BAB I

PENGENALAN SISTEM KOMPUTER & SISTEM OPERASI

I. KOMPONEN SISTEM KOMPUTERA. Pemroses

Pemroses berfungsi melakukan pengolahan data dan pengendalian operasi komputer. Pemroses melakukan operasi komputasi dan operasi logik, serta mengendalikan aliran data berdasarkan instruksi-instruksi dari memori dan mengeksekusi instruksi-instruksi yang diambil. Eksekusi pemroses dituntun oleh Clock. Clock bertugas mengsinkronisasikan seluruh elemen komputer.

Operasi-operasi yang terdapat di pemroses :1. Operasi Aritmatika2. Operasi Logika3. Operasi Pengendalian

Pemroses terdiri dari 3 komponen :

1. CU (Control Unit)Berfungsi mengendalikan operasi yang dilaksanakan sistem komputer.

2. ALU (Aritmetic Logical Unit)Berfungsi melakukan operasi aritmatika dan logika

3. Register-registerMembantu pelaksanaan operasi pemroses sebagai tempat operand-operand dari operasi yang akan dilakukan oleh pemroses.

B. MemoriMemori berfungsi menyimpan data dan program. Hierarki memori berdasarkan kecepatan akses yaitu :

Register : Chace Memory Main Memory Disk Chace Magnetic Disk Magnetic Tape

Setiap kali pemroses melakukan eksekusi, pemroses membaca instruksi dan data dari memori utama. Kecepatan pengambilan dari memori utama akan meningkatkan kinerja sistem. Untuk itu terdapat konsep memori dua level yang terbukti ampuh meningkatkan kinerja komputer, yaitu data atau instruksi sebaiknya ditampung lebih dahulu pada memori berkecepatan akses lebih tinggi. Konsep dua level ini diimplementasikan berupa Chace Memory dan Buffering.

1

Chace Memori adalah memori di antara memori utama dan register pemroses. Dengan adanya chace memory, pemroses tidak langsung mengacu pada memori utama melainkan mengacu pada chace memori yang berkecepatan akses lebih tinggi.

Buffering adalah bagian memori utama yang difungsikan menampung data yang akan ditransfer dari/ke perangkat masukan/keluaran dan penyimpanan sekunder. Buffering dapat mengurangi frekuensi pengaksesan dari/ke perangkat masukan/keluaran dan penyimpanan sekunder sehingga meningkatkan kinerja sistem.

C. Perangkat Masukan/KeluaranBerfungsi memindahkan data antara komputer dan lingkungan eksternal, antara lain :1. Perangkat penyimpanan sekunder2. Perangkat komunikasi3. Terminal4. Dan sebagainya

D. Interkoneksi Antar KomponenMerupakan struktur dan mekanisme untuk menghubungkan ketiga komponen di atas. Komponen interkoneksi ini tidak hanya berupa perkawatan secara fisik tapi termasuk juga tata cara atau aturan (protokol) komunikasi di antara elemen-elemen terhubung yang berkomunikasi (ISA dan PCI).

Interkoneksi antar komponen disebut Bus. Bus terdiri dari 3 macam, yaitu :1. Bus Alamat (Address Bus)

Bersifat satu arah. Memberikan alamat dari memori atau port yang hendak diakses. Berisi 16, 20, 24 jalur sinyal pararel atau lebih. Jika pemroses memiliki N jalur alamat maka pemroses dapat

mengalamati 2 pangkat N (2N) lokasi memori dan/atau port secara langsung.

2. Bus Data (Data Bus) Jalur ini bersifat dua arah. Digunakan untuk membaca dan mengirim data dari/ke memori atau port. Berisi 8, 16, 32 jalur sinyal pararel atau lebih.

3. Bus Kendali (Control Bus) Jalur ini bersifat dua arah. Berisi 4-10 jalur sinyal pararel. CPU mengirim sinyal-sinyal pada bus kendali untuk memerintahkan

memori atau port, serta CPU menerima status dan sinyal balik memori atau port.

2

Bus Alamat

Memori UtamaPemroses

Bus Kendali Bus Kendali

Port-port Masukan/ Keluaran

Perangkat Masukan

Perangkat Keluaran

Sinyal bus kendali antara lain : Memory Read : untuk memerintahkan pembacaan memori Memory Write : untuk memerintahkan penulisan memori I/O read : untuk memerintahkan pembacaan port I/O write : untuk memrintahkan penulisan port

Gambar 1 : Skema Dasar Sistem Komputer

E. Eksekusi InstruksiAda 2 tahap pengolahan instruksi, yaitu :1. Pemroses membaca instruksi dari memori (fetch).2. Pemroses mengeksekusi instruksi (execute).

Eksekusi program berisi pengulangan fetch dan execute. Eksekusi instruksi dapat melibatkan beberapa operasi lebih dasar dan bergantung sifat instruksi.

Mode eksekusi berkaitan dengan kewenangan jenis program yang dijalankan :

Mode eksekusi untuk program bagian dari sistem operasi Mode eksekusi untuk program pemakai, atau program yang bukan bagian

dari sistem operasi

II. PERANAN SISTEM OPERASISistem Operasi adalah sekumpulan rutin perangkat lunak yang berada di antara program aplikasi dan perangkat keras. Semua perangkat lunak berjalan di bawah kendali sistem operasi, mengakses perangkat keras lewat sistem operasi, dan mengikuti aturan-aturan yang dijalankan oleh sistem operasi. Sistem operasi bertindak sebagai antarmuka antara program aplikasi dan perangkat keras.

A. Komponen Utama Sistem Operasi 1. Kernel

Kernel adalah suatu perangkat lunak (kumpulan program) yang membentuk sistem dan memiliki tugas melayani bermacam program aplikasi untuk

3

Bus Data

mengakses perangkat keras komputer secara aman dan terkendali. Ada beberapa jenis kernel, yaitu:a. Monolitich Kernel: kernel yang menyediakan abstraksi hardware yang kaya

dan powerful b. Microkernel: kernel yang menyediakan hanya sekumpulan kecil abstraksi

hardware sederhana dan menggunakan aplikasi-aplikasi yang disebut sebagai server untuk menyediakan fungsi-fungsi lainnya.

c. Hybrid: mirip dengan mikrokernel tetapi Hybrid memasukkan beberapa kode tambahan di kernel agar menjadi lebih cepat

d. Exokernel: kernel yang tidak menyediakan abstraksi hardware, tetapi menyediakan library sebagai fungsi akses ke hardware secara langsung

2. File

File-file yang dibentuk dan dijalankan oleh sistem operasi (Sistem/File Berkas & File System). Ada 2 jenis file, yaitu:

a. File Berkas adalah entitas dari data yang disimpan dalam sistem berkas yang dapat diakses/diatur oleh pengguna.

b. File System adalah metoda untuk memberi nama pada berkas dan meletakkannya pada media penyimpanan

3. User InterfaceAda dua jenis user interface, yaitu:a. Command Line Interface / Command Line Interpreter

CLI memberikan tampilan dalam mode teks ke user, dengan background satu warna dan tampilan teks yang juga satu atau beberapa warna dasar.

b. Graphical User Interface (GUI)GUI memberikan tampilan yang lebih interaktif dan nyaman digunakan oleh user, resolusi gambar dan jumlah warna yang dihasilkan lebih banyak.

B. Evolusi Sistem OperasiAda beberapa jenis system operasi, yaitu:

1. Sistem Operasi Sederhana a. Program tunggal, satu user, satu mesin komputer (CPU) : komputer generasi

pertama, awal mesin PCs, controller: lift, Playstation etc.b. No problems, no bad people, no bad programs => interaksi sederhana c. Problem: terbatas pemakaiannya;

2. Simple Batch System Memakai seorang operator

a. User ≠ operatorMenambahkan card readerMengurangi waktu setup: batch jobs yang mirip/sama

4

Automatic job sequencing – secara otomatis kontrol akan di transfer dari satu job ke job yang lain.

b. Bentuk OS primitif Resident monitor

c. Fungsi monitor: awal (initial) melakukan kontrol d. Transfer control ke job (pertama)e. Setelah job selesai, control kembali ke monitor

Control cards: mengatur batch jobs

3. Multiprogrammed Batch System Beberapa jobs disimpan di memori pada saat bersamaan, dan CPU melakukan multiplexing ke jobs-jobs tersebut

Fitur OS yang Dibutuhkan dalam Multiprogramminga. I/O rutin dikendalikan dan diatur oleh sistim b. Memory management – sistim harus mengalokasikan memori untuk

beberapa jobssekaligus c. CPU scheduling – sistim harus memilih jobs mana yang telah siap akan

dijalankan d. Alokasi dari I/O devices untuk jobs dan proteksi bagi I/O devices tersebut

4. Time Sharing System CPU melakukan multiplex pada beberapa jobs yang berada di memory (dan disk)CPU hanya dialokasikan kepada jobs yang telah siap dan berada di memori Besar memori masih sangat terbatas:

5

a. Pada job dilakukan swapped in dan out dari memory ke disk.Komunikasi on-line (interaktif) antara user dan sistim: jika OS telah selesai mengeksekusi satu perintah, menunggu perintah berikut bukan dari “card reader”, tapi dari terminal user

b. On-line system harus tersedia bagi user yang akan mengakses data dan kode

5. Desktop System Personal computers – sistim komputer yang dirancang khusus untuk single userI/O devices – keyboards, mice, display screens, small printers.User mendapatkan kemudahan dalam penyesuaian. Fungsi dasar mirip (adopsi) dari OS pada sistim yang besar Sederhana: tidak terlalu fokus pada utilisasi CPU dan proteksi Contoh: MS-DOS untuk PC banyak mengambil features dari UNIX, minus

proteksi dan CPU scheduler yang rumit.

6. Parallel System Sistim multiprosesor: lebih dari satu CPU yang terhubung secara dekat satu sama laina. Symmetric multiprocessing (SMP)

Setiap prosesor menjalankan “identical copy” dari OS Banyak proses dapat berjalan serentak murni dengan menggunakan

resources pada masing-masing CPU Banyak modern operating systems mendukung SMP

b. symmetric multiprocessing Setiap prosesor telah ditentukan untuk menjalankan task tertentu Master processor mengontrol, menjadwalkan dan mengalokasikan task

ke slave processors Banyak digunakan oleh sistemyang besar (main-frame)

7. Real-time System Digunakan sebagai control device untuk aplikasi khusus (misalkan medical imaging systems, industrial control process dll).Kemampuan untuk beroperasi, response dalam batasan “waktu tertentu” => OS harus sederhana, cepat, dan dapat memenuhi jadwal task (scheduling dll). a. Hard real-time system

Secondary storage sangat terbatas atau tidak ada (menggunakan ROM, flash RAM).

Task dapat diprediksi/ditentukan: waktu selesai dan response.b. Soft real-time system

Lebih leluasa batasan waktu dari “hard real-time system”. Lebih umum digunakan di industri, aplikasi multimedia (video streaming,

virtual reality).

6

8. Distributed System Distribusikan kemampuan komputasi dan “resources” ke berbagai komputer di jaringan.a. Loosely coupled system

Setiap prosessor memiliki lokal memori Komunikasi prosessor satu dengan yang lain melalui beragam jalur

komunikasi, contoh : high-speed buses dan jalur telepon.b. Manfaat distributed systems.

Resources Sharing Waktu komputasi cepat– load sharing Reliability Komunikasi

Membutuhkan Infrastruktur jaringan.Local Area Networks (LAN) atau Wide Area Networks (WAN)Sistem bisa berbentuk client-server atau peer-to-peer .

9. Clustered System Clustering memungkinkan dua atau lebih sistem melakukan share strorage Memiliki realibilitas yang tinggi.Asymmetric clustering: satu sertver menjalankan aplikasi sementara server lain dalam keadaan standby.Symmetric clustering: semual N host menjalankan aplikasi.

10. Handled System Personal Digital Assistants (PDAs)Telepon seluler Issues:a. Memori yang terbatas b. Prosessor yang lambat c. Display screen yang kecil.

7

Migrasi Sistem Operasi – Sistem Komputer

C. Lingkungan Komputasi Komputasi Tradisional Komputasi berbasi Web (Web-Based Computing)Komputasi pada Embedded System (Embedded Computing)

D. Tujuan Mempelajari Sistem Operasi1. Dapat merancang sendiri atau memodifikasi sistem operasi yang telah ada sesuai

kebutuhan khusus.2. Dapat menilai sistem operasi dan memilih alternatif sistem operasi sesuai tujuan

sistem berbasis komputer yang hendak dibangun.3. Pemakai harus berinteraksi dengan sistem operasi untuk menyelesaikan

tugasnya karena sistem operasi merupakan antarmuka utama dalam berhubungan dengan sistem komputer. Mempelajari sistem operasi dapat meningkatkan pemanfaatan sistem operasi sehingga meningkatkan kinerja sistem komputer.

E. Fungsi dan Sasaran Sistem OperasiSistem operasi mempunyai dua tugas utama :1. Pengelola seluruh sumber daya komputer (sebagai resource manage)

Sumber daya sistem komputer adalah semua komponen di sistem komputer yang dapat memberi manfaat. Sumber daya ini terdiri dari :a. Sumber daya fisik

Perangkat masukan : keyboard, barcode reader, dsb Perangkat tunjuk : mouse, joystick, ligh-pen, dsb Perangkat penyimpan sekunder Perangkat penampil Perangkat pencetak

8

Perangkat komunikasi Perangkat memori Perangkat multimedia Perangkat grafis Perangkat pengendali proses

b. Sumber daya abstrak Data

Process Control Block (PCB)Mencatat dan mengendalikan proses

Semaphore untuk pengendalian sinkronisasi proses-proses Tabel segmen, tabel page, FAT untuk system file Berkas (file) untuk menyimpan data atau program

ProgramBerupa kumpulan instruksi yang dapat dijalankan pemroses. Jenis program dapat berupa utilitas dan aplikasi untuk mencapai tujuan komputasi (pengolahan) tertentu.

2. Sistem operasi sebagai penyedia layanan (sebagai extended/virtual machine)Sistem operasi menyediakan tata cara memanfaatkan sumber daya sistem komputer secara lebih mudah dan seragam. Tata cara pemanfaatan dilakukan dengan sekumpulan system calls yang dapat dipanggil di program yang dibuat pemrogram aplikasi. Penggunaan system calls jauh lebih mudah dibanding memrogram secara langsung.Sistem operasi menyediakan layanan pengaksesan sumber daya sehingga pemrogram tidak direpotkan dengan rincian operasi perangkat keras yang menjenuhkan.

Sistem Operasi mempunyai 3 sasaran, antara lain :

1. Kenyamanan : Sistem operasi harus membuat penggunaan komputer menjadi lebih nyaman.

2. Efisiensi : Sistem operasi menjadikan penggunaan sumber daya sistem komputer efisien.

3. Mampu berevolusi : Sistem operasi harus dibangun sehingga memungkinkan dan memudahkan pengembangan, pengujian, dan pengajuan fungsi-fungsi yang baru tanpa mengganggu layanan yang dijalankan sistem komputer.

Sistem operasi seharusnya menyediakan layanan-layanan di bidang berikut :

1. Pembuatan programSistem operasi menyediakan beragam fasilitas dan layanan untuk membantu pemrogram menulis program. Bantuan ini biasanya berbentuk program utilitas. Program utilitas bukan bagian dari sistem operasi tapi dapat diakses melalui sistem operasi.

2. Eksekusi program

9

Sejumlah tugas perlu dilakukan untuk mengeksekusi program. Instruksi-instruksi dan data harus dimuat ke memori utama, perangkat-perangkat masukan/keluaran dan berkas-berkas harus diinisialisasi, serta sumber daya harus disiapkan.

3. Pengaksesan perangkat masukan/keluaranTiap perangkat memerlukan sejumlah instruksi atau sinyal kendali yang rumit agar dapat beroperasi. Sistem operasi harus mengambil alih rincian-rincian itu sehingga pemrogram dapat berpikir lebih sederhana dalam memanfaatkan perangkat itu.

4. Pengaksesan terkendali terhadap berkasSistem operasi menyediakan mekanisme proteksi untuk mengendalikan pengaksesan terhadap berkas.

5. Pengaksesan sistemPada sistem publik atau dipakai bersama (share system), sistem operasi mengendalikan pengaksesan ke sumber daya-sumber daya sistem secara keseluruhan. Fungsi pengaksesan harus menyediakan proteksi sumber daya dan data dari pemakai tidak diotorisasi serta harus menyelesaikan konflik-konflik dalam perebutan sumber daya.

6. Deteksi dan memberi tanggapan terhadap kesalahanSistem operasi harus memberi tanggapan terhadap kondisi kesalahan yang terjadi dengan dampak terkecil bagi aplikasi-aplikasi yang sedang berjalan.

7. AkuntingSistem operasi harus mengumpulkan data statistik penggunaan beragam sumber daya dan memonitor parameter kinerja seperti waktu tanggap. Pada suatu sistem, informasi ini berguna dalam mengantisipasi kebutuhan di masa mendatang dan penyesuaian sistem untuk meningkatkan kinerja.

F. Fungsi-fungsi Minor Sistem Operasi1. Mengimplementasikan antarmuka untuk pemakai2. Memungkinkan pemakaian bersama perangkat keras3. Memungkinkan pemakaian data secara bersama4. Mencegah pemakai saling mengganggu5. Menjadwalkan pemakaian sumber daya6. Memberi fasilitas masukan/keluaran7. Memulihkan kesalahan-kesalahan8. Menghitung penggunaan sumber daya9. Mengorganisasi data agar pengamanan dan cepat diakses10. Menangani komunikasi jaringan

G. Subsistem-subsistem Sistem Operasi1. Manajemen proses2. Manajemen memori

10

3. Manajemen berkas4. Manajemen perangkat masukan/keluaran5. Pengamanan sistem6. Sistem komunikasi

Gambar 2 : Bagan Komputer Personal

III. PERKEMBANGAN SISTEM OPERASIMenurut Tanenbaum, sistem operasi mengalami perkembangan yang sangat pesat, yang dapat dibagi dalam empat generasi:A. Generasi Pertama (1945-1955)

Generasi 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.

B. Generasi Kedua (1955-1965)Generasi kedua memperkenalkan Batch Processing System, yaitu Job yang dikerjakan dalam satu rangkaian, lalu dieksekusi secara berurutan. Pada generasi ini

11

sistem komputer belum dilengkapi sistem operasi, tetapi beberapa fungsi sistem operasi telah ada, contohnya fungsi sistem operasi ialah FMS dan IBSYS.

C. 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 sekaligus) dan multi-programming (melayani banyak program sekaligus).

D. 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 di banyak komputer sehingga tercapai kinerja yang lebih baik.

IV. CONTOH-CONTOH SISTEM OPERASIA. MS-DOS

1975 : PC pertama Altair diproduksi MITS (Micro Instrumentation Telemetry

Systems) of Albuquerqu, New Mexico dengan pemroses Intel 8o8o 8 bit dan memori 256 byte.

Ditujukan untuk para penggemar elektronik. Pada komputer ini, Bill Gates menulis interpreter BASIC. Sistem operasi : CP/M dari Digital Research1979 : Tim Paterson dari Seatle Computer Products membuat 86-DOS untuk

menguji produk-produk berbasis 8o86.

1981 : Microsoft membeli 86-DOS dan diperbaiki menjadi MS-DOS Versi 1.0. Dirilis dengan nama MS-DOS dan PC-DOS. Sistem operasi berupa 4000 baris kode bahasa assembly. Sistem operasi PC-DOS :

Ibmbio.com, disk and character I/O system Ibmdos.com, disk and file manager Command.com, command processor, shell primitif

Sistem operasi MS-DOS : Ibmbio.com, disk and character I/O system IO.sys, disk and file manager MSDOS.sys, command processor, shell primitif

12

Fitur MS-DOS Versi 1.0 : Memori 12 Kbyte di pemroses Intel 8086 dengan memori 64 Kbyte Mendukung 1 direktori dan 64 file Tidak mendukung harddisk

Hanya mendukung floppy disk 5 ¼ inchi 160 Kbyte, 512 byte/sektor.1982 : Dirilis MS-DOS Versi 1.1 yang mendukung disket 320 Kbyte1983 : IBM mengembangkan PC XT, berbasis harddisk dan dirilis MS-DOS Versi 2.0 Sistem operasi memakai memori 24 Kbyte dibuat dengan 20.000 baris

assembly Fitur MS-DOS Versi 2.0 :

Mendukung harddisk Mendukung direktori hierarki Menyediakan perintah DOS lebih kaya dengan program eksternal

sebagai utilitas Kemampuan I/O redirection, pipeline, filter, dan background printing,

pemakaian file descriptor Mendukung disket 360 Kbyte, system configuration (config.sys), user

installable device driver, memory management, dan customized shell Dirilis juga MS-DOS versi 2.05 yang mendukung time, date, currency and

decimal symbols, 16 byte Japanese Kanji.1984 : IBM membuat PC AT dengan pemroses Intel 80286 yang menyediakan

pengalamatan extended addressing dan karakteristik proteksi memori, user and kernel mode, ring based protection, dan kemampuan menjalankan banyak program sekaligus

PC AT menyediakan disket 1,2 M, battery backup clock, informasi konfigurasi CMOS, harddisk lebih dari 10 M, mendukung RAM disk

Dirilis MS-DOS versi 3.0, dengan fitur : Pemroses Intel 80286 Mendukung keyboard dan periperal harddisk yang baru (AT-Bus) Shell bisa diganti pemakai, misalnya dengan Norton Shell yaitu

NDOS.com Sistem operasi memakai memori 36 Kbyte dengan 40.000 baris

assembly Dirilis MS-DOS versi 3.1 yang mendukung jaringan PC - PC Dirilis MS-DOS versi 3.2 yang mendukung disket 3 ½ inch dan IBM Token

Ring1987 : IBM membuat komputer PS/2

13

Dirilis MS-DOS versi 3.3, pemroses intel 80286 atau 80386, dengan fitur : Mendukung komunikasi serial standar sampai 19.200 bps/detik Memori yang dipakai 46 Kbyte

Dirilis MS-DOS versi 4.0 yang mendukung harddisk 32 Mbyte – 2 Gb, program terbatas sampai 640 Kbyte, RAM 16 Mbyte dapat digunakan sebagai RAM disk.

1991 : Dirilis MS-DOS Versi 5.0 yang mendukung penggunaan extended memory

untuk user written device driver dan utilitas-utilitasB. Windows 95

Tahun 1980, Microsoft mengembangkan GUI (Graphical User Interface). GUI Microsoft ini masih harus berjalan di atas DOS namun sudah mendekati user friendly pada era 1990-an.Fitur-fitur MS Windows 95 : Kemudahan pemakaian Kinerja Kompatibilitas perangkat dan dukungan aplikasi Dukungan jaringan dan konektivitas Dukungan pengelolaan dan administrasi Dukungan komunikasi dan sistem pengiriman pesan Dukungan layanan bergerak dan akses remote

C. Windows NTMicrosoft Windows NT merupakan sistem operasi single-user, multitasking yang dirancang berjalan pada beragam PC. Sasaran rancangan Windows NT adalah : Kemampuan agar dapat diperluas (extensibility) Portabilitas (Portability) Keandalan dan Ketegaran (Reliability dan Robustness) Kompatibilitas (Compatibility) Kinerja (Performance)

V. Arsitektur Sistem OperasiArsitektur sistem operasi adalah arsitektur perangkat lunak yang digunakan dalam membangun perangkat lunak sistem operasi. Arsitektur sistem operasi yang terkenal antara lain :

A. Sistem MonolitikSistem operasi sebagai kumpulan prosedur bahwa prosedur-prosedur di dalamnya dapat saling memanggil apabila diperlukan. Kernel berisi semua layanan yang disediakan sistem operasi. Seluruh sistem operasi berada pada ruang di satu ruang alamat.1. Kelemahan

14

a. Pengujian dan penghilangan kesalahan sulit karena tidak dapat dipisahkan dan dilokalisasi, namun praktek pemrograman yang berdisiplin bagus dapat mempermudah pengembangan.

b. Sulit dalam menyediakan fasilitas pengamanan.c. Merupakan pemborosan apabila setiap komputer harus menjalankan kernel

monolitik sangat besar sementara sebenarnya tidak memerlukan seluruh layanan yang disediakan kernel.

d. Tidak fleksibel.e. Kesalahan pemrograman di satu bagian kernel menyebabkan matinya seluruh

sistem.2. Keunggulan

Layanan dapat dilakukan sangat cepat karena terdapat di satu ruang alamat.3. Evolusi

Sebagian besar UNIX berstruktur monolitik. Meskipun monolitik bahwa seluruh komponen/subsistem di satu ruang alamat tetapi secara rancangan adalah berlapis/modular. Untuk mempermudah dalam pengembangan terutama pengujian dan fleksibilitas, UNIX menggunakan konsep loadable kernel modules, yaitu :a. Bagian-bagian kernel terpenting berada di memori utama secara tetapb. Bagian-bagian esensi lain dapat berupa modul yang dapat ditambahkan ke

kernel saat diperlukan dan dicabut begitu tidak digunakan lagi di waktu jalan (run-time)

B. Sistem BerlapisSistem operasi dibentuk secara hierarki berdasarkan lapisan-lapisan. Sistem operasi berlapis pertama kali adalah THE. Struktur berlapis bertujuan untuk mengurangi kompleksitas rancangan dan implementasi sistem operasi. Setiap lapisan mempunyai fungsional dan antarmuka masukan-keluaran dengan dua lapisan bersebelahan dengan terdefinisi bagus.Kelanjutan dari sistem berlapis adalah sistem berstruktur cincin seperti pada sistem MULTICS. Sistem MULTICS terdiri 64 lapisan cincin bahwa satu lapisan berkewenangan berbeda. Struktur ini diadopsi INTEL 386 dengan empat lapisan/hierarki kewenangan operasi.

Lapisan Nama Fungsi0 Processor allocation & multiprogramming Mengatur alokasi pemroses dan

switching, multiprogramming, dan pengaturan prosesor

1 Memory & drum management Alokasi ruang memori atau drum2 Operator process communication Mengatur komunikasi antar proses3 I/O management Penyederhanaan akses I/O pada

level atas4 User program Untuk program pemakai5 Operator Untuk operator

Tabel 1 : Lapisan-lapisan pada sistem operasi THE

15

1. Keunggulan Sistem terbagi dalam beberapa modul Masing-masing lapisan/modul dapat dirancang, dikode, dan diuji secara

independen Pendekatan berlapis menyederhanakan rancangan, spesifikasi, dan

implementasi sistem operasi2. Kelemahan

Fungsi-fungsi sistem operasi yang harus diberikan ke masing-masing lapisan harus dilakukan secara hati-hati.

C. Sistem Client/ServerSistem operasi merupakan kumpulan proses yang dikategorikan sebagai server dan client. Server adalah proses yang menyediakan layanan, sedangkan client adalah proses yang memerlukan/meminta layanan.Dengan arsitektur client/server, kode dapat diangkat ke level tinggi sehingga kernel dapat dibuat sekecil mungkin. Semua tugas diangkat menjadi proses level pemakai. Kernel hanya mengatur komunikasi antara client dan server. Kernel berukuran kecil ini popular dengan sebutan mikrokernel.1. Keunggulan

Pengembangan dapat dilakukan secara modular Kesalahan (bugs) di satu sistem tidak merusak subsistem lain Mudah diadaptasi untuk sistem tersebar

2. Kelemahan Layanan dilakukan secara lambat karena harus melalui pertukaran pesan Pertukaran pesan dapat menjadi bottleneck

D. Sistem Mesin MayaSistem operasi melakukan simulasi banyak mesin nyata. Pendekatan ini memberikan fleksibilitas tinggi sehingga memungkinkan sistem operasi-sistem operasi berbeda dapat dijalankan di mesin maya berbeda oleh pemakai yang berbeda. Implementasi yang efisien merupakan masalah yang sulit karena sistem menjadi besar dan kompleks.Teknik ini mulanya digunakan pada IBM S370. VM /370 menyediakan mesin maya untuk masing-masing pemakai. Teknik ini berkembang menjadi operating sistem emulator sehingga sistem operasi dapat menjalankan aplilasi-aplikasi untuk sistem operasi lain.

E. Sistem Berorientasi ObyekSistem operasi yang merealisasikan layanan sebagai kumpulan proses disebut sistem operasi bermodel proses. Pendekatan lain implementasi layanan adalah sebagai obyek-obyek. Sistem operasi berorientasi obyek adalah sistem operasi yang distrukturkan berdasarkan paradigma obyek. Pendekatan ini bertujuan mengadopsi keunggulan teknologi berorientasi obyek.Pada sistem berorientasi obyek, layanan diimplementasikan sebagai kumpulan obyek. Obyek mengapsulkan struktur data dan sekumpulan operasi pada struktur

16

data itu. Masing-masing obyek diberi tipe yang menandai properti obyek seperti proses, direktori, dan berkas. Dengan memanggil operasi yang didefinisikan di obyek, data yang dikapsulkan di dalamnya dapat diakses dan dimodifikasi. Model ini sungguh terstruktur dan memisahkan antara layanan yang disediakan dan implementasinya. Contoh sistem operasi berorientasi obyek, antara lain : Eden, Choice, X-Kernel, Medusa, Clouds, Amoeba, Muse.

VI. SYSTEM CALLS System Calls adalah tata cara pemanggilan di program aplikasi untuk memperoleh

layanan sistem operasi. System Calls menyediakan antarmuka antara proses dan sistem operasi.

Ditulis dalam bahasa assembly atau bahasa tingkat tinggi yang dapat mengendalikan mesin, contoh bahasa C/C++, UNIX menyediakan system call: read, write => operasi I/O untuk berkas. System Calls Microsoft Windows diberi nama Win32 API tersedia untuk kompilator bahasa yang ada di Microsoft Windows.

System Calls memberi fasilitas pengendalian atas operasi sistem lebih baik dan pengaksesan ke fasilitas perangkat keras lebih langsung.

Sering pengguna program harus memberikan data (parameter) ke OS yang akan dipanggil. Contoh pada UNIX: read(buffer, max_size, file_id);

Tiga cara memberikan parameter dari program ke sistem operasi:1. Melalui registers (sumber daya di CPU).2. Menyimpan parameter pada data struktur (table) di memori, dan alamat table

tsb ditunjuk oleh pointer yang disimpan di register.3. Push (store) melalui "stack" pada memori dan OS mengambilnya melalui pop

pada stack tsb.

Jenis-jenis System Calls :A. System Calls Manajemen ProsesB. System Calls Manajemen BerkasC. System Calls Manajemen PirantiD. System Calls Informasi/PemeliharaanE. System Calls Komunikasi

17