ORGANISASI dan ARSITEKTUR KOMPUTER Sistem Operasi

Sistem operasi (bahasa Inggris: operating system ; OS) 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 boot diri.
Waktu-berbagi jadwal tugas sistem operasi untuk penggunaan yang efisien dari sistem dan juga dapat mencakup akuntansi untuk alokasi biaya waktu prosesor, penyimpanan massa, cetak, 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 superkomputer dan server web.
Contoh populer sistem operasi modern termasuk Linux, Android, iOS, Mac OS X, dan Microsoft Windows.

Sejak tahun 1940 – 1950, masih belum ada sistem operasi, program masih berhubungan langsung dengan hardware

Fungsi sistem operasia dalah untuk mempermudah penggunaan komputer dan memberikan fungsi maksimal dari sumber daya komputer

Sistem dalam komputer

Service pada Sistem Operasi :

• Program creation
• Program execution
• Access to I/O devices
• Controlled access to files
• System access
• Error detection and response
• Accounting

Tipe Sistem Operasi :

• Interactive
• Batch
• Single program
• Multi Program

Sistem dengan metode simple batch :

• Menggunakan $ dalam penulisan intruksi
• Intruksi ditampilkan di monitor
• Metode :
• Resident Monitor program
• Users submit jobs to operator
• Operator batches jobs
• Monitor controls sequence of events to process batch
• When one job is finished, control returns to Monitor which reads next job 
• Monitor handles scheduling

Sistem dengan metode Multi Programing :

• Saat program dalam keadaan menunggu untuk input/output, program lain dapat menggunakan sumber daya CPU

Sistem dengan metode Time Sharing :

• Memberikan user untuk berinteraksi langsung dengan computer
• Multi programming memberikan beberapa user untuk dapat berinteraksi dengan sebuah computer

Desirable Hardware Features

• Memory protection
• Timer
• Privileged instructions
• Interrupts

1 Program

2 Programs

3 Programs

  

Penjadwalan :

• Key to multi-programming
• Long term
• Medium term
• Short term
• I/O

 Proses Control Blok

• Identifier
• State
• Priority
• Program counter
• Memory pointers
• Context data
• I/O status
• Accounting information

Manajemen memori

• Uni-program
• Memori terbagi menjadi dua
• Satu untuk Sistem Operasi (monitor)
• Lainnya untuk mengeksekusi program
• Multi-program
• Memori dibagi per program yang dijalankan

Swapping

• Masalah: I/O sangat lambat dibandingkan dengan CPU sehingga CPU harus menunggu data dari I/O untuk diproses
• Solusi:
• Meningkatkan memori utama
• Mahal
• Menghasilkan program yang lebih besar
• Swapping

Partisi

• Memisahkan memori menjadi beberapa bagian untuk mengalokasikan proses (termasuk Sistem Operasi)
• Partisi berukuran tetap

Relokasi

• Tidak ada jaminan bahwa proses akan dimuat ke dalam tempat yang sama di memori
• Instruksi berisi alamat
• Lokasi data
• Alamat untuk instruksi
• Alamat logis - relatif terhadap awal program
• Fisik alamat - lokasi yang sebenarnya di memori
• Konversi otomatis menggunakan alamat dasar

Paging

• Membagi memori ke dalam ukuran yang sama
• Membagi program (proses) menjadi potongan kecil berukuran sama
• Mengalokasikan frame nomor halaman yang diperlukan untuk proses
• Sistem Operasi mempertahankan daftar frame bebas
• Sebuah proses tidak memerlukan frame halaman bersebelahan
• Gunakan tabel halaman untuk melacak

Virtual Memori

• Demand paging 
• Do not require all pages of a process in memory 
• Bring in pages as required 
• Page fault 
• Required page is not in memory 
• Operating System must swap in required page 
• May need to swap out a page to make space 
• Select page to throw out based on recent history

Thrashing

• Terlalu banyak proses di memori berukuran kecil
• Sistem Operasi menghabiskan seluruh waktu swapping
• Kerja sedikit / nyata tidak dilakukan
• Lampu disk menyala pada setiap waktu

Solusi

• Halaman penggantian algoritma yang baik
• Kurangi jumlah proses yang berjalan
• Fit lebih banyak memori

Segmentasi

• Paging tidak terlihat oleh pemrogram
• Segmentasi terlihat oleh pemrogram
• Biasanya segmen yang berbeda dialokasikan untuk program dan data
• Mungkin sejumlah segmen program dan data