SISTEM OPERASI

BAB I

SEKILAS MENGENAI SISITEM KOMPUTER

Sistem operasi adalah program yang bertindak sebagai perantara antara pemakai komputer dan perangkat keras komputer. Maksud sistem operasi adalah menyediakan satu lingkungan tempat pemakai dapat mengeksekusi program-program. Sistem operasi harus menjamin kebenaran operasi  sistem komputer. Perangkat  keras berupa pemroses (CPU – central processing unit ), memori dan perangkat masukan/keluaran menyediakan sumber daya komputasi  dasar. Progaram aplikasi mendefinisikan cara-cara bagaimana sumber daya digunakan untuk menyelesaikan persoalan. Sistem operasi mengendalikan mengkoordinasikan penggunaan perangkat keras komputer diantara beragam program aplikasi untuk beragam pemakai.

Kita perlu memp unyai pengetahuan umum mengenai struktur sistem komputer sebelum mempelajai sistem komputer.

1.1              Skema Dasar Sistem Komputer

Pada abstraksi tingkat atas, sistem komputer terdiri atas empat kompnen. Keempat komponen bekerja sama dan saling berinteraksi untuk mencapai tujuan sistem komputer, yaitu komputasi.

Empat komponen pokok disistem komputer adalah:

1.       Pemroses

2.       Memori utama

3.       Perangkat masukan dan keluaran

4.       Interkonenksi anta komponen

Pemroses

              Pemroses berfungsi melakukan pengolahan data pengendalian operasi komputer.

Memori Utama

                   Meori berfungsi menyimpan data dan program.

Perangkat Masukan dan Keluaran

            perangkat masukan dan keluaran berfungsi memindahkan data antara komputer dan lingkungan eksternal.

Interkoneksi Antarkompnen

            Interkoneksi antarkomponen adalah struktur dan mekanisme untuk menghubungkan ketiga komponen (pemroses,memori utama,perangkat masukan/ keluaran)

1.2              Pemroses

Pemrose juga disebut CPU (Central Processing Unit). Pemroses merupakan jantung dari komputer. Pemroses berfungsi mengendalikan operasi komputer dan melakukan pengolahan data. Pemroses melakukan operasi komputasi dan operasi logik, serta mengendalikan aliran data berdasarkan instruksi-instruksi. Pemroses mengambil instrukksi-instruksi dari memori dan mengeksekusi intruksi-intruksi yang diambil

Operasi-operasi di pemroses dapat dikategorikan menjadi tiga tipe, yaitu:

1.       Operasi aritmetika

Contoh penambahan, pengurangan, perkalian, pembagian, dan sabagainya

2.       Operasi logika

Contoh operasi OR, AND, X-OR, Inversi, dan sebagainya

3.       Operasi pengendalian

Contoh operasi percabangan, lompat, dan sebagainya

Pemroses terdiri dari tiga komponen, yaitu:

·         CU (Control Unit)

CU berfungsi mengendalikan operasi yang dilaksanakan sistem komputer.

·         ALU (Aritmetic Logic Unit)

ALU berfungsi melakukan operasi aritmatika dan logika.

·         Register-register

Register-register untuk membantu pelaksanaan operasi pemroses. Register-register berfungsi sebagai memori sangat cepat yang antara lain berfungsi sebagai tempat operan-operan dari operasi yang akan dilakukan oleh pemroses.

1.3              Memori

Memori berfungsi untuk menyimpan data dan program. Terdapat beberapa tipe memori, mulai yang tercepat aksesnya sampai yang terlambat.

Konsep dua level ini bisa diimplementasikan berupa

·         Chace memory

·         Buffering

Chace memory

                                Chace memory adalah memori diantara memori utama dan register pemroses.emori ini berkapasitas terbatas,berkecepatan tinggi, berharga lebih mahal dibanding memori utama. Dengan adanya chace memory, pemroses tidak langsung mengacu memori utama tetapi mengacu chace memory yang berkecepatan akses lebih tinggi. Teknik ini meningkatkan kinerja sistem secara signifikan.

Buffering

                                Buffering adalah bagian memori utama yang di fungsikan menampung data yang akan di transfer dari/ke perangkat masukan/keluaran dan menyimpan sekunder. Buffering dapat mengurangi frekuensi pengaksesan dari /ke perangkat masukan/keluaran dan menyimpan sekunder sehingga meningkatkan kinerja sistem. Teknik ini meningkatkan kinerja sistem secara signifikan (berarti).

1.4               Perangkat Masukan/Keluaran

Perangkat masukan/keluaran terdiri dari dua bagian, yaitu:

1.       Komponen mekanis, yaitu perangkat itu sendiri

2.       Komponen elektronis, yaitu pengendali prangkat berupa chip controller

Perangkat masukan/keluaran adalah perangkat nyata yang dikendalikan perangkat elektronis chip controller di board sistem atau card. Controller dihubungkan dengan pemroses dan komponen-komponen lain lewat bus. Controller  berbeda-beda mekanismenya. Controller mempunyai register-register  untuk memerintahkan atau mengendalikannya, serta untuk mengetahui status. Control register digunakan untuk maksud pengendalian perangkat masukan/keluaran. Status register berisi status yang mendeskripsikan kode kesalahan dari kerja perangkat masukan/keluaran.

1.5            Interkoneksi Antarkomponen

Interkoneksi antarkomponen disebut bus. Interkoneksi berkaitan dengan tata cara hubungan antarkomponen-komponen sistem komputer.

Bus terdiri dari tiga macam, yaitu:

1.       Bus alamat (address bus).

2.       Bus data (data bus).

3.       Bus kendali (control bus)

Bus Alamat

                Jalur ini bersifat satu arah. bus alamat untuk memberikan alamat dari memori atau port yang hendak di akses.

Bus Data

                Jalur ini bersifat dua arah. jalur digunakan CPU untuk membaca dan mengirim data dari /ke memori atau port.

Bus Kendali

                Jalur ini bersifat dua arah. Bus kendali berisi 4-10 jalur sinyal paralel.

1.6               Eksekusi Intruksi

1.6.1         Mekanisme Eksekusi Intruksi

Fungsi utama komputer adalah mengeksekusi program. Berdasarkan konsep program tersimpan, program yang dieksekusi (kumpulan intruksi) disimpan di memori. Pemroses melakukan tugasnya dengan mengeksekusi intruksi-intruksi di program yang disimpan di memori itu.

Tahap pengolahan intruksi ini berisi dua tahap, yaitu:

1.       Pemroses membaca intruksi dari memori (fetch).

2.       Pemroses mengeksekusi intruksi (execute).

1.6.2         Metode Eksekusi Intruksi

Mode eksekusi berkaitan dengan kewenangan jenis program yang dijalankan, yaitu:

·         Mode eksekusi untuk program bagian dari sistem operasi.

·         Mode eksekusi untuk program pemakaian, atau program yang bukan bagian dari kernel sistem operasi.

Intruksi-intruksi ertentu hanya dapat dieksekusi di mode berkewenangan tinggi. Intruksi-intruksi yang memerlukan kewenangan tinggi, misalnya

·         Membaca atau memodifikasi register kendali (bit-bit dari register PSW).

·         Intruksi-intruksi primitif perangkat masukan/keluaran.

·         Intruksi-intruksi untuk manajemen memori.

·         Bagian memori tertentu hanya dapat diakses dalam mode kewenangan tinggi.

Mode Pemakain dan Mode Sistem

Mode dengan kewenangan rendah yaitu beberapa intruksi pemroses tidak dapat dijalankan pada mode ini. Mode disebut mode pemakai (user mode) karena program pemakai (aplikasi) dieksekusi dalam mode ini.

Mode dengan kewenangan tinggi yaitu seluruh intruksi pemroses dapat dieksekusi pada mode ini. Mode ini disebut

·         Mode sistem (system mode), atau

·         Mode kendali (control mode), atau

·         Mode supervisor (supervisor mode),atau

·         Mode kernel (kernel mode)

BAB II

SEKILAS MENGENAI SISTEM OPERASI

                Sistem operasi adalah sekumpulan rutin perangkat lunak yang berada diantara program aplikasi dan perangkat keras. Semua perangkat lunak berjalan di bawah kendali sistem operasi.

1.1               Tujuan belajar system operasi

Dapat merancang /memodifikasi sendiri system operasi yang telah ada sesuai kebutuhan khusus kita.

1.7              Fungsi dan sasaran system operasi

Sistem operasi mempunyai dua tugas utama yaitu:

1.       Pengelola seluruh sumber daya system komputer (sebagai resources manager)

2.       Sebagai  penyedia layanan (extended/virtual machine)

Sumber daya system computer

            Semua komponen di system computer yang dapat memberi manfaat dan semua yang terhubung ke system computer secara fisik.

Sumber daya terdiri dari

·         Sumber daya fisik

·         Sumber daya abstrak

Sumber daya fisik, misalnya

·         Perangkat masukan

·         Perangkat tunjuk (pointing device)

·         Perangkat penyimpan

·         Perangkat penampil

·         Perangkat komunikasi

·         Perangkat memory

·         Perangkat multimedia

·         Perangkat grafis

·         Perangkat pengendalian proses

Sumber daya abstrak

·         Data

·         Program

Data

·         PCB (process control block) untuk mencatat dan mengendalikan proses

·         Semaphore untuk pengendalian sinkronisasi proses

·         Tabel segmen, tabel page, i-node, FAT untuk system file

Program

·         Utilitas

·         Aplikasi untuk mencapai komputasi

Menurut stalling (STA-95)

Sistem operasi mempunyai tiga sasaran, antara lain

1.     Kenyamanan

2.     Efisiensi

3.     Berevolusi

2.2.1    System operasi sebagai pengelola sumber daya

            Satu kumpulan sumber daya untuk memindah, menyimpan, dan mengolah data. System operasi bertanggung jawab dalam mengelola sunber daya  agar penggunaannya benar dan efisien.

2.2.2        System operasi sebagai Extended Machine

Sistem operasi sebagai extended machine berfungsi sebagai berikut:

·         Memberi abstrak tingkat tinggi yang lebih sederhana dan meyembunyikan kerumitan perangkat keras

·         Basis untuk program lain

2.2.3        Fungsi-fungsi minor sistem operasi

·         Mengimplementasi antar muka untuk pemakai

·         Memungkinkan pemakaian bersama perangkat keras di antara banyak pemakai

·         Memungkinkan pemakai-pemakai data ecara bersama

·         Mencegah pemakai-pemakai saling mengganggu satu dengan lainnya

·         Menjadwalkan pemakaian sumber daya

·         Memberi fasilitas masukan/keluaran

·         Memulihkan kesalahan-kesalahan

·         Menghitung penggunaan sumber daya

·         Mengorganisasi data agar pengamnan dan cepat diakses

·         Menangani komunikasi jaringan

2.2.4        Subsistem-subsistem sistem operasi

·         Manajemen proses

·         Manajemen memori

·         Manajemen berkas (sistem manajemen berkas)

·         Manajemen perangkat masukan/keluaran

·         Pengamanan sistem

·         Sistem komunikasi

·         Dan sebagainya

2.3              Sejarah perkembangan sistem komputer

Generasi pertama (1945-1955)

Generasi ini merupakan awal pengembangan sostem komputer elektronik, mengganti gagasan-gagasan mesin komputasi mekanis.

Generasi kedua (1955-1965)

                Komputer generasi kedua ini merupakan batch processing system.

Generasi ketiga (1965-1980)

Perkembanngan berlanjut, sistem operasi dikembangkan untuk melayani banyak pemakai interaktif sekaligus. Pemakai-pemakai interaktif berkomunikasi dengan komputer lewat terminal secara online (yang dihubungkan secara langsung) ke satu komputer. Sistem komputer menjadi

·         Multiuser, yaitu sekaligus digunakan banyak orang

·         Multi programming, yaitu sekaligus melayani banyak program

Generasi keempat (1980-199x)

Pada generasi keempat ini, sistem sistem operasi tidak lagi hanya diperuntukkan untuk satu mode pengolahan tapi telah ditujukan untuk banyak mode pengolahan, misalnya mendukaung batch processing,timesharing, networking, dan (soft) real time applications sekaligus.

2.4              sistem komputer dalam beragam sudut pandang

Padangan ke system computer dikelompokkan menjadi tiga, yaitu:

1.            Pemakai terdiri dari pemakai awam(end user) dan administrator system

2.            Pemprogram

3.            Perancangan system operasi

2.4.1        Sistem komputer dalam pandangan pemakai

Pemakai awam memandang sistem komputer berdasarkan antar muka yang disediakan aplikasi dalam menyelesaikan masalah yang dihadapi.

Pemakai tidak berurusan dengan arsitektur komputer. Pemakai awam memakai sistem operasi sebatas menggunakan command-language sistem operasi untuk meminta layanan-layanan sistem operasi. Pemakai memberikan perintah beserta argumen-argumen yang diperlukan.

Command language tersedia di lapisan disebut shell (command interpreter). Pemakai berkomunikasi dengan shell dengan memberikan perintah-perintah. Shell kemudian menginterpretasi perintah-perintah itu dan melewatkannya ke sistem operasi.

Shell  dapat berupa

·         Text-based shell

·         GUI (graphical user interface) based shell

2.4.2        Sistem komputer dalam pandangan pemrogram

Pemrogram aplikaasi membuat aplikasi untuk pemakai awam. Pemrogram aplikasi mengekspresikan dalam bahasa pemrograman.

Pemrogram dapat memanfaatkan layanan-layanan yang disediakan sistem sistem operasi untuk mengendalikan sistem komputer melalui beragam level, yaitu:

·         Mempergunakan program utilitas

·         Mempergunakan fasilitas sistem melalui antar muka layanan (serfice interface)

·         Mempergunakan panggilan sistem (system call)

2.4.3        Sistem komputer dalam pandangan perancang sistem operasi

Perancang sistem operasi yang bertugas mendandani perangkat keras justru dituntut mengetahui perangkat yang akan didandaninya secara mendalam dan menyeluruh agar sistem operasi yang dirancangnya berfungsi secara benar dan efisien.

2.5              Arsitektur sistem operasi

Adalah merupakan struktur yang menjadi landasan untuk menentukan keberadaan komponen perangkat lunak dan cara komponen-komponen saling berinteraksi.

Arsitektur Sistem Operasi yang terkenal antara lain:

1.             System Monolitik

2.             System Berlapis

3.             Sistem client/server

4.             System mesin maya

5.             System berorientasi objek

 

               

BAB III

PROSES

Proses atau tesk adalah entitas dianmis. Secara fisik proses berisi intruksi dan data, program counter, semua nilai registrasi proses, serta stack yang berisi data yang bersifat sementara.

1.         Dekskripsi Masalah

Konsep ini pertama kali digunaka di system operasi semua multics tahun 90-an. Salah satu dfinisi proses adalah program yang sedang dieksekusi. Beberapa istilah penting yang berkaitan dengan proses antara lain:

A.         Multiprograming, Multiprocessing, Distributed Processing.

• Multiproraming (Multiasting) adalah menejemen banyak proses di satu proses. Proses yang      dijalankan di multiprograming bersifat seperti berikut:

                Saling tidak bergantung (independent)

                Satu program pada satu saat (one program at any instan)

• Multiprocessing

      Adalah menejemen banyak proses di computer multiprocessor (banyak proses didalamnya)

• Distributed Proseccing

Adalah menejemen banyak proses yang dieksekusi di banyak system computer yang tersebar di suatu jaringan

B.         Kebutuhan Utama Pengendali Proses.

Kebutuhan utama pengendali proses, antara lain:

•             Interleave

Berfungsi untuk memaksimumkan proses

•             Mengikuti kebijakan tertentu

System opersi harus mengalokasikan proses sumber daya ke proses mengikuti kebijaksanaan sumber daya (misalnya fungsi atau aplikasi tertentu mempunyai prioritas lebih tinggi ).

•             Mendukung Komunikasi antar Proses dan penciptaan proses

System operasi perlu mendukung komunikasi antar proses dan penciptaan proses oleh pemakai sehingga membantu menstrukturkan proses.

2.         Diagram State Proses

Proses melewati serangkaian  state diskrit. Beragam kejadian dapat menyebabkan perubahan/berpindahnya state proses.

•             Diagram state dasar (Tiga Keadaan)

Proses dapat berada di salah satu tiga state dasar.

•             Proses Control Block (PCB)

System Operasi memerlukan banyak informasi mengenai proses untuk melakukan proses secara benar.

Proses Control Block terbagi menjadi tiga kelompok, antaranya :

1.            Informasi identifkasi

2.            Informasi status proses

3.            Informasi Pengendali Proses

•             Operasi-operasi pada proses

Siitem operasi dapat melakukan operasi-operasi dalam suatu proses. Operasi yang dapat dilakukan dalal proses antara lain ;

•             Penciptaan Proses

•             Penghancuran / terminasi proses

•             Penundaan Proses

•             Pelanjutan kembali proses

•             Pengubahan prioritas proses

•             Mem-Block proses

•             Membangun proses

•             Menjadwalkan proses

•             Memungkinkan proses berkomunikasi dengan proses lain

PENCIPTAAN DAN PENGHANCURAN PROSES

Dua operasi penting terhadapa proses adalah penciptaan dan penghancuran.

DIAGRAM STATE LANJUT (LIMA KEADAAN)

PENUNDAAN (SUSPENSION) adalah operasi penting dan telah diterapkan dengan beragam cara. Penundaan biasanya berlangsung singkat

3.3  implementasi proses

3.3.1 Tabel –Tabel untuk Proses

Masing – masing proses di sistem mempunyai state yang perlu diperhatikan sistem operasi. Sistem operasi mencatat state proses dengan beragam tabel atau senarai antara lain :

1.  informasi manajemen memory

2. tabel manajemen masukan / keluaran

3. tabel informasi sistem file

4. tabel proses

3.3.1 PCB dan Senarai Proses

Berisi informasi mengenai proses yang diperlukan system operasi, seperti : penjadwalan, alokasi sumber daya alam, pemprosesan interupsi monitoring dan analisis kerja.

3.3.3 Pengaksesan informasi  di pcb

System operasi pelu rutin mengakses informasi di PCB. Tiap proses dilengkapi ID unik yang digunakan sebagai indeks (petunjuk)

Dua masalah utama pada PCB, yaitu:

1.            Bug (kesalahan pemprograman)

2.            Perbahan rancangan struktur dan semantic PCB

3.4 Tahap-tahap penciptaan proses

•             Diberikan satu identifiter

•             Dialokasikan untuk proses

•             PCB harus diinisalisasi

•             Kaitan antar kabel yang senarai yang cocok dibuat

3.5 pengalihan proses

Proses running diintrupsikan dan system operasi memberi proses Runnning dan menggilir kendali ke proses itu

3.5.1 kejadian-kejadian penyebab pengalihan proses

•              Interupsi

•              Trap

•              Superfiso call

3.6 Kedudukan Sistem Operasi

·                     System operasi sebagai kernel tersendiri

·                     Fungsi sitem operasi dieksekusi dalam proses pemakai

·                     Sebagai kumpulan prises (proses-based operating system)

BAB IV

PENJADWALAN PROSES

Penjadwalan proses adalah basis system operasi multiprograming dengan mengalih-alihkan proses diantara proses-proses yang ada.

4.1       Deskripsi penjadwalan proses

Penjadwalan merupakan proses yang harus berjalan, kapan dan selama berapa lama proses berjalan.

Kriteria untuk mengukur dan optimasi kinerja penjadwalan :

·         Adil (Fairnes)

·         Efisien

·         Waktu tanggap (Response Time)

·         Turn arround time

·         Throughput

4.2       Tipe-tipe penjadwalan

Tipe penjadawlan pada system operasi yang komplek, yaitu:

·         Penjadwalan ringan (short-term sceduller)

·         Penjadwalan jangka menengah (medium-term scheduller)

·         Penjadwaln jangka panjang (long term acheduller)

4.3       Stategi penjadwalan

Terdapat dua straregi penjadwalan, yaitu:

•    Penjadwalan Nonpreemptive (run to-completion), karena proses yang dijadwalkan akan dijalankan sampai selesai.

•             Pennjadawlan preemptive

Bagus  tidak tanpa ongkos (layanan proses dari satu proses beralih  ke proses lain) memerlukan overhead (karena banyak table yang dikelola)

4.4       Algoritma-algoritma penjadwalan Proses

Terdapat banyak algoritma penjadawlan baik algoritma penjadwalan nonpreemtive maupun preemptive.

Algoitma yang menerapkan strategi nonpreemtive, diantaranya :

•             FIFO (First-in,First-out) atau FCFS (First-come,First-server)

•             SJF (Shortest Job First )

Algoritma yang menerapkan stategi preemptive, diantaranya:

•             RR (Round-Robin)

•             MFQ (Multiple Feedback Queues)

•             SRF (Shortest-remaining-First)

•             HRN (Highest-Ratio Next)

•             PS (Priority Schedulling )

•             GS (Guarateed Schedulling

Klasifikasi yang berdasarkan adanya prioritas diproses-proses, yaitu:

1.            Algoritma penjadwalan tanpa prioritas

2.            Algoritma penjadwalan berprioritas, terdiri dari :

•             Algoritma penjadwalan berprioritas statis

•             Algoritma penjadwalan berprioritas dinamis

4.5       Evaluasi algoritma

Metode evaluasi algoritma :

1.      Pemodelan deterministik

Merupakan evaluasi analistis. Yang digunakan untuk menghasilkan satu rumus atau angka yang menunjukkan kinerja algoritma untuk beban kerja tersebut.

2.      Pemodelan antrian

Merupakan antrian atau menunggu dari proses-proses layanan yang telah di jalankan.

3.      Simulasi

4.      Implementasi

BAB V

KONGRURENSI

Kongkurensi merupakan landasan umum perancangan sisem operasi. Proses disebut kongkuren jika proses-proses (lebih dari satu proses) ada pada saa yang sama.

Banyak bahasa pemrograman yang digunakan dalam pembuatan program kongkuren, anara lain :

•             Bahasa concurent pascal oleh Brinch Hansen

•             Bahasa modula-2 oleh niklaus wirth

•             Bahasa ada oleh deparemen pertahanan amerika

•             Dan sebagainya

5.1 prinsip –prinsip kongkurensi

Lingkup kongkurensi meliputi hal-hal beriku :

•             Alokasi layanan pemroses unuk proses - proses

•             Pemakaian bersama dan persaingan unuk pemakaian bersama

•             Komunikasi antar proses

•             Sinkronisasi aktivitas antar proses

Kongkurensi dapat muncul pada empat koneks berbeda, yaitu :

•             Untuk banyak aplikasi

•             Untuk strukturisasi dari sau proses

•             Unuk sruturisasi sistem operasi

5.2 kesulitan – kesulitan yang diimbulkan kongkurensi

Masalah yang dihadapi proses-prose konkuren multiprograming dan miltiprocessing.

Beberapa kesulitan muncul, dianaranya :

•             Pengelolaan alokasi sumber daya agar opimal

•             Pencarian kesalahan pemprogram

•             Pemakaian bersama sumber daya global

5.3 muual exclusion, deadlock, dan startvation

Beberapa masalah yang muncul pada kongkurensi antara lain :

·         Mutual exclusion

·         Deadlock

·         Starvation

5.4 interaksi  antar proses

Pada system banyak proses (kongkuren) terdapat tiga kategori interaksi, yaitu :

a)            Proses saling tidak peduli (independent)

Proses ini tidak dimaksudkan untuk bekerja bersama unuk mencapai ujuan tertentu. Pada mutiprograming dengan proses-proses independent. Dapa berupa bath aau sesi interaktif atau campuran keduanya

b)            Proses saling mempedulikan secarat idak langsung

Proses-proses juga tidak perlu saling mempedulikan identitas proses-proses lain tapi sama-sama mengakses objek tertentu

c)            Proses-proses saling mempedulikan secara langsungProses-proses saling berkomunikasi dan dirancang bekerja sama untuk suatu akifitas

5.4.1. persaingan diantara proses-proses untuk sumber daya

Persaingan proses-proses untuk memperoleh sumber daya menimbulkan tiga masalah yang harus di selesaikan , yaitu :

·         Mutual exclution

·         Deadlock

·         Sartavation

5.4.2. kerja sama dianara proses-proses dengan pemakaian bersama

Dalam kasus kerja sama pemakaian sumber daya bersama meliputi proses-proses yang saling berinteraksi anpa dinyatakan secara eksplitif.

5.4.3.kerja sama diantara proses-proses dengan komunikasi

Pada kasus persaingan. Proses-proses memakai sumber daya anpa peduli dengan proses lain.

5.5 pokok penyelesaian masalah kongkurensi

Pada dasarnya penyelesaian masalah pokok kongkurensi terbagi menjadi dua, yaitu:

·         Mengkonsumsikan adanya memori yang digunakan bersama

·         Tidak mengkonsumsikan adanya memori yang digunakan bersama.

BAB VI

MUTUAL EXCLUSION

6.1       Pentingnya Mutual Exclution

                Mutual Exclution adalah persoalan untuk menjamin hanya satu proses yang mengakses sumber daya pada suatu interval waktu tertentu.

                Mutual exclution dapat dilihat dari dua ilustration:

•     proses  eksekusi daemon printer

•     Ilustrasi aplikasi tabungan 

6.1.1    Ilustrasi Printer Daemon

                Daemon untuk printer adalah proses penjadwalan dan penegendalian untuk mencetak erkas-berkas di computer sehingga menjadikan seolah-olah printer dapat digunakan secara simultan oleh proses-proses.

6.1.2    ilsrasi aplikasi tabungan 

                Seluruh system yang melibatkan banyak proses mengases atau sumber daya bersama selalu menimbulkan persoalan mutual exclution.

6.1.3    Kriteria Penyelesain Mutual Exclution

Kemampuan menjamin mutual exclution harus memenuhi kriteria-kriteria berikut:

1.       Mutual exclution harus dijamin

2.       Hanya satu proses pada satu saat yang diizinkan masuk critical section.

3.       Proses yang berada di noncriterial section, dilarang mem-blok proses-proses  lain   yang ingin masuk critical section.

4.       Harus dijamin proses yang ingin masuk critical section tidak menunggu selama  waktu yang tidak berhingga. Atau tak boleh terdapat deadlock atau startvation.

5.       Ketika tidak ada proses di critical section maka proses yang ingin masuk critical section harus diizinkan segera masuk tanpa waktu tunda.

6.       Tidak ada asumsi mengenai kecepatan relative proses atau jumlah yang ada.

6.2       Metode-metode Penjamin Mutual Exclution

Metode untuk menjamin mutual exclution, antara lain:

1.            Metode Naif

2.            Metode untuk situasi tertentu

3.            Metode mwnggunakan busy waiting

4.            Metode penyelesaian level tinggi

Metode Naif

                Metode yang tidak menyelesaikan masalah mutual exclution. Metode ini dipelajari untuk memperoleh penjamnan mtual xclution lebih jelas.

Metode Variabel Lock sederhana

Metode ini meniru mekanisme penguncian pintu (kunci pintu diganti Variable Lock)

Ada beberapa mekanisme yang diusulkan, antara lain:

·         Jika variable bernilai 0, proses meng-set variable lock menjadi 1 dan segera masuk  sritical         section

·         Jika variable lock bernilai 1, proses menunggu sampai nilai variable lock menjasi nol.

Metode untuk situasi tertentu

·         Metode bergantian secara ketat

Metode ini dapat menggilir proses-proses yang hendak masuk critical section secara bergantian terus-menerus.

Metode dengan busy waiting

·         Metode secara perangkat lunak

Secara perangkat lunak Implementasi mutual exclution yang sukses pertama kalli diberikan oleh Dekker (Matematikawan Belanda)

Algoritma menurut Dekker adalah rumit dan mempunyai propertu-properti sebagai berikut:

·         Tidak memerlukan intruksi-intruksi perangkat keras khusus

·         Proses yang beroprasi diluar tidak dapat memasuki critical section.

·         Proses yang igin masuk akan segera masuk apabila dimungkinkan

Metode dengan Dukungan Perangkat Keras

·         Metode Pematian Intrupsi

Proses pematian intrpsi ke pemproses dan segera memasuki critical section

Pematian intrupsi mengakibatkan:

·         Pemproses tidak dapat beralih ke proses lain karena intrupsi clock dimatikan sehingga penjadwala pun tidak dieksekusi.

·         Proses dapat menggunakan memory bersama tanpa takut intervensi proses lain.

Metode dengan intruksi Test and Set Lock

Pada system multiproccesor, pemproses-pmproses bertindak independent. Pemproses yang menggnakan  memory bersama dijaga pada tingkat perangkat kerasnya, agar pemproses lain tidak dapat mengakses suatu lokasi yang sama disaat yang sama.

Metode dengan Intruksi Exchange (ECHG)

Metode ini merupakan intruksi yang berfngsi menukarkan dua isi memory.

Metode dengan Smaphore

Dua proses atau lebih dapat dapat bekerja sama dengan menggunakan penanda-penanda sederhana

Smaphore mempunyai dua property, yaitu

•     Semaphore dapar diinialisasikan dengan nilai bukan negative

•     Terdapat dua operasi, yaitu : Down dan Up

BAB VII

DEAD LOCK

Proses yang terlibat dalam deadlock jka proses menunggu suatu kejadian tertentu yang tidak akan pernah terjadi.

Deadlock terjadi jika proses-proses mengakses sumber daya secara esklusif :

7.1 Model Deadlock

Urutan kejadian perangkat masukan / keluaran antara lain:

Meminta : (request) = meminta layanan perangkat masukan / keluaran

Memakai : (user) = memakai perangkat masukan / keluaran

Melepaskan : (release) = melepaskan pemakain perangkat masukan / keluaran

7.1.1 Syarat-syarat terjadinya deadlock

Terbagi menjadi empat syarat, yaitu :

•             Mutual Exclusion

•             Kondisi non-preemtive

•             Kondisi menunggu secara sirkular

7.2 Metode-metode  mengatasi deadlock

Dibagi menjadi tiga kelompok metode, yaitu:

1.       Metode pencegahan terjadinya deadlock

2.       Metode ini berkaitan dengan perkondisian system sehingga menghilangkan kemungkinan terjadinya deadlock.

3.       Metode menghindari terjadinya deadlock

4.       Menghindari kondisi-kondisi yang memungkinkan terjadinya deadlock agar memperoleh utilisasi sumber daya yang lebih baik.

5.       Metode deteksi dan pemulihan deadlock

6.       Metode ini digunakan pada system yang mengijinkan terjadinya deadlock.

7.3 Sistem Burung Unta

Strategi ini mengasumsikan kejadian deadlock jarang terjadi dibanding computer yang mengalami crash.

7.4 Pencegahan Deadlock

Havender mengemukakan bahwa jika sembarangan dari empat syarat terebut, syarrat tersebut yaitu:

Tiap prose harus memina semua sumber daya sekaligus.

Jika proses sudah memegang sumber daya tertentu maka untuk peermintaan berikutnya proses harus melepas dulu sumber daya yang dipegangnya.

Memberi pemngurutan linear terhadap tipe-tipe sumber daya pada semua proses. Yaitu jika proses telah dialokasikan suatu tipe sumber daya.

7.4.1 meniadakan non-preemtive

Peniadan non-preetive mencegah proses-proses lain harus menunggu.

7.4.2 Meniadakan menuggu sirkular

Kondisi ini dapat ditiadakan dengan beberapa cara, antara lain:

Proses hanya siperbolehkan menggenggam satu sumber daya pada suatu saat. Penomoran sumber daya alam .

7.5 Penghindaran Deadlock

Gagasan dasar untuk menghindari deadlock adalah memberi akses pada sumber daya yang tidak mungkin menimbulkan deadlock.

·         Jika permberian akses sumber daya tidak mungkin menuju deadlock, sumber daya diberikan ke peminta

·         Jika tidak aman (memungkinkan timbulnya deadlock) proses yang meminta di-suspend sampa suatu waktu permintaannya aman diberikan

7.6 deteksi dan Pemulihan Deadlock

·         Deteksi adanya deadlock

·         Teknik untuk menentukan apakah deadlock terjadi serta mengidentifikasi proses-proses dan sumber daya yang terdapat pada deadlock

·         Pemulihan dari deadlock

Foktor-faktor yang merumitkan deadlock:

·         Kebanyakan system tidak memilki fasilitas atau mempunyai fasilitas yang buruk untuk men-suspend proses.

·         Jika mendapat kemampuan suspend dan resum yang efektif

7.7 Strategi Penanggulangan Deadlock Terpadu

Masing-masing teknik mempunyai keunggulan dan kelemahan. Silberchatz menyarankan satu pendekatan terpad, yaitu:

·         Kelompok sumber daya-sumber daya menjadi sejumlah kelas sumber daya

·         Gunakan strategi pengurutan linear

·         Dalam satu kelas sumber daya menggunakan satu algoritma yang paling cocok untuk kelas tersebut

BAB VIII

MANAJEMEN MEMORY PEMARTISIAN STATIS

·         Memory  utama sebagai sumber daya yang harus dialokasikan  dan dipakai bersama siantara sejumlah proses yang aktif . agar dapat memanfaatkan proses dan fasilitas masukan/keluaran secara efisien maka diinginkan memory dapat menampung proses sebanyak mungkin

·         Mengupayakan agar pemprograman atau proses tidak dibatasi kapasitas memory fisik disistem computer

8.1 Manajemen memory

Fungsi manajemen memory sebagai berikut :

·         Mengelola informasi mengenai memory yang dipakia dan tidak dipakai system

·         Mengalokasikan ke proses yang memerlukan

·         Mendealokasikan memory dari proses telah selesai menggunakan

·         Mengelola swapping antara memory utama dan harddisk

8.1.1 Manajemen memory pada system multiprograming

Dengan keberadaan banyak ruang alamat milik proses-proses di memory utama secara bersama maka system operasi harus mampu mendukung dua kebutuhab yang saling bertentangan, yaitu :

1. Pemisahan ruang-ruang alamat, melakukan proteksi memory dengan isolasi ruang-ruang alamat sehingga proses-proses tidak saling mengganggu.
2. Pemakaian bersama memory sehingga memungkinkan proses-proses bekerjasama mengakses daerah memory bersama.

8.1.2 Klasifikasi Manajemen Memory

Manajemen berdasarkan keberadaan swapping tebagi menjadi dua, yaitu :

1. Manajemen tanpa swapping
2. Manajemen tanpa swapping

Manajemen memory berdasarkan alokasi memory terbagi dua, yaitu:

1. Alokasi memory berurutan (Kontigu)
2. Alokasi memory tidak berturutan (non-kontigu)

Alokasi Memory Berturutan (Kontigu)

Alokasi memory seacra berturutan (contiguous storage allocation) adalah masing-masing proses menempati satu blok tunggal lokasi memory yang berturutan.

Keunggulan

·         Sederhana

·         Tidak akan terbentuk lubang-lubang memory bersebaran

·         Karena berturutan, proses dapat dieksekusi dengan cepat

BAB IX

MANAJEN MEMORY DAN PEMARTISIAN DINAMIS

9.1 Multiprograming dengan swapping

Dengan swapping, multiprograming system time sharing dapat ditingkatkan kinerjanya yaitu dengan memindahkan proses-proses blosked ke disk dan hanya memasukkan proses-proses ready ke memori utama.

Beragam masalah harus diatasi multiprograming dengan swapping antara lain :

•            Pemartisian secara dinamis

•            Strategi pencatatan pemakaian memori

•            Algoritma penempatan proses ke memori

•            Strategi penempatan ruang swap di disk

9.2 Multiprograming dengan Pemartisian Dinamis

Dengan pemartisian dinamis jumlah lokasi dan ukuran proses di memori dapat beragam sepanjang waktu secara dinamis.

Kelemahan pemartisian dinamis adalah

•            Dapat terjadi lubang-lubang kecil memori diantara partisi-partisi yang dipakai

•            Merumitkan alokasi dan delokasi memori

9.3 Pencatatan Pemakai Memori

Memori yang tersedia harus dikelola, dilakukan dengan pencatatan pemakaian memori. Terdapat tiga cara utama pencatatan pemakaian memori, yaitu :

•            pencatatan memakai peta bit (bit map)

•            pencatatan memakai senarai berkait

•            pencatatan memakai sistem buddy

9.3.1 Pencatatan Memakai Peta Bit

Memori dibagi menjadi unit-unit berkoregpondensi dengan tiap unit, alokasi adalah satu bit pada peta bit (bit map).

·                     nilai 0 pada peta berarti unit itu masih bebas

·                     nilai 1 berarti unit digunakan.

9.3.2 Pencatatan Memakai Senarai Berkait

Sistem operasi mengelola senarai berkait untuk blok-blok memori yang dialokasikan dan bebas.

9.4 Strategi Alokasi Memori

Terdapat beragam strategi alokasi proses ke memori.alokasi harus mencari sekumpulan blok memori yang berukuranmencukupi untuk memuat proses yaitu lubang kosong yang sama atau lebih besar di banding ukuran memori yang diperlukan proses.

Beragam algoritma itu adalah :

First – fit algoritmh

Next – fit algoritmh

Best – fit algoritmh

Worset – fit algoritmh

Quick – fit algoritmh

9.5 Sistem Buddy

Sistem buddy adalah algoritma pengelolaan memori yang memanfaatkan kelebihan penggunaan bilangan binner untuk pengalamatan memori.

- mekanisme pengelolaan

Awalnya semua memori adalah bebas dan satu senarai, 1 megabyte berisi satu isian tunggal satu lubang 1 megabyte.

9.6 Alokasi Ruang Swap pada Disk

Strategi dan algoritma yang dibahas adalah untuk mencatat memori utama.

Terdapat dua strategi utama penempatan proses yang dikeluarkan dari memori utama ke disk, yaitu:

·         Ruang disk tempat swap dialokasikan begitu diperlukan

·         Ruang disk tempat swap dialokasikan lebih dulu.

BAB X

SISTEM PAGING

10.1 MEMORI MAYA

Program yang dijalankan harusdimuat di memori utama, masalah muncul ketika program lebih besardibandingkan memori utama yang tersedia.

Terdapat dua solusi masalah ini, antara lain :

•             Overlay.

•             Memori utama (virtual memori).

10.1.1 Konsep Overlay

Program di pecah menjadi bagian-bagian yang dapat dimuat memori, disebut overlay. Teknik overlay telah ditinggalkankarena teknik memori maya telah dapat di implementasikan dengan mursh dan berkinerja bagus.

10.1.2 Konsep Memori Maya

Memori maya adalah kemampuan mengelamati ruang memori melebihi memori utama yang tersedia. Konsep memori maya pertama kali dikemukakan fotheringham pada 1961 untuk sistem komputer atlas di universitas manchaster inggris.

Memori maya dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu :

1.            Paging

2.            Segmantasi

3.            Kombinasi pagging dan sefmentasi

10.2 Deskripsi Sistem Pagging

Sistem pagging mengimplementasikan ruang alamat besar pada memori kecil menggunakan index register.

Register dan segmen register, antara lain :

•             Alamat maya (virtual addres)

•             Alamat nyata (real adress)

•             Page

•             Page frame

•             Page fault

•             MMU

10.2.1 MMU (memoru manajemen unit)

MMU mempunyai fungsi sebagai berikut :

•             Pemetasan memori ke memori fisik

•             Bila alamat memori yang diminta tidak tersedia di memori fisik. MMU menerbitkan exception adanya page – fault yang melewatkan ke sistem operasi untuk menanganinya.

10.2.1.2 Implementasi Penetasan (bagian internal MMU)

Komponen terpenting MMU adalah :

•             Register alamat maya.

•             Tabel page.

•             Register alamat maya.

10.2.2 Tabel-tabel Paging

Pemakaian tabel page pada sistem paging menimbulkan dua masalah utama, yaitu :

1.            Tabel page dapat berukuran luar biasa.

2.            Pemetasan harus dilakukan secara cepat.

10.2.3 Memori Asosiatif

Dari obserfasi disimpulkan , sebagian besar program cenderung melakukan banyak pengacuan ke sejumlah kecil page (prinsip lokalisasi).

10.3 Penggantian Page

Saat terjadi page fault berarti harus diputuskan page frame di memori fisik yang harus diminta.

Algoritma penggantian page antara lain:

1.            Algoritma penggantian page acak

2.            Algoritma penggantian page optimal

3.            Algoritma penggantian page NRU

4.            Algoritma penggantian page FIFO

5.            Algoritma penggantian page modifikasi dari algoritma FIFO

6.            Algoritma penggantian page LRU

10.4 Masalah – masalah Utama pada Sistem Paging

·         Working set model

·         Kebijaksanaan penggantian lokas vs global

·         Frekuensi page fault

·         Ukuran page

10.5 Masalah-masalah Implementasi Sistem Paging

Implementasi sistem paging, antara lain :

1.            Back up instruksi yang terakhir dijalankan sebelum terjadi pege fault

2.            Buffer perangkat masukan / keluaran

3.            Page yang dipakai bersama

4.            Backing store

5.            Paging daemon

6.            Penanganan page fault

BAB XI

SEGMENTASI DAN KOMBINASI PAGING-SEGMENTASI

11.1     Deskripsi Segmentasi

Segmentasi memungkinkan program memandang memori sebagai berisi banyak ruang alamat atau segmen.

Spesifikasi alamat pada memori bersegmen adalah dua dimensi. Alamat terdiri dari dua bagian, yaitu:

1.       Nomor segmen

2.       Alamat pada segmen itu (offset)

Segmen adalah entitas logis. Segmen dapat berisi:

1.       Prosedur

2.       Array

3.       Stack

4.       Atau kumpulan variabel skalar

Segmen biasanya bukan dari campuran tipe-tipe berbeda.

Teknik segemtasi mempunyai sejumlah keunggulan dibanding ruang alamat tidak bersegmen, yaitu :

1.       Menyerdehanakan penangananstruktur data yang berkembang

2.       Kompilasi ulang independen tanpa men-tautkan kembali(relink) seluruh program

3.       Memudahkan untuk proteksi

11.2     Segmentasi Secara Murni

Segmen-segmen dapat berukuran berbeda dan dinamis. Alamat maya adalah offset di segmen.

11.3     Perbandingan antara paging dan segmentasi

Pertimbangan	Paging	Segmentasi
Perlunya pemrogram menyadari bahwa teknik ini dipakai?	Tidak	Ya
Berapa banyak ruang alamat linier yang terdapat?	1	banyak
Dapatkah ruang alamat melampaui ukuran memori  fisik?	ya	ya
Dapatkah prosedur dan data dibedakan dan di proteksi secara terpisah?	tidak	ya
Dapatkah tabel-tabel yang mempunyai fluktuasi ukuran di akomodasikan dengan mudah?	tidak	ya
Apakah pemakaian bersama prosedur-prosedur antara pemakai-pemakai difasilitas?	tidak	ya
Kenapa teknik ini di temukan?	Untuk mendapatkan alamat linier besar tanpa harus membeli banyak memori fisik.	Untuk memungkinkan  program-program dan data dipecah menjadi ruang-ruang alamat yang secara logik indenpenden dan membantu pemakaian bersama dan proteksi.

11.4   Teknik kombinasi

Pada kombinasi paging dan segmentasi, ruang alamat pemakai dibagi menjadi sejumlah segmen sesuai kehendak pemrogram. Tiap segmen dibagi menjadi sejumlah page berukuran tetap, berukuran sama dengan page frame memori utama. Yang tentunya mempunyai keunggulan kelemahan masing-masing.

11.5   Contoh sistem dengan memori maya

1.       Memori maya dengan segmentasi murni

Keunggulan: segmen-segmen berkorespondensi dengan unit-unit program, sehingga segmen –segmen ideal untuk proteksi dan pemakaian bersama.

Kelemahan: segmen segmen berukuran bervariasi menyebabkan fragmentasi eksternal dan sulit menyelesaikan pertumbuhan dinamis.

Contoh sistem : intel 80386 dapat mengimplementasikan segmentasi murni jika tiap segmen kurang dari 1 Mbyte.

2.       One level paging

Keunggulan: semua bentuk paging mengeliminasi fragmentasi eksternal dan menyederhanakan alokasi dan pertumbuhan dinamis.

Kelemahan: sejumlah besar ruang memori utama harus dicadangkan untuk tabel page sehingga menyediakan ruang alamat maya besar dengan page-page berukuran tertentu.

Contoh sistem: DEC PDP-11 untuk memorinya, DEC VAX untuk ruang sistem, dll

3.       Two level paging

Keunggulan: mekanisme ini mengkombinasikan keunggulan segmentaswi dan paging.

Kelemahan: ruang alamat maya sangat besar (misalnya 4 Gbyte) memerlukan jumlah ruang besar tabel segmen yang harus disimpan di memori utama dan harus kontigu.

Contoh sistem: DEC VAX, IBM S/370, intel 80386, motorola MC68030, dll

4.       Three level paging

Keunggulan: mekanisme tabel page banyak tingkat untuk implementasi memori maya dengan ruang alamat sangat besar.

Kelemahan: alokasi dan pertumbuhan dinamis tabel segmen menjadi sulit.

Contoh sistem: SUN SPARC

5.       Four level paging

Keunggulan: mekanisme ini berguna untuk program yang menggunakan ruang alamat memori yang sangat besar.

Kelemahan: kondisi terburuk yang mungkin adalah kondisi untuk translasi memerlukan sebanyak empat pengacuan memori, masing-masing menghasilkan page fault.

Contoh sistem: motorola MC68030.

BAB XII

MANAJEMEN PERANGKAT MASUKAN/KELUARAN

                Pengolalaan perangkat masukan/keluaran merupakan aspek perancangan sistem operasi yang terluas disebabkan sangat beragamnya  perangakat dan begitu banyaknya aplikasi dan perangkat-perangkat itu.

Beragam fungsi dari manajemen perangkat masukan/keluaran, diantaranya :

·         Mengirim perintah ke perangkat masukan/keluaran agar menyediakan layanan

·         Menangani interupsi perangkat masukan/keluaran

·         Menangani kesalahan pada perangkat masukan /keluaran

·         Menyediakan interface ke pemakai

12.1     Klasifikasi perangkat masukan/keluran

Kelompok perangkar masukan/keluaran yang beragam, yaitu:

v  Berdasarkan sifat aliran datanya ada dua:

·         Perangkat berorientasi blok : menyimpan informasi dan menukarkan informasi sebagai blok-blok berukuran tetap.

·         Perangkat berorientasi karakter : perangkat yang mengantarkan atau menerima aloran karakter tanpa peduli membentuk suatu struktur blok.

v  Perangkat sasaran komunikasi

·         Perangakat yang terbaca oleh manusia

·         Perangkat yang terbaca oleh mesin

·         Untuk komunikasi

12.2     Teknik pemrograman perangkat masukan/keluaran

Terdapat 3 teknik pemrograman perangkat masukan/keluaran, yaitu:

1.       Masukan/keluaran terprogram

2.       Masukan/keluaran dikendalikan interupsi

3.       Dengan DMA

12.3      Evolusi fungsi perangkat masukan/keluaran

Evolusi sangat tampak pada fungsi-fungsi masukan/keluaran sebagai berikut:

1.       Ppemrises pengendalian perangkat masukan/keluaran secara langsung

2.       Perangkat dilengkapi fasilitas interupsi

3.       I/O controller mengendalikan memori secata langsung lewat DMA

4.       Pengandalian masukan/keluaran menjadi pemroses terpisah

5.       Pengendalian masukan/keluaran mempunyai memori lokal

12.4     Prinsip-prinsip manajemen perangkat masukan/keluaran

Terdapat dua sasaran perancangan manajemen perangkat masukan/keluaran,yaitu :

1.       Efisiensi

Merupakan  aspek terpenting karena operasi masukan/keluaran sering merupakan operasi yang menimbulkan bottleneck

2.       Generalitas

12.5     Hirarki manajemen masukan/keluaran

1.       Interrupt handler

2.       Device driver

3.       Perangkat lunak device-independent

4.       Perangkat lunak level pemakai

12.6     Buffering masukan/keluaran

Buffering merupakan melembutkan lenjakan-lonjakan kebutuhan pengaksesan masukan/keluaran. Macam-macam buffering

1.       Single buffering

2.       Double buffering

3.       Circular buffering

BAB XIII

MEKANISME PERANGKAT MASUKAN/KELUARAN

13.1     Disk

1.       Perangkat keras dan parameter kinerja disk

disk diorganisasikan menjadi silinder-silinder dengan tiap permukaan terdapat head yang ditumpuk secara vertikal.

Waktu untuk membaca dan menulis disk, yaitu:

1.       Waktu seek

2.       Waktu tunda rotasi

3.       Waktu transfer data

2.       Algoritma penjadwalan disk

Terdapat dua tipe penjadwal disk :

1.       Penjadwal untuk optimasi seek

2.       Penjadwal untuk optimasi rotasi

                            

Kriteria algoritma penjadwal disk :

1.       Throughtput

2.       Waktu tanggap rata-rata

3.       Variasi waktu tanggap

Beberapa algoritma penjadwalan disk, yaitu

1.       Algoritma first come

2.       Algoritma shortest seek first

3.       Algoritma elevator

4.       Algoritma elevator dimodifikasi

5.       Elgoritma N-Step Scan

6.       Algoritma eschenbach schem

13.2  Clock

1.       Perangkat keras clock

Tipe perangkat keras clock, yaitu:

1.       Clock yang ditimbulkan tegangan listrik

2.       Programmable interval timer (PIT)

Dua keunggulan dari PIT:

1.       Mempunyai akurasi tinggi

2.       Frekuensi interupsi yang dapat diatur sesuai perangkat lunak.

PIT  biasa digunakan sebagai:

·         Waktu sistem

·         Pambangkit baud-rate (pada USART)

·         Penghitung kejadian

·         Pengendali motor

·         Pembangkit listrik

·         Dan di beragam aplikasi yang memerlukan pewaktuan.

Mode pemrograman PIT

·         One-shot mode

·         Square wave mode

2.       Perangkat lunak clock

Beberapa fungsi clock di sistem operasi,antara lain :

·         Mengatur waktu dan tanggal (waktu nyata)

·         Mencegah proses berjalan lebih dari waktu yang ditetapkan

·         Menghitung penggunaan pemroses

·         Menangani system call alarm yang dibuat proses pemakai

·         Mengerjakan profillinf, monitoring, dan pengumpulan statistik

13.3     Ram Disk

Ram disk adalah perangkat disk yang disimulasikan dengan memori akses acak (RAM). Ram Disk sepenuhnya mengeliminasi waktu tunda yang disebabkan pergerakan mekanis dalam melakukan seek dan rotasi.

Gagasan ram disk adalah sederhana, yaitu meniru perangkat dengan lebih dulu mengalokasikan satu bagian memori utama untuk menyimpan blok-blok data.

                Perangkat blok mempunyai dua perintah, yaitu :

1.       Membaca blok

Menulis blok

BAB XIV

SISTEM MANAJEMEN FILE

       Sistem file merupakan bagian sistem operasi yang paling tampak. Dengan menyediakan mekanisme penyimpanan dan pengaksesan secara online terhadap data dan program.

14.1     Sasaran dan fungsi sistem manajemen file

File adalah koleksi yang diberi nama dari informsi yang berhubungan yang direkamkan pada penyimpanan sekunder.

File mempunyai sifat berikut:

2.       Persistence

3.       Size

4.       Sharability

Fungsi manjemen file :

1.       Penciptaan, modifikasi, dan pengahapusan file

2.       Mekanisme pemakaian file secara bersama

3.       Kemampuan  back up dan pemulihan(recovery)

4.       Pemakai dapat mengacu file dengan nama simbolik

5.       Pada lingkungan sensitif dikehendaki informasi  tersimpan dengan aman dan  rahasia

6.       Sistem file harus menyediakan antar muka(interface) yang akrab dengan pemakai.

14.2     Arsitektur pengelolaan file

Pengelolaan file:

1.       Sistem akses

2.       Manajemen file

3.       Manajemen ruang penyimpanan

4.       Mekanisme integritas file

14.3     Sistem file

Konsep terpenting pengelolaan file di sistem operasi adalah:

·         File

·         Direktori

v  File

Terhadap beragam pandangan mengenai file, yaitu:

·         Pandangan pemakai

·         Pandangan pemrogram

·         Pandangan perancang sistem

File mempunyai tiga tipe di sistem operasi :

1.       Regular

2.       Direktori

3.       Spesial

v  Direktori

Direktori berisi informasi mengenai file.

Beberapa konsep penting yang dipahami oleh pemakai:

·         Hirarki direktori

·         Jalur pengaksesan (path name)

·         Perintah-perintah memanipulasi direktori

14.4     Shared file

shared file adalah file yang tidak hanya diacu oleh satu direktori (pemakai) tapi juga oleh direktori-direktori (pemakai) lain.

                Masalah-masalah di shared file, yaitu :

1.       Metode implemintasi shared file

2.       Metode pemberian hak akses pada shared file

3.       Metode pengendalian atau penanganan terhadap pengaksesan simultan

14.5     Sistem akses file

Sistem akses file merupakan pilihan, yaitu:

·         Dapat menjadi bagian dari sistem operasi

Sistem operasi sama sekali tidak mempunyai komponen sistem akses

BAB XV

IMPLEMENTASI SISTEM MANAJEMEN FILE

Masalah implementasi sistem manajemen file antara lain :

1.       Penyimpanan file

2.       Manajemen ruang penyimpan

3.       Keandalan

4.       Kinerja

15.1     Penyimpanan

1.       Blocking

Blok berisi sekumpulan byte berukuran tetap yang dipindah dari tempat penyimpanan kememori untuk diolah dan sebaliknya.

Pertimbangan dalam menentukan ukuran blok :

1.      Ukuran blok tetap menurunkan kompleksitas program

2.      Ukuran blok tetap beragam perangkat berbeda memboroskan ruang penympanan

3.      Ukuran blok mempengaruhi kinerja sistem manajemen file

2.       Pengalamatan blok

Terdapat tiga cara dalam pengalamatan blok :

1.       pengal amatan fisik disk

2.       pengalamatan ralatif

3.       pengalamatan simbolik

3.       lokalitas

dalam hal ini jika semakin kuat lokalitasnya, maka semakin cepat pengaksesan datanya. Jika lokalitas lemah menunjukkan pengaksesan datanya lambat.

15.2     Implementasi sistem file

Dua hal penting yang harus ditangani adalah:

·         Pencatatan ruang yang dialokasikanuntuk file

·         Pencatatan ruang bebas yang tersedia di disk

Sistem file meliputi:

·         Alokasi file

·         Pencatatan ruang disk

·         Shared file

·         Keandalan sistem file

·         Kinerja sistem file

15.3     Implementasi direktori

Fungsi utama sistem direktori adalah memetakan nama simbolik file (nama file dan nama jalurnya) menjadi informasi untuk menemukan blok-blok file.

15.4     Pencatatan ruang disk yang bebas

Penyimpanan file dapat dilakukan dengan:

1.       Berurutan

2.       Fixed block

15.5     File dipakai bersama (shared file)

Shared file adalah file yang tidak hanya diacu satu direktori,  juga oleh direktori-direktori lain.

1.       Implementasi shared file

·         Shared file dengan pengopian

·         Shared file dengan i-node

·         Shared file dengan simbolik linking

2.       Pengaksesan pada shared file

15.6     Keandalan sistem manajemen file

Kerusakan data lebih mahal dibandingkan dengan kerusakan perangkat keras karena merupakan kehilangan yang tak dapat digantikan bila tidak memiliki salinannya.

1.       Manajemen blok buruk

2.       Pemulihan dari kegagalan disk

·         Back up

·         Transaction log

3.       Konsistensi sistem manajemen file

4.       Kendali kongruensi

15.7     Kinerja sistem manajemen file

Cara cara yang dapat digunakan adalah:

·         Buffer chace

·         Penempatan data

15.8     Sistem akses file

1.       Rekor dan blocking

2.       Penempatan rekor-rekor pada blok

Operasi-operasi di sistem akses file

BAB XVI

KEAMANAN SISTEM

                Sangatlah penting dalam  mengimplementasikan keamanan dalam sistem yang bertujuan untuk menjamin tidak diinterupsi dan diganggu. Proteksi dan pengamanan  terhadap perangkat keras dan sistem operasi itu sama pentingnya.

16.1     Keamanan

Keamanan sistem komputer adalah untuk menjamin sumber daya tidak digunakan atau dimodifikasi oleh orang yang tak diotorisasi.

Keamanan sistem dibagi menjadi  tiga bagian, yaitu :

1.       Keamanan eksternal (extenal security)

2.       Keamanan interface pemakai (user interface security)

3.       Keamanan internal (internal security)

A.      Masalah-masalah Keamanan

Terdapat dua masalah penting pada keamanan, yaitu :

1.       Kehilangan data (data loss)

Kehilangan data dapat disebabkan antara lain :

1.       Bencana

2.       Kesalahan perangkat keras dan  perangkat lunak

3.       Kesalahan atau kelalaian manusia

2.       Penyusup ( intruder)

Penyusup terdiri dari dua macam, yaitu :

1.       Penyusup pasif  adalah penyusup yang membaca data yang tidak di otorisasikan.

2.       Penyusup aktif   adalah penyusup mengubah data yang tidak di otorisasi.

Kategori penyusupan :

1.       Lirikan mata pemakai non-teknis

2.       Penyadapan oleh orang dalam

3.       Usaha hacker dalam mencari uang

4.       Spionase militer atau bisnis

B.      Ancaman-ancaman keamanan

Sasaran pengamanan adalah menghindar, mencegah, dan mengatsi ancaman pada sistem.

Kebutuhan keamanan sistem komputer dikategorikan menjadi tiga aspek, yaitu :

1.       Kerahasian (secrecy, diantaranya adalah privasi)

2.       Integritas (integrity)

3.       Ketersediaan (availability)

Tipe-tipe ancaman, yaitu :

1.       Interupsi

2.       Intersepsi

3.       Modifikasi

4.       Fabrikasi

C.      Petunjuk pengamanan sistem

Petunjuk mengenai prinsip-prinsip pengamanan sistem komputer, yaitu :

1.       Rancangan sistem seharusnya publik

2.       Dapat diterima

3.       Pemeriksaan otoritas saat itu

4.       Kewenangan serendah mungkin

5.       Mekanisme yang ekonomis

16.2     Otentifikasi pemakai

Kebanyakan metode otentifikasi didasarkan pada tiga cara:

·         Sesuatu yang diketahui pemakaia, misalnya : password

·         Sesuatu yang dimiliki pemakai, misalnya : badge, kartu identitas

·         Sesuatu mengenai (merupakan ciri) pemakai, misalnya  :  sidik jari

16.3     Mekanisme proteksi sistem komputer

Pada sistem komputer banyak objek yang perlu diproteksi, yaitu :

·         Objek perangkat keras, antara lain : pemroses, segmen memori, terminal, disk driver, dsb.

·         Objek perangkat lunak, antara lain : proses, file, basis data, semaphore, dsb.

16.4     Program-program jahat

Ancaman-ancaman canggih terhadap sisem komputer adalah program yang mengeksploitasi kelemahan sistem komputer. 

Taksonomi bowles menghasilkan tipe-tipe program jahat sebagai berikut:

1.       Bacteria

2.       Logic bomb

3.       Trapdoor

4.       Trojan horse

5.       Virus

6.       Worm

16.5     Virus dan anti-virus

Ø  Virus

Virus mengalami siklus hidup empat fase:

·         Fase tidur

·         Fase propagasi

·         Fase pemicuan

·         Fase eksekusi

Ø  Anti-virus

Solusi ideal terhadap ancaman virus:

·         Deteksi

·         Identifikasi

Penghilangan

BAB XVII

QUO VADIS

Ragam sistem komputer sangat banyak, di antaranya:

1.         Workstation untuk satu pemakai tunggal

2.         Sistem dipakai bersama untuk skala menengah

3.         Mainframe untuk sejumlah besar pemakai sekaligus

4.         Sistem jaringan

5.         Mesin-mesin komputer paralel ampuh untuk tujuan khusus

6.         Dsb

Ragam aplikasi sistem komputer telah sangat banyak. Sistem operasi dirancang sesuai ragam aplikasi agar optimal, seperti:

1.       Sistem operasi untuk pengendalian proses waktu nyata.

2.       Sistem operasi untuk perkantoran.

3.       Sistem operasi untuk telekomunikasi.

4.       Dsb

Perkembangan perancangan sistem operasi mutakhir terpenting dapat diringkas menjadi masalah-masalah berikut: [STA-95]

1.       Multithreading

2.       Sistem-sistem waktu nyata

3.       Penjadwalan multiprosessor

4.       Sistem-sistem tersebar

5.       Migrasi proses

6.       Keamanan