TUGAS
SISTEM OPERASI
“STRUKTUR
SISTEM KOMPUTER”
A. Sistem Operasi Komputer.
Sistem operasi komputer adalah seperangkat program yang beroperasi dalam pengelolaan sumber
daya perangkat keras komputer dan juga berperan dalam melakukan kontrol
terhadap operasi dasar sistem, termasuk menjalankan perangkat lunak (software)
beragam aplikasi yang biasa digunakan oleh para pengguna komputer seperti program pengolah data dan lainnya. Sistem
operasi dalam bahasa Inggrisnya disebut Operating System, atau biasa di singkat
dengan OS.
Sistem operasi komputer merupakan software tingkat pertama yang berjalan
pada saat komputer dinyalakan, sistem operasi ini diletakkan pada memori
komputer yaitu Hardisk. Setelah sistem operasi berjalan, maka software-software lainnya dapat
dijalankan. Sistem operasi inilah yang memberikan layanan inti umum terhadap
software lain yang dijalankan, layanan inti umum tersebut berupa skeduling
task, manajemen memori, antar-muka user, dan akses ke disc. Bagian kode yang
melakukan layanan inti umum tersebut dinamakan dengan kernel suatu sistem operasi.
Sistem operasi komputer berperan dalam menjamin setiap aplikasi yang berbeda
dapat berjalan lancar secara bersamaan tanpa hambatan. Selain itu, sistem
operasi juga memberikan kontribusi penuh dalam menghubungkan kinerja lapisan
hardware dan lapisan software. Sistem operasi akan mengatur jadwal dari
aplikasi-aplikasi yang berjalan secara bersamaan, sehingga setiap aplikasi
mendapatkan waktu yang tepat dan cukup untuk menggunakan CPU dan juga memori,
jadi tidak akan saling mengganggu kinerja masing-masing aplikasi.
Fungsi
Sistem Operasi (OS) Komputer :
·
Sebagai penghubung antara pengguna dangan
program aplikasi.
·
Sebagai pengatur penggunaan perangkat keras
oleh berbagai program aplikasi serta para user.
·
Sebagai pengawas penggunaan perangkat keras,
program aplikasi dan user (resource allocator).
·
Sebagai pengendali yang bertujuan untuk
menghindari kekeliruan (error) dan penggunaan komputer yang tidak perlu.
B. Struktur I/O Dan Penyimpanan.
a. Struktur I/O.
Dua macam tindakan jika ada operasi
I/O . Kedua macam tindakan itu adalah:
1. Setelah proses I/O dimulai, kendali akan kembali ke user program saat
proses I/O selesai ( Synchronous ). Instruksi wait menyebabkan CPU idle sampai
interrupt berikutnya. Akan terjadi Wait loop ( untuk menunggu akses berikutnya
). Paling banyak satu proses I/O yang berjalan dalam satu waktu.
2. Setelah proses I/O dimulai, kendali akan kembali ke user program tanpa
menunggu proses I/O selesai (Asynchronous). System call permintaan pada sistem
operasi untuk mengizinkan user menunggu sampai I/O selesai.Device – status
table mengandung data masukkan untuk tiap I/O device yang menjelaskan tipe,
alamat, dan keadaannya. Sistem operasi memeriksa I/O device untuk mengetahui
keadaan device dan mengubah tabel untuk memasukkan interrupt. Jika I/O device
mengirim/mengambil data ke/dari memory hal ini dikenal dengan nama (Direct
Memory Access) DMA.
b. Struktur Penyimpanan.
1. Register
Tempat penyimpanan beberapa buah data
volatile yang akan diolah langsung di prosesor yang berkecepatan sangat tinggi.
Register ini berada di dalam prosesor dengan jumlah yang sangat terbatas karena
fungsinya sebagai tempat perhitungan / komputasi data.
2. Cache Memory
Tempat penyimpanan sementara ( volatile )
sejumlah kecil data untuk meningkatkan kecepatan pengambilan atau penyimpanan
data di memori oleh prosesor yang berkecepatan tinggi. Dahulu cache disimpan di
luar prosesor dan dapat ditambahkan. Misalnya pipeline burst cache yang biasa
ada di komputer awal tahun 90 – an. Akan tetapi seiring menurunnya biaya
produksi die atau wafer dan untuk meningkatkan kinerja, cache ditanamkan di
prosesor. Memori ini biasanya dibuat berdasarkan desain static memory.
3. Random Access Memory ( RAM ) – Main Memory
Tempat penyimpanan sementara sejumlah data
volatile yang dapat diakses langsung oleh prosesor. Pengertian langsung di sini
berarti prosesor dapat mengetahui alamat data yang ada di memori secara
langsung. Sekarang, RAM dapat diperoleh dengan harga yang cukup murah dangan
kinerja yang bahkan dapat melewati cache pada komputer yang lebih lama.
4. Extension Memory
Tambahan memory yang digunakan untuk membantu
proses-proses dalam komputer, biasanya berupa buffer. Peranan tambahan memori
ini sering dilupakan akan tetapi sangat penting artinya untuk efisiensi.
Biasanya tambahan memori ini memberi gambaran kasar kemampuan dari perangkat
tersebut, sebagai contoh misalnya jumlah VGA memory, soundcard memory.
5. Secondary Storage
Media penyimpanan data yang non-volatile yang
dapat berupa Flash Drive, Optical Disc, Magnetic Disk, Magnetic Tape. Media ini
biasanya daya tampungnya cukup besar dengan harga yang relatif murah.
Portability – nya juga relatif lebih tinggi.
C. Hirarki Penyimpanan.
Ada banyak media
penyimpanan berkas, dan semuanya diklasifikasikan berdasarkan kecepatan baca
tulis data, dan waktu yang dibutuhkan untuk mengakses data, yaitu : Chace
Memory Memori berkapasitas terbatas, berkecepatan tinggi yang lebih mahal
daripada memori utama. Cache memory ini ada diantara Main Memory dan Register
pemroses, berfungsi agar pemroses tidak langsung mengacu pada memori utama agar
kinerja dapat ditingkatkan. Chace memory terbagi menjadi dua yaitu :
1. Cache Memory yang
terdapat pada internal Processor , chace memory jenis ini kecepatan aksesnya
sangat tinggi, dan harganya sangat mahal. Hal ini bisa terlihat pada Processor
yang berharga mahal seperti P4,P3,AMD-Athlon dll, semakin tinggi kapasitas
L1,L2 Chace memori maka semakin mahal dan semakin ceppat Processor.
2. Chace Memory yang
terdapat diluar Processor, yaitu berada pada MotherBoard, memori jenis ini
kecepatan aksesnya sangat tinggi, meskipun tidak secepat chache memori jenis
pertama ( yang ada pada internal Processor). Semakin besar kapasitasnya maka
semakin mahal dan cepat. Hal ini bisa kita lihat pada Motherboard dengan
beraneka ragam kapasitas chace memory yaitu 256kb, 512kb, 1Mb, 2Mb dll.
Main Memory Media penyimpanan yang digunakan ketika
data akan dioperasikan adalah Main Memory (Memori Utama). Umumnya mekanisasi
pengoperaian data dilakukan di Main Memory. Walaupun Main Memory berukuran
bermega-mega byte atau bergiga-giga byte, tetap saja Main Memory terlalu kecil
untuk penyimpanan database. Selain itu Main Memory akan kehilangan data ketika
listrik dimatikan atau ketika sistem crash (error). • ROM (Read Only Memory)
ROM ( Read Only memory) yaitu memory yang hanya bisa dibaca saja datanya atau
programnya.
Pada PC, ROM terdapat pada BIOS ( Basic Input Output
System) yang terdapat pada Mother Board yang berfungsi untuk men-setting
peripheral yang ada pada system. Contoh: AMIBIOS, AWARD BIOS, dll ROM untuk
BIOS terdapat beragam jenis diantaranya jenis Flash EEPROM BIOS yang memiliki
kemampuan untuk dapat diganti programnya dengan software yang disediakan oleh
perusahhan pembuat Mother Board, yang umumnya penggantian tersebut untuk
peningkatan unjuk kerja dari peripheral yang ada di Mother Board. • RAM(Random
Access Memory) o DRAM DRAM (Dynamic RAM) yaitu salah satu tipe RAM yang
menyimpan setiap bit data dalam sebuah Capasitor terpisah dalam sebuah IC
(Integrated Circuit). Ketika Capasitor – Capasitor jarang di charge, maka
dimungkinkan data yang ada pada Capasitor hilang, sehingga Capasitor harus
dicharge (refresh) secara periodik.
DRAM sangat berlawanan dengan SRAM (Static RAM) dan
static memori lainnya. Keuntungan SRAM adalah struktur nya yang sederhana.
Hanya satu Transistor dan satu Capasitor yang diperlukan per bit. Sehingga
dibandingkan dengan SRAM, DRAM lebih padat. Karena DRAM akan kehilangan data
ketika power listrik dimatikan maka DRAM termasuk Volatile Memory.
SRAM SRAM (Static RAM), sama halnya dengan DRAM atalah
salah satu tipe dari RAM. Perbedaannya dengan DRAM adalah data yang disimpan
dalam SRAM bersifat static, sehingga selama teraliri power listrik, maka data
akan tetap utuh, berbeda dengan DRAM yang secara periodik harus di refreshq.
Selain itu SRAM digunakan untuk Chace Memory (baikitu didalam maupun diluar
chip), sedangkan DRAM digunakan untuk Main Memory, sehingga kecepatan SRAM
lebih cepat dari DRAM.
RAM (Random Acces Memory) yaitu memori yang memiliki
kemampuan untuk dirubah data atau program yang tersimpan didalamnya. Flash
Memory Flash memory juga dikenal sebagai EEPROM (Electrically Erasable
Programmable Read-Only Memory), flash memory berbeda dengan Main Memory dalam
penyelamatan data. Flash Memory tak akan kehilangan data walaupun kehilangan
power listrik sehingga digolongkan sebagai Unvolatile Memory. Pembacaan data
dalam Flash Memory dibutuhkan waktu kurang dari 1 nanosecond (1/1000
microsecond), yang kira-kira secepat pembacaan data dari Main Memory.
Bagaimanapun penulisan data ke Flash Memory lebih
ruwet, data bisa ditulis sekali yang memakan waktu 4 – 10 microsecond, tapi tidak
bisa dioverwrite secara langsung. Untuk mengoverwrite data yang telah ada kita
harus menghapus data tersebut lebih dulu, setelah itu data baru dapat
dioverwrite. Kekurangan Flash Memory yaitu hanya dapat melakukan penghapusan
ulang sekitar 10.000 sampai 1 juta kali. Flash Memory populer digunakan sebagai
pengganti Magnetic Disk dalam menampung data yang berukuran tidak besar. Selain
itu Flash Memory juga populer sebagai media penyimpanan untuk system computer
sederhana, seperty HP, Camera Digital, dan media digital lainnya.
Magnetic Disk Magnetic Disk memberikan media
penyimpanan sekunder dalam jumlah besar. Kapasitas Disk selalu meningkat lebih
dari 50% setiap tahunnya, namun kebutuhan media penyimpanan untuk aplikasi
besarpun meningkat dengan cepat, dalam beberapa kasus kadang database yang
besar membutuhkan ratusan disk untuk menampung data tersebut. Magnetic Disk
mensupport Direct Access yang umumnya digunakan sebagai aplikasi database.
Data yang disimpan dalam disk dalam unit disebut Disk
Block. Block Disk tersusun atas cincin yang konsentris yang disebut Track,
dalam sebuah piringan atau lebih. Seset Track yang memiliki diameter sama
disebut Cylinder. Setiap track terbagi atas lengkungan-lengkungan yang disebut
Sector yang besarnya berdasarkan karakteristik disk dan tak bisa diubah,
sedangkan ukuran Block dapat ditentukan ketika diinisialisasikan sebagai
multiple sector. Physical Characteristics of Disks
a.
Head Motion
1.
Fixed Head Disk : memiliki head untuk setiap track,
sehingga computer dapat berpindah dari track ke track lain dengan cepat tanpa
perlu memindahkan head. Namun dikarenakan banyaknya head sehingga membuat disk
ini harganya sangat mahal.
2.
Moveable Head Disk : berbeda dengan Fixed Head Disk,
Moveable Head Disk hanya memiliki sebuah head, sehingga head harus bisa berada
diatas track manapun. Karena hal ini sehingga lengan head dapat merentang dan
kembali ke tujuan tertentu.
b.
Disk Portability
1.
Nonremovable Disk : yaitu disk drive yang permanen,
contohnya hardisk dalam sebuah PC adalah Nonremoveable Disk.
2.
Removeable Disk : yaitu disk yang dapat dipindahkan
atau bisa diganti dengan disk yang lain. Floppy Disk dan ZIP Cartridge adalah
contoh Removeable Disk.
c.
Sides
1.
Single Sided : lapisan magnetic berada pada kedua sisi
piringan disk.
2.
Double Sided : lapisan magnetic berada pada satu sisi
piringan.
d.
Platters
1.
Single Platter : magnetic disk dengan satu piringan.
2.
Multiple Platter : magnetic disk dengan lebih dari
satu piringan, yang tertumpuk secara vertikal. Untuk membaca disk ini
diperlukan head dengan banyak lengan, tergantung banyaknya piringan disk,
sehingga setiap piringan terdapat lengan head.
e.
Head Mechanism
1.
Contact (Floppy) : mekanisasi head yang ketika proses
pembacaan dan penulisan data, head mengalami kontak dengan disk.
2.
Fixed Gap : head telah diletakkan dalam tempat yang
tetap diatas piringan disk.
3.
Aerodynamic Gap (Winchester) : Winchester head
dirancang untuk beroperasi lebih dekat ke prmukaan disk dari pada yang
selazimnya, sehingga menbentuk kepadatan data. Headnya biasanya merupakan
Aerodinamic Foil yang ringan yang berada diatas permukaan piringan ketika disk
berputar. Tekanan udara dari perputaran disk cukup membuat head terangkat ke
atas permukaan piringan. Sehingga terbentuklah suatu sistem diama head berada
dekat diatas permukaan piringan, namun tetap tidak melakukan kontak langsung.
Optical Disk Optical Disk adalah media penyimpanan yang proses pembacaan dan
penulisan menggunakan laser.
Produk Optical Disk :
·
CD (Compact Disk), sebuah nonerasable disk yang
menyimpan informasi audio digital. Standar sistemnya menggunakan 12-cm disk dan
bisa merekam 60 menit waktu main.
·
CD-ROM (CD-Read Only Memory), sebuah nonerasable disk
yang digunakan untuk menampung data komputer. Standar sistemnya menggunakan
12-cm disk dan dapat menampung data sebesar 640 megabyte.
·
CD-R (CD-Recordable), sama seperti CD-ROM, user hanya
bisa menulis data sekali.
·
CD-RW(CD-Rewriteable), sama seperti CD-ROM, user dapat
menghapus dan menulis ulang data berkali-kali. [GAMBAR]
·
DVD (Digital Video Disk), sebuah teknologi untuk
memproduksi digital, yang merekam informasi video. Antara diameter 8 dan 12-cm
bisa digunakan dengan kedua sisi disknya, sehingga dapat mendobelkan
kapasitasnya menjadi 17 gigabyte. Standar DVD adalah read-only (DVD-ROM);
·
DVD-R (DVD-Recordable), sama seperti DVD-ROM, user
hanya dapat merekam data satu kali dan hanya pada satu sisiyang dapat
digunakan.
·
DVD-RW (DVD-Rewriteable), sama seperti DVD-ROM, user
hanya dapat merekam data berkali-kali dan hanya satu sisi disk yang dapat
digunakan.
Magnetic Tapes
Magnetic Tapes umumnya digunakan untuk membackup data atau mengarcipkan data.
Walaupun lebih murah dari Magnetic Disk tetapi proses pengaksesan data lebih
lambat, karena menggunakan Sequential Access yang harus mengakses data
berurutan dari awal, berbeda dengan Magnetic Disk yang menggunakan Direct
Access yang dapat mengakses data dari manapun. Magnetic Tapes memiliki daya
tampung data yang besar. Dan dapat di pundahkanke dalam Tape Drive. Tape
Jukeboxes dapat menampung data yang sangat besar, seperti misalnya data
remote-sensing dari satellit yang dimana bisa mencapai ratusan terabyte (112
byte atau kadang bisa mencapat petabyte (115 byte).
D.
Proteksi Perangkat Lunak.
Sistem
komputer terdahulu berjenis programmer-operated
systems. Ketika komputer dioperasikan dalam konsul mereka (pengguna)
harus melengkapi sistem terlebih dahulu. Akan tetapi setelah sistem operasi
lahir maka hal tersebut diambil alih oleh sistem operasi. Sebagai contoh pada
monitor yang proses I/O sudah diambil alih oleh sistem operasi, padahal dahulu
hal ini dilakukan oleh pengguna. Untuk meningkatkan utilisasi sistem, sistem
operasi akan membagi sistem sumber daya sepanjang program secara simultan.
Pembagian dalam sistem operasi :
a. spooling adalah
suatu program dapat dikerjakan walau pun I/O masih mengerjakan proses lainnya
dan disk secara bersamaan menggunakan data untuk banyak proses.
b. multi programming adalah
kegiatan menjalankan beberapa program pada memori pada satu waktu.
Masalah – masalah dalam pembagian sistem operasi :
·
Ketika tidak di sharing maka terjadi kesalahan program,tetapi jika di-sharing terjadi kesalahan pada satu
proses atau program yang akan berpengaruh pada proses lainnya. Sehingga
diperlukan pelindung (proteksi). Tanpa proteksi jika terjadi kesalahan maka
hanya satu saja program yang dapat dijalankan atau seluruh output pasti
diragukan.
·
Jika terjadi kesalahan program, perangkat
keras akan meneruskan kepada sistem operasi dan sistem operasi akan
menginterupsi dan mengakhirinya. Pesan kesalahan disampaikan, dan memori dari
program akan dibuang. Tapi memori yang terbuang biasanya tersimpan pada disk
agar programmer bisa
membetulkan kesalahan dan menjalankan program ulang.
Fungsi proteksi perangkat keras :
Fungsi dari proteksi ini untuk mencegah user program dari kesengajaan
memodifikasi kode/struktur data baik di sistem operasi atau user lainnya. Jika
proteksi gagal, semua hal yang dilakukan oleh program executing di user mode
untuk mengakses memori sistem operasi atau memori user lainnya akan
terperangkap di sistem operasi dan bisa menyebabkan kesalahan yang fatal, yaitu
addressing error. Macam – macam proteksi perangkat keras :
a.
Operasi Dual Mode
Untuk memastikan operasi berjalan baik kita
harus melindungi sistem operasi, program, dan data dari program-program yang
salah. Proteksi ini memerlukanshare resources. Hal ini bisa dilakukan sistem
operasi dengan cara menyediakan pendukung perangkat keras yang mengizinkan kita
membedakan mode pengeksekusian program. Mode yang kita butuhkan ada dua mode
operasi yaitu Mode Monitor dan Mode Pengguna.
Pada perangkat keras
akan ada bit atau Bit Mode yang berguna untuk membedakan mode apa yang sedang
digunakan dan apa yang sedang dikerjakan. Jika Mode Monitor maka akan benilai
0, dan jika Mode Pengguna maka akan bernilai 1. Pada saatboot time, perangkat
keras bekerja pada mode monitor dan setelah sistem operasi di-load maka akan
mulai masuk ke mode pengguna. Ketika terjadi trap atau interupsi, perangkat
keras akan men-switchlagi keadaan dari mode pengguna menjadi mode monitor
(terjadi perubahan statemen jadi bit 0). Dan akan kembali menjadi mode pengguna
jikalau sistem operasi mengambil alih proses dan kontrol komputer (stateakan
berubah menjadi bit 1).
b.
Proteksi I/O
Pengguna bisa mengacaukan sistem operasi
dengan melakukan instruksi I/O ilegal dengan mengakses lokasi memori untuk sistem
operasi atau dengan cara hendak melepaskan diri dari prosesor. Untuk
mencegahnya kita menganggap semua instruksi I/O sebagaiprivilidge
instructionsehingga mereka tidak bisa mengerjakan instruksi I/O secara langsung
ke memori tapi harus lewat sistem operasi terlebih dahulu. Proteksi I/O
dikatakan selesai jika pengguna dapat dipastikan tidak akan menyentuh mode
monitor. Jika hal ini terjadi proteksi I/O dapat dikompromikan.
c.
Proteksi Memori
Salah satu proteksi perangkat keras ialah
dengan proteksi memori yaitu dengan pembatasan penggunaan memori. Disini
diperlukan beberapa istilah yaitu:
·
Base Register yaitu alamat memori fisik awal
yang dialokasikan/ boleh digunakan oleh pengguna.
·
Limit Register yaitu nilai batas dari alamat
memori fisik awal yang dialokasikan/boleh digunakan oleh pengguna.
Fungsi dari proteksi ini untuk mencegah user
program dari kesengajaan memodifikasi kode/struktur data baik di sistem operasi
atau user lainnya. Jika proteksi gagal, semua hal yang dilakukan oleh program
executing di user mode untuk mengakses memori sistem operasi atau memori user
lainnya akan terperangkap di sistem operasi dan bisa menyebabkan kesalahan yang
fatal, yaitu addressing error.
d.
Proteksi Perangkat Keras.
Sebagai contoh sebuah pengguna dibatasi
mempunyai base register 300040 dan mempunyai limit register 120900 maka
pengguna hanya diperbolehkan menggunakan alamat memori fisik antara 300040
hingga 420940 saja.
DAFTAR PUSTAKA
0 komentar:
Posting Komentar