Introduction to Operating Systems

1. Introduction to Operating Systems

2. Tujuan Mempelajari Sistem Operasi • Agar user dapat merancang sendiri dan memodifikasi sistem yang telah ada sesuai dengan kebutuhan • Untuk dapat memilih sistem operasi yang sesuai, serta mampu memaksimalkan penggunaan sistem operasi

3. HARDWARE SOFTWARE BRAINWARE Sistem Operasi Aplikasi SistemOperasi Sistem Operasi merupakan program utama (Sekumpulan program kontrol atau alat pengendali) yang secara terpadu bertindak sebagai penghubung Software Aplikasi yang digunakan oleh user dengan hardware komputer danmenyediakansekumpulanlayanan (system calls) kepemakaisehinggamemudahkandanmenyamankan penggunaan serta pemanfaatan sumber-daya sistem komputer.

4. SistemOperasi

5. Fungsi Dasar Sistem Operasi • Menjembatani hubungan antara hardware dan program aplikasi yang dijalankan user. • Mengatur dan mengawasi penggunaan perangkat keras oleh user dan berbagai program aplikasi (Resource allocator). • Sebagai program pengendali yang bertujuan untuk menghindari kekeliruan (error) atau sebagai penjaga yang melindungi komputer dari berbagai kemungkinan kerusakan.

6. Tujuan / Manfaat Sistem Operasi Sistem operasi mempunyai tiga sasaran (menurut Stalling), antara lain : 1. Kenyamanan, membuat user menjadi lebih nyaman 2. Efisien, menjadikan penggunaan sumber daya sistem komputer secara efisien. 3. Mampu Berevolusi, memudahkan pengembang-an, pengujian dan pengajuan fungsi2 baru tanpa menggangu layanan yang dijalankan sistem komputer.

7. LAYANAN SISTEM OPERASI Sistem operasi seharusnya menyediakan layanan-layanan di bidang berikut :  Pembuatan Program  Exsekusi Program  Pengaksesan Perangkat Masukan/Keluaran  Pengaksesan Terkendali terhadap Berkas  Pengaksesan Sistem  Deteksi dan memberi Tanggapan terhadap Kesalahan  Akunting

8. JENIS-JENIS SISTEM OPERASI JenisSistemOperasidapatdibedakandariaspek:  Ukuran (media yang digunakan) disket DOS; CD Linux Live-CD; Mainframe, Server, PC, PDA, mobile phone, dll.  Tujuan (Commercial & Non-commercial) Windows, Mac OS, Unix  Commercial Linux, FreeBSD, Sun MicroSystem Free, open source  Kegiatan (PC stand alone, PC workstation, server, router) Windows XP/Vista, MacOS, Linux, Windows 2000 Server, Unix, Novell Netware, Cisco IOS, dll  StrukturSistemOperasi (hirarki SO)

9. Kategori Sistem Operasi Sistem Operasi dapat dikategorikan sbb: • Single User – Single Tasking (SU-ST) • Multi User – Single Tasking (MU-ST) • Single User – Multi Tasking (SU-MT) • Multi User – Multi Tasking (MU-MT)

10. Multi User – Single Tasking Single User – Single Tasking • Satu komputer dapat digunakan oleh banyak user, namun tiap user hanya bisa menjalankan 1 program (aplikasi) di satu waktu. contoh: Novell Netware (3.x, 4.x) • Satu komputer hanya bisa digunakan oleh satu user dan hanya bisa menjalankan satu program di satu waktu. contoh: DOS (Disk Operating System). • MS-DOS (Microsoft DOS – IBM Compatible) • PC-DOS (Personal Computer DOS – IBM) • DR-DOS (Digital Research DOS - Novell)

11. Multi User – Multi Tasking Single User – Multi Tasking • Satu komputer dipakai bersamaan oleh banyak user yang dapat menjalankan banyak program di satu waktu. contoh: Unix, Linux, FreeBSD, SunSolaris (SO turunan Unix) atau Windows dengan aplikasi Citrix Metaframe, atau hardware office station, dll. • Satu komputer dipakai oleh satu user dan dapat menjalankan banyak program disatu waktu. (Tampilan Desktop GUI) contohnya: Windows, MacOS, Linux, Java Desktop System, Symbian, Palm OS, dll.

12. SEJARAH PERKEMBANGAN SO Generasi Pertama (1945-1955) • Belum ada sistem operasi, • sistem komputer diberi instruksi yang harus dikerjakan secara langsung. Generasi Kedua (1955-1965) • Komputer masa ini adalah batch processing system. • Sistem komputer belum dilengkapi SO, tetapi beberapa fungsi dasar SO telah ada.

13. SEJARAH PERKEMBANGAN SO Arsitektur Komputer von Neumann

14. SEJARAH PERKEMBANGAN SO Generasi Ketiga (1965-1980) Sistem komputer masa ini ciri-cirinya adalah: • Multiuser • Multiprogramming • Kemandirian alat (device independency) • Berbagi waktu (time sharing) • Spooling Generasi Keempat (1980-199x) • Sistem Operasi dikembangan untuk banyak mode, yaitu mendukung batch processing, timesharing dan realtime applications.

15. SO Generasi ke empat • Ditandai dengan berkembangnya dan meningkatnya kemampuan komputer desktop dan teknologi jaringan. • Jaringan TCP/IP telah mulai digunakan secara luas. Ciri-cirinya : a. Real-time aplication b. Network Operating System c. Distributed Operating System d. Mesin semu (Virtual machine) e. Distribusi data

16. SO Generasike Lima (Pasca 2001 sampaiSekarang ) Mendefinisikankomputergenerasikelimamenjadicukupsulitkarenatahapinimasihdalamperjalanan. Contohimajinatifkomputergenerasikelimaadalahkomputerfiksi HAL9000 dari novel karya Arthur C.Clarkeberjudul 2001:Space Odyssey. HAL (Hardware Abstraction Layer) adalahsebuahlapisanlogisantaraperangkatkerasdarisebuahkomputerdanperangkatlunak yang berjalandidalamkomputer yang bersangkutan. Fungsidari HAL adalahuntukmenyembunyikanperbedaan-perbedaandidalamperangkatkerasdanmakadariitumenyediakan platform yang konsistenuntukmenjalankanaplikasidiatasnya. sertamenampilkanseluruhfungsi yang diinginkandarisebuahkomputergenerasikelima. Memilikikecerdasanbuatan (artificial intelligence), HAL dapatcukupmemilikinalaruntukmelakukan: • percakapandenganmanusia, • menggunakanmasukan visual, dan • belajardaripengalamannyasendiri.

17. Sistem Operasi Prosesor Jamak Padaumumnya, setiapkomputerdilengkapidengansatubuahprosesor (CPU). Namun, dewasainimulaiumum, jikasebuatsistemkomputermemilikilebihdarisatuprosesor (multi-procesor). Terdapatduajenissistemprosesorjamak, yaitu : • Symmetric MultiProcessing (SMP) • Asymmetric MultiProcessing (ASMP). DalamSMP setiapprosesormenjalankansalinanidentikdarisistemoperasidanbanyak job yang dapatberjalandisuatuwaktutanpapengurangankinerja. SementaraitudalamASMP setiapprosesordiberikansuatutugas yang spesifik. SebuahprosesorbertindaksebagaiMaster processor yang bertugasmenjadualkandanmengalokasikanpekerjaanpadaprosesor lain yang disebutslave processors. Umumnya ASMP digunakanpadasistem yang besar.

18. Sistem Operasi Prosesor Jamak SistemOperasiJamakmemilikibeberapakeunggulan [Silbeschatz 2004], yaitu : a. Peningkatanthroughput karenalebihbanyakproses/thread yang dapatdijalankansekaligus. Hal initidakberartidayakomputasinyamenjadimeningkatsejumlahprosesornya. Yang meningkatialahjumlahpekerjaan yang bisadilakukannyadalamwaktutertentu. b. Economy of Scale: Ekonomisdalamperalatan yang dibagibersama. Prosesor-prosesorterdapatdalamsatuputerdandapatmembagiperipheral (ekonomis) seperti disk dancatudayalistrik. c. PeningkatanKehandalan: Jikasatuprosesormengalamisuatugangguan, makaproses yang terjadimasihdapatberjalandenganbaikkarenatugasprosesor yang terganggudiambilaliholehprosesor lain. Hal inidikenaldenganistilahGraceful Degradation. Sistemnyasendiridikenalbersifat fault tolerant atau fail-soft system.

19. Sistem Operasi Terdistribusi dan Terkluster Melaksanakankomputasisecaraterdistribusidiantarabeberapaprosesor. Hanyasajakomputasinyabersifatloosely coupled system yaitusetiapprosesormempunyai local memory sendiri. SistemterdistribusimerupakankebalikandariSistemOperasiProsesorJamak. Padasistemtersebut, setiapprosesor memiliki memori lokal tersendiri. Komunikasiterjadimelalui bus ataujalurtelepon. Kumpulan prosesornya saling berinteraksi melalui saluran komunikasiseperti LAN dan WAN menggunakanprotokolstandarseperti TCP/IP. Karenasalingberkomunikasi, kumpulanprosesortersebutmampusalingberbagibebankerja, data, sertasumberdayalainnya. Namun, keduanyaberbagikeunggulan yang serupa

20. Sistem Operasi Terdistribusi dan Terkluster Model dalamsistemterdistribusiini : • Sistemclient/server; yang membagijaringanberdasarkanpemberidanpenerimajasalayanan. Padasebuahjaringanakandidapatkan: file server, time server, directory server, printer server, danseterusnya. • Sistem point to point dimanasistemdapatsekaligusberfungsisebagaiclient mau pun server. • Sistemterkluster, yaitubeberapasistemkomputer yang digabungkanuntukmendapatkanderajatkehandalan yang lebihbaik. Sistemoperasitersebutdiatas, ialahNetOS/Distributed OS. ContohpenerapanDistributed System: Small Area Network (SAN), Local Area Network (LAN), Metropolitan Area Network (MAN), Online Service (OL)/Outernet, Wide Area Network (WAN)/Internet.

21. Sistem Operasi Terdistribusi dan Terkluster Distributed System

22. Sistem Operasi Terdistribusi dan Terkluster Sistemkluster Merupakangabungandaribeberapasistem individual (komputer) yang dikumpulkanpadasuatulokasi, salingberbagitempatpenyimpanan data (storage), dansalingterhubungdalamjaringanlokal (Local Area Network). Sistemklustermemilikipersamaandengansistemparaleldalamhalmenggabungkanbeberapa CPU untukmeningkatkankinerjakomputasi. Jikasalahsatumesinmengalamimasalahdalammenjalankantugasmakamesin lain dapatmengambilalihpelaksanaantugasitu. Dengandemikian, sistemakanlebihandaldanfault tolerant dalam melakukan komputasi. Dalamhaljaringan, sistemklustermiripdengansistemterdistribusi (distributed system). Bedanya, jikajaringanpadasistemterdistribusimelingkupikomputer-komputer yang lokasinyatersebarmakajaringanpadasistemklustermenghubungkanbanyakkomputer yang dikumpulkandalamsatutempat.

23. Sistem kluster Memiliki beberapa model dalam pelaksanaannya yaitu: • Asimetris • Simetris. Kedua model iniberbedadalamhalpengawasanmesin yang sedangbekerja. Pengawasandalam model asimetrismenempatkansuatumesin yang tidakmelakukankegiatanapapunselainbersiap-siagamengawasimesin yang bekerja. Jikamesinitumengalamimasalahmakapengawasakansegeramengambilalihtugasnya. Mesin yang khususbertindakpengawasinitidakditerapkandalam model simetris. Sebagaigantinya, mesin-mesin yang melakukankomputasisalingmengawasikeadaanmereka. Mesin lain akanmengambilalihtugas mesin yang sedang mengalami masalah. Dilihatdarisegiefisiensipenggunaanmesin, model simetrislebihungguldaripada model asimetris. Hal inidisebabkanterdapatmesin yang tidakmelakukankegiatanapapunselainmengawasimesin lain pada model asimetris. Mesin yang ’menganggur’ inidimanfaatkanuntukmelakukankomputasipada model simetris. Inilah yang membuat model simetrislebihefisien.

24. Sistem Operasi Waktu Nyata Sistemwaktunyata (Real Time Systems) ialahsuatusistem yang mengharuskansuatukomputasiselesaidalamjangkawaktutertentu. Jikakomputasiternyatabelumselesaimakasistemdianggapgagaldalammelakukantugasnya. Sistemwaktunyatamemilikidua model dalampelaksanaannya: • Hard real time system • Soft real time system.

25. Sistem Operasi Waktu Nyata Hard real time system Menjaminsuatuproses yang paling pentingdalamsistemakanselesaidalamjangkawaktuyang valid. Jaminanwaktu yang ketatiniberdampakpadaoperasidanperangkatkeras (hardware) yang mendukungsistem. Operasi I/O dalamsistem, sepertiakses data kestorage, harusselesaidalamjangkawaktutertentu. Dari segi (hardware), memorijangkapendek (short-term memory) atau read-only memory (ROM) menggantikanhard-disk sebagaitempatpenyimpanan data. Keduajenismemoriinidapatmempertahankan data merekatanpasuplaienergi. Ketatnyaaturanwaktudanketerbatasanhardware dalamsisteminimembuatiasulituntukdikombinasikandengansistem lain, sepertisistimmultiprosesordengansistemtime-sharing.

26. Sistem Operasi Waktu Nyata Soft real time system Tidakmemberlakukanaturanwaktuseketat hard real time system. Namun, sisteminimenjaminbahwasuatuprosesterpentingselalumendapatprioritastertinggiuntukdiselesaikandiantaraproses-proseslainnya. Samahalnyadenganhard real time system, berbagaioperasidalamsistemtetapharusadabataswaktumaksimum.

27. Sistem Operasi Waktu Nyata Menurut Morgan [MORG92], terdapatsekurangnya lima karakteristikdarisebuahsistemwaktunyata, yaitu : • Deterministik, dapatditebakberapawaktu yang dipergunakanuntukmengeksekusioperasi. • Responsif, kapan secara pasti eksekusi dimulai serta diakhiri. • Kendalipengguna, denganmenyediakanpilihanlebihbanyakdaripadasistemoperasibiasa. • Kehandalan, sehinggadapatmenanggulangimasalah-masalahpengecualiandenganderajattertentu. • Penanganankegagalan, agar sistemtidaklangsungcrash.