketika seorang programmer mengkompilasi programnya dan

kebetulan program tersebut ada kesalahan, maka programer tidak dapat langsung

memperbaiki programnya, karena harus menunggu sampai job-job yang lain selesai

dikerjakan(karena memakai cara FIFO. Dibawah ini gambaran dari sistem batch

multiprogramming dengan 3(tiga) program yang berada di memori.

Sistem Time-Sharing

Sistem Time-Sharing (sering juga disebut dengan multitaking) sebenarnya juga

merupakn sistem multi programming, yaitu banyak job dieksekusi oleh CPU dengan





cara berpindah-pindah di antara job-job tersebut. Hanya saja frekuensi perpindahan

CPU dari job satu ke job yang lainnya dilakukan lebih sering, sehingga pemakai dapat

berinteraksi dengan program mereka ketika program tersebut berjalan. Seperti pada

contoh di atas, programmer tidak perlu menunggu terlalau lama untuk memperbaiki

programnya( karena menunggu semua job dieksekusi). Untuk lebih jelasnya, marilah

kita perhatikan gambar di bawah ini:

Pada dasarnya sistem Time-Sharing ini membatasi job-job yang dieksekusi dengan

satuan waktu yang sering disebut dengan quantum time.

Sistem Paralel

Kebanyakan sistem komputer yang ada sekarang ini masih menggunakan prosesor

tunggal, hanya menggunakan satu prosesor saja. Tetapi di masa yang akan datang,

penggunaan prosesor lebih dari satu dalam satu sistem komputer akan menjadi trend;

yang disebut multiprosesor.

Beberapa sistem sudah dianggap mempunyai multiprosesor dengan cara “terhubung

dekat” dengan komputer lain sehingga dapat berbagi jalur-jalur bus, memori, dan

perangkat-perangkat lainnya. Terhubung dekat disini berarti terhubung dalam jaringan

LAN. Sistem seperti ini sering dengan Tightly Couple System. Ada beberapa alasan

mengapa sistem ini digunakan:

Meningkatkan throughtput

Dengan jumlah prosesor yang bertambah maka diharapkan akan dapat diselesaikan

pekerjaan lebih banyak dalam waktu yang lebih singkat.

Menghemat biaya

Karena perangkat komputer dapat dibagi-pakai oleh komputer lainnya, maka tidak perlu

lagi memasang perangkat yang sama di setiap komputer, tetapi cukup hanya satu

perangkat saja.

Meningkatkan kehandalan

Jika fungsi-fungsi program yang akan dieksekusi dapat didistribusikan ke seluruh

komputer yang ada dengan lebih baik, maka jika ada kegagalan dari satu komputer, hal

itu tidak akan membuat sistem secara keseluruhan menjadi macet, tetapi hanya akan

sedikit memperlambat unjuk kerja sistem. Misalnya jika kita memakai sepuluh





komputer dan ada satu komputer yang gagal, maka kesembilan komputer yang lain akan

mengambil alih pekerjaan komputer yang gagal tersebut, sehingga sistem secara

keseluruhan hanya akan menurun unjuk kerjanya sebesar 10% saja.

Ada dua penggunaan multiprosesor:

Symmetric Multiprocessing

Setiap prosesor mengerjakan salinan yang identik dari sistem operasi dan

salinan ini akan saling berkomunikasi jika dibutuhkan.

Assymmetric Multiprocessing

Setiap prosesor diberi tugas yang spesifik. Disini terjadi relasi master-slave.

Prosesor master mengontrol sistem, prosesor slave “melihat” ke prosesor

master untuk menerima perintah. Prosesor master menjadwal dan

mengalokasikan pekerjaan pada prosesor slave.

Ada dua istilah dalam sistem paralel:

Moderately Paralel

Jika arsitekturnya menggunakan 10 sampai 100 prosesor.

Massive Paralel

Jika arsitekturnya menggunakan lebih dari 1000 prosesor.

Sistem Terditribusi

Ada perbedaan yang mencolok antara Sistem Terditribusi dan Tightly Coupled System,

yaitu prosesor tidak berbagi-pakai memori dan clock. Setiap prosesor mempunyai

memori dan clock sendiri-sendiri. Prosesor berkomunikasi satu sama lain dengan

menggunakan bermacam-macam jalur komunikasi, misalnya jalur telepon. Sistem ini

disebut dengan Loosely Coupled System.

Prosesor-prosesor yang tergabung dalam sistem terdistribusi ini memiliki bermacam-

macam ukuran maupun fungsi. Prosesor-prosesor ini dikenali dengan nama-nama yang

unik, seperti situs, node, komputer, atau yang lain,tergantung konteksnya.

Keuntungan yang didapat dari sistem ini adalah:





Bagi-pakai sumber daya

Masing-masing sumber daya yang ada pada masing-masing “situs” dapat

dibagi-pakai dengan seluruh komputer yang tergabung dalam sistem ini.

Meningkatkan komputasi

Jika suatu perhitungkan komputasi dapat dibagi-bagi menjadi bagian-bagian

yang lebih kecil dan dapat diolah secara bersamaaan, maka dengan sistem ini

bagian-bagian yang lebih kecil tersebut dapat didistribusikan ke seluruh

komputer yang tergabung dalam sistem.

Kehandalaan (reliability)

Jika ada satu situs yang gagal dalam sistem ini, maka situs-situs yang lain

mempunyai kesempatan untuk melanjutkan operasi yang gagal tersebut,

sehingga keseluruhan operasi dapat diselesaikan.

Penutup

Demikianlah artikel tentang sistem operasi saya buat, semoga berguna dan bermanfaat

bagi para pembaca

Referensi



http://operatingsystemconcepts.blogspot.com/2008/07/multiprogrammed-batched.html

Binanto, Iwan (2005). sistem operasi, Yogyakarta: penerbit ANDI

Biografi

Sartim

Pria kelahiran 28 Desember 1989. Masih menggeluti dunia

pemrograman dari HTML5, CSS3,JavaScript/jQuery,dan PHP. Dan

sekarang penulis sedang fokus menggeluti bidang pemograman database

Mysql secara otodidak.



http://operatingsystemconcepts.blogspot.com/2008/07/multiprogrammed-batched.html





Teman-teman bisa menghubungi penulis di :

Email : [email protected] atau [email protected]

Sosial Media : Facebook | Twitter

BBM : 75D70BFC

HP/WhatsApp : 089694342829

mailto:[email protected]

sistem operasi dan evolusinya -...

Documents