Tugas Sistem Operasi

Manajemen Proses

Disusun oleh:

RIDLO PAMUJI

13111111 / 22

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS MERCU BUANA YOGYAKARTA

2015/2016

1

DAFTAR ISI

A. PENGERTIAN SISTEM INFORMASI -------------------------------------------------------------------------- 2

B. PENGERTIAN PROSES -------------------------------------------------------------------------------------- --- 2

C. PROCESS CONTROL BLOCK ----------------------------------------------------------------------------------- 4

D. STRUKTUR KENDALI SISTEM OPERASI -------------------------------------------------------------------- 6

E. REFERENSI -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16

2

A. PENGERTIAN SISTEM OPERASI

Sebagai pendahuluan kita harus mengenal dulu apa itu Sistem Operasi. Sistem operasi

adalah seperangkat program yang mengelola sumber daya perangkat keras komputer, dan

menyediakan layanan umum untuk aplikasi perangkat lunak. Sistem operasi adalah jenis

yang paling penting dari perangkat lunak sistem dalam sistem komputer. Tanpa sistem

operasi, pengguna tidak dapat menjalankan program aplikasi pada komputer mereka,

kecuali program aplikasi booting.

Sistem operasi mempunyai penjadwalan yang sistematis mencakup perhitungan

penggunaan memori, pemrosesan data, penyimpanan data, dan sumber daya lainnya.Untuk

fungsi-fungsi perangkat keras seperti sebagai masukan dan keluaran dan alokasi memori,

sistem operasi bertindak sebagai perantara antara program aplikasi dan perangkat keras

komputer,meskipun kode aplikasi biasanya dieksekusi langsung oleh perangkat keras dan

seringkali akan menghubungi OS atau terputus oleh itu. Sistem operasi yang ditemukan pada

hampir semua perangkat yang berisi komputer-dari ponsel dan konsol permainan video

untuk super komputer dan server web. Contoh sistem operasi modern adalah Linux,

Android, iOS, Mac OS X, dan Microsoft Windows.

B. PENGERTIAN PROSES

Proses adalah program yang sedang dieksekusi. Menurut SilberSchatz, suatu proses adalah

lebih dari sebuah kode program, yang terkadang disebut text section . Proses juga mencakup

program counter , yaitu sebuah stack untuk menyimpan alamat dari instruksi yang akan

dieksekusi selanjutnya dan register. Sebuah proses pada umumnya juga memiliki sebuah

stack yang berisikan data-data yang dibutuhkan selama proses dieksekusi (seperti parameter

method, alamat return dan variabel lokal), dan sebuah data section yang menyimpan

variabel global.

Kami tekankan bahwa program itu sendiri bukanlah sebuah proses. Suatu program adalah

satu entitas pasif, seperti isi dari sebuah berkas yang disimpan didalam disket. Sedangkan

sebuah proses dalam suatu entitas aktif, dengan sebuah program counter yang menyimpan

alamat instruksi selanjut yang akan dieksekusi dan seperangkat sumber daya ( resource yang

dibutuhkan agar sebuah proses dapat dieksekusi.

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

3

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).

C. PROCESS CONTROL BLOCK

Tiap proses digambarkan dalam sistem operasi oleh sebuah process control block PCB - juga

disebut sebuah control block. PCB berisikan banyak bagian dari informasi yang berhubungan

dengan sebuah proses yang spesifik, termasuk hal-hal dibawah ini:

1. Status proses

Contoh status proses antara lain new, ready, running, waiting, halted, dan lain-lain.

2. Program counter

Suatu stack yang berisi alamat dari instruksi selanjutnya untuk dieksekusi untuk proses

ini.

3. CPU register

Register bervariasi dalam jumlah dan jenis, tergantung pada rancangan komputer.

Register tersebut termasuk accumulator , indeks register, stack pointer , general-

purposes register , ditambah code information pada kondisi apa pun. Besertaan dengan

program counter, keadaaan/status informasi harus disimpan ketika gangguan terjadi,

untuk memungkinkan proses tersebut berjalan/bekerja dengan benar setelahnya.

4. Informasi managemen memori

Informasi ini dapat termasuk suatu informasi sebagai nilai dari dasar dan batas register,

tabel page/halaman, atau tabel segmen tergantung pada sistem memori yang digunakan

oleh sistem operasi (lihat Bab Managemen memori).

5. Informasi pencatatan

Informasi ini termasuk jumlah dari CPU dan waktu riil yang digunakan, batas waktu,

jumlah akun jumlah job atau proses, dan banyak lagi.

4

6. Informasi status I/O

Informasi termasuk daftar dari perangkat I/O yang di gunakan pada proses ini, suatu

daftar berkas-berkas yang sedang diakses dan banyak lagi.

7. PCB hanya berfungsi sebagai tempat penyimpanan informasi yang dapat bervariasi dari

proses yang satu dengan yang lain.

8. Informasi Penjadwalan CPU

Informasi tersebut berisi prioritas dari suatu proses, pointer ke antrian penjadwalan, dan

beberapa parameter penjadwalan yang lainnya.

Gambar Proses Control Blok :

5

Elemen-elemen dari Process Control Block (PCB) :

1. Identifier : menjelaskan proses yang sedang terjadi

2. State : kondisi yang terjadi pada proses

3. Priority : urutan perintah yang jelas pada suatu proses

4. Program counter : instruksi pada proses

5. Memory pointers : media penyimpanan (penunjuk alamat) pada proses

6. Context data : data yang berkaitan dengan proses

7. I/O status information : terdapat masukan dan keluaran yang diinginkan

8. Accounting information : memberikan informasi yang dibutuhkan

Macam-Macam Jenis 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:

1. Ready adalah status dimana proses siap untuk dieksekusi pada giliran berikutnya

2. Running adalah status dimana saat ini proses sedang dieksekusi oleh prosesor

3. Blocked adalah status dimana proses tidak dapat dijalankan pada saat prosesor

siap/bebas

6

D. STRUKTUR KENDALI SISTEM OPERASI

Berikut akan dibahas beberapa struktur kendali / manajemen system operasi, yaitu :

1. Manajemen Proses

2. Manajemen Memori

3. Manajemen Storage/Data

4. Manajemen I/O dan Berkas (File)

5. Proteksi

6. Networking

7. Interface dengan user (command interpreter)

1) Manajemen Proses

Manajemen proses merupakan konsep pokok di sistem operasi. Terdapat beragam

definisi proses diantaranya:

Proses adalah program yang sedang dieksekusi.

Proses merupakan unit kerja terkecil yang secara individual memiliki sumber daya

sumber daya dan dijadwalkan oleh sistem operasi.

Sebuah proses membutuhkan beberapa sumber daya untuk menyelesaikan tugasnya.

Sumber daya tersebut dapat berupa CPU time, memori, berkas – berkas, dan perangkat-

7

perangkat I/O. Sistem operasi menegelola semua proses di sistem dan mengalokasikan

sumber daya ke proses-proses sesuai kebijaksanaan untuk memenuhi sasaran sistem.

Sistem operasi mengalokasikan sumber daya – sumber daya tersebut saat proses itu

diciptakan atau sedang diproses/dijalankan. Ketika proses tersebut berhenti dijalankan,

sistem operasi akan mendapatkan kembali semua sumber daya yang bisa digunakan

kembali.

Sistem operasi bertanggung jawab atas aktivitas-aktivitas yang berkaitan dengan

manajemen proses seperti:

Menciptakan dan menghapus proses

Menunda atau melanjutkan proses.

Menyediakan mekanisme untuk proses sinkronisasi.

Menyediakan mekanisme untuk proses komunikasi.

Menyediakan mekanisme untuk penanganan deadlock.

2) Manajemen Memory 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 CPU dan perangkat I/O.

Memori utama termasuk tempat penyimpanan data yang yang bersifat volatile – tidak

permanen (sementara), artinya data akan hilang jika komputer dimatikan.

Manajemen memori sangat mempengaruhi kinerja komputer. Manajemen memori

melakukan tugas penting dan kompleks berkaitan dengan:

Memori utama sebegai sumber daya yang harus dialokasikan dan dipakai bersama di

antara sejumlah proses yang aktif, agar dapat memanfaatkan prosesor dan fasilitas

input/output secara efisisen, maka diinginkan memori yang dapat menampung

sebanyak mungkin proses.

Upaya agar pemrogram atau proses tidak dibatasi kapasitas memori fisik di sistem

komputer (adanya memori virtual).

Sistem operasi bertanggung jawab atas aktivitas-aktivitas yang berkaitan dengan

manajemen memori seperti:

Melacak pemakaian memori (bagian mana, berapa besar dan oleh siapa.

Mengelola informasi memori yang dipakai atau tidak dipakai.

8

Alokasi dan dealokasi memori sesuai keperluan.

Memilih program yang akan di-load ke memori.

3) Manajemen Secondary-Storage

Back up main memory, non-volatile

Data dan program disimpan disimpan dalam secondary storage (penyimpanan sekunder;

disk).

OS bertanggung jawab dalam :

Bagaimana mengelola ruang yang kosong dalam storage.

Bagaimana mengalokasi storage.

Bagaimana melakukan scheduling penggunaan disk.

4) Manajemen I/O

OS bertanggung jawab dalam :

“menyembunyikan” kekhususan perangkat keras tertentu dari user.

Melakukan optimalisasi dalam akses.

Buffer cache system : menampung sementara data dari/ke piranti I/O.

Spooling : melakukan penjadwalan pemakaian I/O sistem supaya lebih efisien (antrian,

dsb).

Interface device-driver : open, read, write, close.

Drivers untuk spesifik perangkat keras :

Menyediakan driver untuk melakukan operasi detail untuk perangkat keras tertentu.

5) Sistem Proteksi

Mekanisme untuk mengontrol akses yang dilakukan oleh program, prosesor atau user ke

resource-resource dalam sistem komputer.

Mekanisme proteksi harus :

Dapat membedakan pemakaian yang sah (authorized) & yang tidak sah

(unauthorized).

Spesifikasi kontrol yang dikenakan.

Menyediakan alat untuk pemberlakuan sistem.

6) Networking (Distributed System)

Distributed system : kumpulan prosesor yang terdistribusi, tidak berbagi (share)

memory atau clock.

9

Setiap prosesor memiliki memori lokal masing-masing.Prosesor-prosesor dalam sistem

terhubung dalam jaringan komunikasi sistem terdistribusi. Sebagai pengatur

(protokol) dalam komunikasi data.

Menentukan strategi-strategi menangani masalah-masalah komunikasi.

Mengatur network file system.

Dengan adanya shared resource :

Peningkatan kecepatan komputas.

Peningkatan penyediaan data

Meningkatkan reliabilitas (kehandalan)

7) Manajemen File

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, misalanya tapes dan disk

Sistem operasi bertanggung jawab dalam aktivitas yang berhubungan dengan manajemen

berkas:

Pembuatan dan penghapusan berkas.

Pembuatan dan penghapusan direktori.

Mendukung manipulasi berkas dan direktori.

Memetakan berkas ke penyimpanan sekunder.

Mem-back up berkas ke media penyimpanan yang permanen (non-volatile).

8) Command Interpreter

Sistem operasi menyediakan layanan untuk programmer sehingga dapat melakukan

pemrograman dengan mudah.

Eksekusi Program. Sistem harus dapat memanggil program ke memori dan

menjalankannya. Program tersebut harus dapat mengakhiri eksekusinya dalam bentuk

normal atau abnormal (indikasi error).

Operasi-operasi I/O. Pada saat running program kemungkinan dibutuhkan I/O,

mungkin berupa file atau peralatan I/O. Agar efisien dan aman, maka user tidak boleh

mengontrol I/O secara langsung, pengontrolan dilakukan oleh sistem operasi.

10

Manipulasi sistem file. Kapabilitas program untuk membaca, menulis, membuat dan

menghapus file.

Komunikasi. Komunikasi dibutuhkan jika beberapa proses yang sedang dieksekusi

saling tukar-menukar informasi. Penukaran informasi dapat dilakukan oleh beberapa

proses dalam satu komputer atau dalam komputer yang berbeda melalui system

jaringan. Komunikasi dilakukan dengan cara berbagi memori (shared memory) atau

dengan cara pengiriman pesan (message passing).

Mendeteksi kesalahan. Sistem harus menjamin kebenaran dalam komputasi dengan

melakukan pendeteksian error pada CPU dan memori, perangkat I/O atau pada user

program.

Beberapa fungsi tambahan yang ada tidak digunakan untuk membantu user, tetapi

lebih digunakan untuk menjamin operasi sistem yang efisien, yaitu:

Mengalokasikan sumber daya (resource). Sistem harus dapat mengalokasikan

resource untuk banyak user atau banyak job yang dijalanan dalam waktu yang

sama.

Akutansi. Sistem membuat catatan daftar berapa resource yang digunakan user

dan resource apa saja yang digunakan untuk menghitung secara statistik akumulasi

penggunaan resource.

Proteksi. Sistem operasi harus menjamin bahwa semua akses ke resource

terkontrol dengan baik.

Layanan Operating System

Eksekusi program : load program user ke memory dan menjalankannya (run)

Operasi-operasi I/O : pengguna tidak bisa mengontrol I/O secara langsung (untuk

efisiensi & keamanan), sistem harus bisa menyediakan mekanisme untuk

melakukan operasi I/O

Manipulasi file system : read, write, create & delete

System Call

Layanan langsung sistem operasi ke pemrograman, disebut dengan system call atay

API (application programming interface). System call adalah tata cara pemanggilan di

program aplikasi untuk memperoleh layanan yang disediakan oleh sistem operasi.

System call berupa rutin sistem operasi untuk keperluan tertentu yang spesifik. Bentuk

system call beragam, terbanyak berupa rutin prosedur atau fungsi.

11

Jenis-jenis System Call :

a. Pengendalian proses

Selesai, abort

Load, eksekusi

Membuat dan mengakhiri proses

Mengambil dan mengeset atribut proses

Menunggu waktu

Wait event, signal event

Alokasi dan pengosongan memori

b. Manajemen berkas

Membuat dan menghapus berkas

Membuka dan menutup berkas

Read, write, reposition

Mengambil dan mengeset atribut berkas

c. Manajemen peranti

Meminta & melepaskan peranti

Read, write, reposition

Mengambil dan mengeset atribut peranti

d. Mempertahankan informasi

Mengambil dan mengeset waktu dan tanggal

Mengambil dan mengeset system data

Mengambil proses, berkas atau atribut peranti

Mengeset proses, berkas atau atribut peranti

e. Komunikasi

Menciptakan, menghapus hubungan komunikasi

Mengirim dan menerima pesan

Mentransfer status informasi

Attach ataudetach remote device

Struktur Sistem

Sebuah sistem yang besar dan kompleks seperti sistem operasi modern harus diatur

dengan cara membagi task kedalam komponen-komponen kecil agar dapat berfungsi

dengan baik dan mudah.

12

Berikut ini adalah Struktur Sistem Operasi;

a. Struktur Sederhana

b. Sistem Berlapis (layered system)

c. Kernel Mikro

d. Modular (Modules)

e. Mesin Maya ( Virtual Machine )

f. Client-Server Model

g. Sistem Berorientasi Objek

a. Struktur Sederhana

Sistem operasi sebagai kumpulan prosedur dimana prosedur dapat saling dipanggil

oleh prosedur lain di sistem bila diperlukan. Banyak sistem operasi komersial yang

tidak terstruktur dengan baik. Kemudian sistem operasi dimulai dari yang terkecil,

sederhana dan terbatas lalu berkembang dengan ruang lingkup originalnya. Contoh

dari sistem operasi ini adalah MS-DOS dan UNIX. MS-DOS merupakan sistem

operasi yang menyediakan fungsional dalam ruang yang sedikit sehingga tidak

dibagi menjadi beberapa modul, sedangkan UNIX menggunakan struktur monolitik

13

dimana prosedur dapat saling dipanggil oleh prosedur lain di sistem bila diperlukan

dan kernel berisi semua layanan yang disediakan sistem operasi untuk pengguna.

Inisialisasi-nya terbatas pada fungsional perangkat keras yang terbagi menjadi dua

bagian yaitu kernel dan sistem program. Kernel terbagi menjadi serangkaian

interface dan device driver dan menyediakan sistem file, penjadwalan CPU,

manajemen memori, dan fungsi-fungsi sistem operasi lainnya melalui system calls.

b. Sistem Berlapis (layered system)

Sistem operasi dibentuk secara hirarki berdasar lapisan-lapisan, dimana lapisan-

lapisan bawa memberi layanan lapisan lebih atas. Lapisan yang paling bawah

adalah perangkat keras, dan yang paling tinggi adalah user-interface. Sebuah

lapisan adalah implementasi dari obyek abstrak yang merupakan enkapsulasi dari

data dan operasi yang bisa memanipulasi data tersebut. Struktur berlapis

dimaksudkan untuk mengurangi kompleksitas rancangan dan implementasi sistem

operasi. Tiap lapisan mempunyai fungsional dan antarmuka masukan-keluaran

antara dua lapisan bersebelahan yang terdefinisi bagus.

Lapisan sistem operasi secara umum terdiri atas 4 bagian, yaitu:

Perangkat keras(Lebih berhubungan kepada perancang sistem).

Sistem operasi (Lebih berhubungan kepada programmer).

Kelengkapan (Lebih berhubungan kepada programmer) .

Program aplikasi (Lebih berhubungan kepada pengguna aplikasi komputer).

Lapisan n memberi layanan untuk lapisan n+1. Proses-proses di lapisan n dapat

meminta layanan lapisan n-1 untuk membangunan layanan bagi lapisan n+1.

Lapisan n dapat meminta layanan lapisan n-1. Kebalikan tidak dapat, lapisan n tidak

dapat meminta layanan n+1. Masing-masing berjalan di ruang alamat-nya sendiri.

Kelanjutan sistem berlapis adalah sistem berstruktur cincin seperti sistem

MULTICS. Sistem MULTICS terdiri 64 lapisan cincin dimana satu lapisan

berkewenangan berbeda. Lapisan n-1 mempunyai kewenangan lebih dibanding

lapisan n. Untuk meminta layanan lapisan n-1, lapisan n melakukan trap.

Kemudian, lapisan n-1 mengambil kendali sepenuhnya untuk melayani lapisan n.

c. Kernel Mikro

Metode struktur ini adalah menghilangkan komponen-komponen yang tidak

diperlukan dari kernel dan mengimplementasikannya sebagai sistem dan program-

14

program level user. Hal ini akan menghasilkan kernel yang kecil. Fungsi utama dari

jenis ini adalah menyediakan fasilitas komunikasi antara program client dan

bermacam pelayanan yang berjalan pada ruang user.

d. Modular (Modules)

Kernel mempunyai kumpulan komponen-komponen inti dan secara dinamis

terhubung pada penambahan layanan selama waktu boot atau waktu berjalan.

Sehingga strateginya menggunakan pemanggilan modul secara dinamis (Loadable

Kernel Modules). Umumnya sudah diimplementasikan oleh sistem operasi modern

seperti Solaris, Linux dan MacOSX.

Sistem Operasi Apple Macintosh Mac OS X menggunakan struktur hybrid.

Strukturnya menggunakan teknik berlapis dan satu lapisan diantaranya

menggunakan Mach microkernel.

e. Virtual Machine

Mesin maya mempunyai sistem timesharing yang berfungsi untuk ,menyediakan

kemampuan untuk multiprogramming dan perluasan mesin dengan antarmuka

yang lebih mudah.Struktur Mesin maya ( CP/CMS, VM/370 ) terdiri atas komponen

dasar utama :

Control Program, yaitu virtual machine monitor yang mengatur fungsi ari

prosessor, memori dan piranti I/O. Komponen ini berhubungan langsung dengan

perangkat keras. Conventional Monitor System, yaitu sistem operasi

sederhanayang mengatur fungsi dari proses, pengelolaan informasi dan

pengelolaan piranti.

f. Client-Server Models

Mengimplementasikan sebagian besar fungsi sistem operasi pada mode pengguna

(user mode). Sistem operasi merupakan kumpulan proses dengan proses-proses

dikategorikan sebagai server dan client, yaitu :Server, adalah proses yang

menyediakan layanan dan Client adalah proses yang memerlukan/meminta

layanan.

Proses client yang memerlukan layanan mengirim pesan ke server dan menanti

pesan jawaban. Proses server setelah melakukan tugas yang diminta, mengirim

hasil dalam bentuk pesan jawaban ke proses client. Server hanya menanggapi

permintaan client dan tidak memulai dengan percakapan client. Kode dapat

15

diangkat ke level tinggi, sehingga kernel dibuat sekecil mungkin dan semua tugas

diangkat ke bagian proses pemaka. Kernel hanya mengatur komunikasi antara

client dan server. Kernel yang ini popular dengan sebutan mikrokernel.

g. Sistem Berorientasi Objek

Sisten operasi merealisasikan layanan sebagai kumpulan proses disebut sistem

operasi bermodel proses. Pendekatan lain implementasi layanan adalah sebagai

objek-objek. Sistem operasu yang distrukturkan menggunakan objek disebut sistem

operasi berorientasi objek. Pendekatan ini dimaksudkan untuk mengadopsi

keunggulan teknologi berorientasi objek. Pada sistem yang berorientasi objek,

layanan diimplementasikan sebagai kumpulan objek. Objek mengkapsulkan

struktur data dan sekumpulan operasi pada struktur data itu. Tiap objek diberi tipe

yang menandadi properti objek seperti proses, direktori, berkas, dan sebagainya.

Dengan memanggil operasi yang didefinisikan di objek, data yang dikapsulkan

dapat diakses dan dimodifikasi. Model ini sungguh terstruktur dan memisahkan

antara layanan yang disediakan dan implementasinya. Sistem operasi MS Windows

NT telah mengadopsi beberapa teknologi berorientasi objek tetapi belum

keseluruhan.

16

E. REFERENSI

https://cahpecel89.wordpress.com/2010/03/27/elemen-elemen-dari-process-control-block-

pcb/

http://femmifirdausahdiat.blogspot.co.id/2012/09/pcb-process-control-block.html

http://blog.prediss.com/it-tutorial/struktur-sistem-operasi/