Background

Makalah sistem operasi

A. Pengertian Sistem Operasi
            Dalam Ilmu komputer, Sistem operasi atau dalam bahasa Inggris: operating system atau OS adalah perangkat lunak sistem yang bertugas untuk melakukan kontrol eksekusi program aplikasi dan manajemen perangkat keras serta operasi-operasi dasar sistem, termasuk menjalankan software aplikasi seperti program-program pengolah kata dan browser web.
            Sistem Operasi juga bertindak sebagai antar-muka antara pengguna dengan perangkat keras komputer. Sistem Operasi mengandung sejumlah program, dan beberapa program tergolong sebagai utilitas. Kumpulan program ini menyediakan layanan kontrol terhadap sumber daya komputer.Secara khusus, sistem operasi menangani kontrol dan penggunaan sumber daya perangkat keras, seperi disc-room, memory, processor, dan perangkat tambahan lain, seperti mouse, printer, dan lain-lain.
                       














Struktur Dari Sistem Operasi
B. Sejarah Sistem Operasi
            Perkembangan sistem operasi dipengaruhi oleh perkembangan hardware. Sistem operasi mulai dikembangkan sejak ±40 tahun lalu, yaitu:
1.    Generasi ke-nol (1940).
·      Komponen utama tabung hampa udara;
·      Sistem komputer belum menggunakan sistem operasi;
·      Sistem operasi komputer dilakukan secara manual melalui plugboard, dan hanya bisa digunakan untuk menghitung (+,-, dan *).
2.    Generasi pertama (1950).
·      Komponen utama transistor;
·      Sistem operasi berfungsi terutama sebagai pengatur pergantian antar job agar waktu instalasi job berikutnya lebih efisien. Dalam masa ini muncul konsep batch system (semua job sejenis dikumpulkan jadi satu);
·      Input pemakai punch card.
3.    Generasi kedua (1960).
·      Komponen utama IC;
·      Berkembang konsep-konsep:
·      Multiprogramming, satu prosesor mengerjakan banyak program yang ada di memori utama;
·      Multiprosesing, satu job dikerjakan oleh banyak prosesor berguna untuk meningkatkan utilitas;
·      Spooling Simultaneous Peripheral Operation On Line, bertindak sebagai buffer (penyangga) saja, dan mampu menerima pesanan meskipun belum akan dikerjakan;
·      Device Indipendence, masing-masing komponen memiliki sifat yang saling berbeda (misal: tiap-tiap printer memiliki driver);
·      Time Sharing atau Multitasking, sistem bagi waktu yang diberikan oleh CPU terhadap berbagai job yang sedang dijalankan.
·      Real-time system, berguna sebagai kontrol bagi mesin-mesin.
4.    Generasi ketiga (1970)
·      Komponen utama VLSI (Very Large Scale Integrated Circuit);
·      Ditandai dengan berkembangnya konsep general purpose system, sehingga sistem operasi menjadi sangat kompleks, mahal dan sulit untuk dipelajari;
5.    Generasi keempat (pertengahan 1970-an hingga sekarang).
·      PC makin populer;
·      Ditandai dengan berkembangnya sistem operasi untuk jaringan komputer dengan tujuan: data sharing, hardware sharing, dan program sharing;
·      User interface semakin user friendly tanpa harus mengorbankan unjuk kerja.



C. Tujuan dan Fungsi Sistem Operasi
            Sistem operasi diharapkan mempunyai dua tujuan yaitu:
·         Kenyamanan : suatu sistem operasi membuat komputer lebih mudah untuk digunakan.
·         Efesien : suatu sistem operasi memungkinkan sumber daya sistem komputer dapat digunakan dengan cara yang efesien.

            Fungsi Sistem Operasi
            System operasi memiliki tiga fungsi utama yaitu manajemen proses, manajemen sumber daya dan manajemen data.
·      Manajemen proses mencakup penyiapan, penjadwalan dan pemantauan proses pada computer. Proses adalah program yang sedang dijalankan.
·      Manajemen sumber daya berkaitan dengan pengendalian terhadap pemakaian sumber daya dalam system computer yang dilakukan oleh perangkat lunak system maupun pereangkat lunak aplikasi yang sedang dijalankan oleh computer. Yang dimaksudkan sumber daya disini adalah komponen perangkat keras dalam computer seperti CPU, memori utama dan peranti masukan/keluaran.
·      Manajemen data berupa pengendalian terhadap data masukan/keluaran, termasuk dalam hal pengalokasian dalam peranti penyimpan sekunder maupun memori utama.
Selain tiga fungsi utama tersebut, system operasi umumnya juga mempunyai sarana untuk mengelola keamanan. Ciri system operasi yang mempunyai fasilitas manajemen keamanan adalah mengharuskan pemakai memasukan nama pengguna dan password (kata rahasia) sebelum mengakses computer.
            Dan secara garis besar, fungsi utama dari sistem operasi adalah sebagai suatu sistem yang digunakan untuk mengarahkan dan mengatur kinerja dari sebuah komputer, menyelesaikan berbagai masalah-masalah dalam komputer, dan menjaga bagian-bagian dari sistem agar tetap aman.





D. Macam-Macam Sistem Operasi
            Dalam perkembangan sistem operasi, sudah banyak perusahaan-perusahaan atau para programer yang membuat dan mengembangkan sistem operasi sendiri, baik itu personal atau general. Tapi pada saat ini terdapat beberapa sistem operasi yang sudah sangat dikenal yaitu:
  1. Keluarga Microsoft Windows - yang antara lain terdiri dari Windows Desktop Environment (versi 1.x hingga versi 3.x), Windows 9x (Windows 95, 98, dan Windows ME), dan Windows NT (Windows NT 3.x, Windows NT 4.0, Windows 2000, Windows XP, Windows Server 2003, Windows Vista, Windows 7 (Seven) yang dirilis pada tahun 2009, dan Windows Orient yang akan dirilis pada tahun 2014)).
  2. Keluarga Unix yang menggunakan antarmuka sistem operasi POSIX, seperti SCO UNIX, keluarga BSD (Berkeley Software Distribution), GNU/Linux, MacOS/X (berbasis kernel BSD yang dimodifikasi, dan dikenal dengan nama Darwin) dan GNU/Hurd.
  3. Mac OS, adalah sistem operasi untuk komputer keluaran Apple yang biasa disebut Mac atau Macintosh. Sistem operasi yang terbaru adalah Mac OS X versi 10.4 (Tiger). Awal tahun 2007 direncanakan peluncuran versi 10.5 (Leopard).
4.      Komputer Mainframe, dan Super komputer menggunakan banyak sekali sistem operasi yang berbeda-beda, umumnya merupakan turunan dari sistem operasi UNIX yang dikembangkan oleh vendor seperti IBM AIX, HP/UX, dll.

            Terdapat pula beberapa sistem operasi tersebut yang bisa digunakan dalam sebuah handphone atau mobile phone. Seperti halnya system operasi pada komputer, sistem operasi ponsel adalah software utama yang melakukan menejemen dan kontrol terhadap hardware secara langsung serta menejemen dan mengotrol software-soft lain sehingga software-software lain tersebut dapat bekerja. Sehingga suatu system operasi ponsel (mobile operating system) akan bertanggung jawab dalam mengoperasikan berbagai fungsi dan fitur yang tersedia dalam perangkat ponsel tersebut seperti, skedulling task, keyboard, WAP, email, text message, sinkronisasi dengan aplikasi dan perangkat lain, memutar musik, camera, dan mengontrol fitur-fitur lainnya. Banyak perusahaan ponsel yang membenamkan system operasi dalam produknya baik pada PDA, Smartphone maupun handphone.
            Perkembangan aplikasi atau game selular (mobile content)sangat cepat, perusahaan pembuat mobile Operating System (OS) telah berlomba untuk memasarkan produk-produk mereka dengan menciptakan fungsi-fungsi dan teknologi yang kian hari kian memanjakan pengguna smartphone (selular yang ber-OS) dari segi entertainment dan fungsionalitas penggunaan selular untuk memudahkan tugas sehari-hari. Selain berfungsi untuk mengkontrol sumber daya hardware dan software ponsel seperti keypad, layar, phonebook, baterai, dan koneksi ke jaringan, sistem operasi juga mengontrol agar semua aplikasi bisa berjalan stabil dan konsisten. Sistem operasi harus dirancang fleksibel sehingga para software developer lebih mudah menciptakan aplikasi-aplikasi baru yang canggih. Keunggulan lain dari ponsel yang ber-OS adalah memiliki kebebeasan lebih untuk men-download berbagai aplikasi tambahan yang tidak disediakan oleh vendor ponsel Sistem operasi-sistem operasi tersebut diantaranya adalah
• Sistem operasi Symbian
• Windows Mobile
• Sistem operasi Palm
• Mobile Linux
• Sistem operasi Blackberry
*      Sistem operasi Symbian
Sistem operasi Symbian adalah sistem operasi yang dikembangkan oleh Symbian Ltd. yang dirancang untuk digunakan peralatan bergerak mobile).Symbian merupakan perusahaan independen hasil kolaborasi vendor-vendor raksasa pada masa itu yakni Ericsson, Nokia, Motorola, dan Psion. Nokia sebagai pemegang saham terbesar dengan angka 47,9 persen. Banyak dari produk nokia ber-OS Symbian (termasuk ponsel saya, NOKIA 6120 Classic, OS Symbian S60 v9.0 3rd edition). Symbian dipandang lebih unggul karena:
1.      Sistem operasi ini sejak awal dirancang khusus untuk ponsel. Berbeda dengan Microsoft dan Linux yang diadopsi dari komputer.
2.      2. Berkat fitur CC+, Java (J2ME) MIDP 2.0, PersonalJava 1.1.1a, dan WAP, Sistem operasi symbian ini sangat terbuka sehingga siapapun bisa mengembangkannya. terbukti banyak beredar aplikasi-aplikasi tambahan untuk OS berbasis Symbian atau platform Java.
3. Symbian menyediakan suatu user interface (UI) framework yang fleksibel, sehingga supaya para vendor bisa menvariasikan produk-produknya. Ada empat jenis UI yang beredar saat ini yaitu: Series 60 (misalnya Nokia N70, N91, Siemens SX1, Samsung D700, D710, Panasonic X700, X800); Series 80 (Nokia N9210, 9210i, 9300); Series 90 (Nokia 7700 dan 7710); UIQ (Sony Ericsson P800, P900, P910, Motorola A920, A925, A1000, A1010). Symbian MOAP (Mobile Oriented Applications Platform), contohnya adalah Mitsubishi D800iDS yang memiliki dual screen yang pengoperasiannya mirip dengan Nintendo DS yaitu 2 screen dan hanya screen bagian bawah yang memiliki fungsi touch screen.
Symbian telah mengeluarkan Operating System untuk smartphone terbaru nya yaitu versi 9.3, Symbian menyatakan bahwa versi 9.3 ini akan lebih mempercepat, mempermurah dan mempermudah para vendor handphone dan para operator untuk mendapatkan servis dan fasilitas terbaik seperti mendukung WiFi, Firmware update secara online (FOTA), dukungan HSDPA, VoIP melalui IPSec, dukungan secara native untuk Push To Talk, dukungan Java JSR 248, Platform sekuriti yang lebih stabil dan lebih baik untuk memproteksi dari virus dan spam, dukungan untuk fasilitas graphic 3D yang lebih baik (vector floating point).
*      Windows Mobile
Adalah sistem operasi seluler yang ditawarkan oleh Microsoft. Sistem operasi Windows Mobile dimulai dari
            • Pocket PC 2000
            • Pocket PC 2002
            • Windows Mobile 2003. Memiliki 4 edisi, yaitu : Windows Mobile 2003 for Pocket PC Premium Edition, Windows Mobile 2003 for Pocket PC Professional Edition, Windows Mobile 2003 for Smartphone, dan Windows Mobile 2003 for Pocket PC Phone Edition
            • Windows Mobile 2003 Second Edition (Windows Mobile 2003 SE)
            • Windows Mobile 5
            • Windows Mobile 6, memiliki 3 versi, yaitu : Windows Mobile 6 Standard for Smartphone (phone without touchscreen), Windows Mobile 6 Professional for Pocket PC with phone functionality, dan Windows Mobile 6 Classic for Pocket PCs without cellular radio. Contoh:         Eten Glofiish X650 menggunakan Windows Mobile 6.0 Profesional Versi terbaru yang sedang dikembangkan Microsoft adalah Photon, yang didasarkan pada Windows Embedded CE 6.0 dan diharapkan dapat mengintegrasikan versi smartphone dan Pocket PC. Contoh perangkat yang ber-OS Windows Mobile seperti Audiovox SMT 5600, iMate SP3i, Samsung SCH-i600, Mio 8390, Sagem myS-7, Orange SPV C500, HP iPAQ rw6100, Motorola MPx220, O2 Xphone, dan O2 Xphone II. PDA adalah Acer n30, ASUS My Pal A716, HP iPAQ h5555, dan Mio 558.
Keunggulan yang ditawarkan seperti
1.      Sebagian besar teknologi IT (information technology) yang dipakai berbasis Windows, kecocokan dalam hal platform serta ekstensi yang mudah dengan software komputer dipandang bahwa Microsoft dianggap lebih ideal dibandingkan Symbian atau Linux.
2.      2. Windows Mobile menawarkan berbagai fitur unggulan seperti Mobile Blog, GPS, menonton televisi, serta Mobile Database. Kelemahannyan adalah Windows Mobile bersifat tertutup sehingga sulit bagi software developer independen untuk menciptakan aplikasi-aplikasi baru.
*      Mobile Linux
Ponsel Linux pertama diluncurkan oleh Motorola pada bulan Februari 2003. Motorola seri A760 yang dirilis pertama kali di Cina ini menggunakan OS kombinasi dari kernel Linux yang didistribusikan oleh software Silicon Valley-based Monta Vista dan software lainnya dari bahasa pemrograman Java Sun Microsystems. Sistem operasi berbasis Linux yang dikembangkan oleh Google adalah Android. Platform software berbasis Linux diantaranya adalah MOTOMAGX dan Qtopia. MOTOMAGX merupakan platform Linux mobile dari Motorola. Produk pertama yang didasarkan pada platform ini adalah ponsel MOTOROKR Z6 dan MOTORAZR2 V8. Qtopia Phone Edition merupakan platform software dan antarmuka untuk Linux, yang dikembangkan oleh perusahaan Trolltech. Qtopia Greenphone, merupakan perangkat pengembangan Linux mobile yang ditujukan untuk berbagai aplikasi baru.
Kelemahannya adalah aplikasi tambahan yang belum banyak beredar, serta Linux dibangun untuk mengoprasikan sistem dengan tenaga besar, sehingga manajemen sumber daya baterai masih kalah efektif dibandingkan OS lainnya.
Kelebihannya adalah Linux sebagai OS yang ideal bagi ponsel karena dukungan oleh perusahaan-perusahaan besar seperti IBM, Oracle, dan Intel. Selain itu, sistem ini nilai lebih fleksibel dan menawarkan memori yang lebih kecil serta bisa lebih dihemat.
Contoh ponsel ber-Linux OS: Haier N60, Motorola A760, E895, NEC N900iL, dan Samsung SCH-i519. Produk-produk PDA seperti Sharp SL-C3000, Sharp Zaurus SL-C1000, Compaq iPAQ, IBM e-LAP reference design, dan Nokia 770 Internet Tablet.
*      Sistem operasi BlackBerry
Perusahan telekomunikasi asal Canada, Reserch in Motion (RIM), mengembangkan perangkat komunikasi bergerak. Awalnya produk mereka adalah memproduksi dan layanan penyeranta (Pager) dua arah, namun dalam perkembangannya perusahaan ini membuat terobosan baru dengan menciptakan pearangkat Blackberry yang terkenal dengan layanan push-email, dan sekarang blackberry berubah menjadi smartphone yang memiliki berbagai fungsi seperti, GPS, internet mobile, serta dapat mengakses Wi-FI. RIM sebagai developer untuk sistem operasi blackberry telah mengeluarkan sistem operasi baru dengan salah satu aplikasi yang tertanam didalamnya adalah Document to Go versi trial buatan DataViz, suatu aplikasi yang memiliki fungsi officeseperti Word to Go, Presenter to Go yang otomatis memiliki Sheet to Go sebagai aplikasi Spreadsheet.
System operasi Palm Contoh peproduk yang menanamkan sistem operasi Palm adalah Palm Treo 680 Smartphone ini menggunakan system operasi Palm, yaitu Palm OS 5.4.9 dengan prosesor Intel PXA270, 312MHz. Beberapa fitur yang ditawarkan adalah Pocket Express, Microsoft Media Player, Palm files, PDF viewer, Adobe Acrobat reader, eReader, Pocket Tunes, dan Document To Go.
            Sedangkan handphone yang saya gunakan adalah NOKIA 6120 Classic. Setahun saya menggunakan handphone ini dan saya cukup puas menikmati beberapa fitur yang disuguhkan. Nokia 6120 Classic ini merupakan ponsel yang disokong OS Symbian S60 v9.0 3rd edition. Walaupun tidak jauh beda dari handphone-handphone symbian 3rd lainnya, halaman muka dari handphone ini mempertontonkan deretan menu shortcut yang menyerupai menu today pada PDA, system yang bekerja pada handphone ini mampu berakselerasi dengan baik meski clockspeed prosesor sekelas ARM 11 yang digunakan hanya berkisar 369 samapi 376 MHz, hal ini terbukti saya tidak mengalami hambatan saat membuka berbagai aplikasi dalam satu waktu yang sama.
            Sebagai handphone berbasis Symbian 3rd edition handphone yang saya gunakan ini telah ditanamkan software untuk kepentingan Office yaitu Quick Office(maaf, belum saya maksimalkan penggunaannya) dan Adobe PDF. Dengan OS symbian ini saya lebih bebas memanamkan aplikasi lainnya seperti eBuddy (untuk Messenger), MP3 Dictaphone (untuk mendengarkan music .mp3), Thema DIY (untuk membuat Thema dengan kreasi sendiri), beberapa aplikasi Java lainnya seperti PD Dictionary, English Mini Alkitab Go Bibile, NIV Go Bibile, KJV Go Bible, dan Opera Mini 4.
E. Penjadwalan Proses
            Proses adalah keadaan ketika sebuah program sedang di eksekusi. Sebuah proses membutuhkan beberapa sumber daya untuk menyelesaikan tugasnya. sumber daya tersebut dapat berupa CPU time, memori, berkas-berkas, dan perangkat-perangkat I/O.
            Penjadwalan proses merupakan kumpulan kebijaksanaan dan mekanisme di sistem operasi yang berkaitan dengan urutan kerja yang dilakukan sistem komputer.
            Tujuan dari multiprogramming adalah untuk memiliki sejumlah proses yang berjalan pada sepanjang waktu, untuk memaksimalkan penggunaan CPU. Tujuan dari pembagian waktu adalah untuk mengganti CPU diantara proses-proses yang begitu sering sehingga user dapat berinteraksi dengan setiap program sambil CPU bekerja. Untuk sistem uniprosesor, tidak akan ada lebih dari satu proses berjalan. Jika ada proses yang lebih dari itu, yang lainnya akan harus menunggu sampai CPU bebas dan dapat dijadwalkan kembali.
            Terdapat empat jenis penjadwalan pada sistem operasi:
·         Penjadwalan Jangka-Panjang
            Penjadwalan jangka-panjang merupkan keputusan untuk menambahkan program yang akan dieksekusi ke pool. Penjadwalan jangka-panjang menentukan program yang mana diakui sebagai sistem untuk diproses. Jadi, penjadwalan jangka-panjang mengontrol derajat multiprogramming (jumlah proses yang berada di dalam memori). Sekali diakui, sebuah tugas atau program pengguna menjadi proses dan ditambahkan ke antrian untuk penjadwalan-pendek. Dalam beberapa sistem, proses diciptakan baru saja dimulai pada kondisi swapped-out, dakan kasus dimana proses ditambahkan ke antrian untuk penjadwalan jangka-menengah.
·         Penjadwalan Jangka-Menengah
            Penjadwalan jangka-menengah merupakan suatu keputusan untuk menambah banyaknya proses-proses itu secara parsial atau secar penuh didalam memori utama. Penjadwalan jangka-menengah menjadi bagian dari pertukaran fungsi. Umumnya, keputusan swapping-in didasarkan pada kebutuhan untuk mengatur derajat multiprogramming. Pada sisetm yang tidak menggunakan memori sebetulnya, manajemen memori adalah juga merupakan suatu masalah. Jadi keputusan swapping-in akan memperlihatkan persyaratan memori dari proses swapped-out.
·         Penjadwalan Jangka-Pendek
            Penjadwalan Jangka-Pendek merupakan keputusan sebagai proses tersedia yang mana yang akan dieksekusi oleh prosesor. Penjadwalan tingkat tinggi mengeksekusi relatif jarang dan membuat keputusan secar garis besar saja tnentang diambilnya atau tidaknya suatu proses baru, dan mana yang akan diambil. Penjadwalan jangka-pendek ayng juga mengenal sebagai dispatcher sering kali mengeksekusi dan membuat keputusan yang lebih detail tentang tugas yang akan dieksekusi berikutnya.

a.      Keadaan Proses

Sebagaimana proses bekerja, maka proses tersebut merubah state (keadaan statis/asal). Status dari sebuah proses didefinisikan dalam bagian oleh aktivitas yang ada dari proses tersebut. Tiap proses mungkin adalah satu dari keadaan berikut ini:
·         New:Proses sedang dikerjakan/dibuat.
·         Running: Instruksi sednag dikerjakan.
·         Waiting:Proses sedang menunggu sejumlah kejadian untuk terjadi (seperti sebuah penyelesaian I/O atau penerimaan sebuah tanda/signal).
·         Ready: Proses sedang menunggu untuk ditugaskan pada sebuah prosesor.
·         Terminated: Proses telah selsesai melaksanakan tugasnya/mengeksekusi.

Nama-nama tersebut adalah arbitrer/berdasar opini, istilah tersebut bervariasi disepanjang sistem operasi. Keadaan yang mereka gambarkan ditemukan pada seluruh sistem. Namun, sistem operasi tertentu juga lebih baik menggambarkan keadaan /status proses. Adalah penting untuk menyadari bahwa hanya satu proses dapat berjalan pada prosesor manapun pada waktu kapanpun. Namun, banyak proses yang dapat ready atau waiting. Keadaan diagram yang berkaitan dangan keadaan tersebut.

·         Penjadwalan Antrian

            Ketika proses memasuki sistem, mereka diletakkan dalam antrian job. Antrian ini terdiri dari seluruh proses dalam sistem. Proses yang hidup pada memori utama dan siap dan menunggu/wait untuk mengeksekusi disimpan pada sebuah daftar bernama ready queue. Antrian ini biasanya disimpan sebagai daftar penghubung. Sebuah header ready queue berisikan penunjuk kepada PCB-PCB awal dan akhir. Setiap PCB memiliki pointer field yang menunjukkan proses selanjutnya dalam ready queue.
            Juga ada antrian lain dalam sistem. Ketika sebuah proses mengalokasikan CPU, proses tersebut berjalan/bekerja sebentar lalu berhenti, di interupsi, atau menunggu suatu kejadian tertentu, seperti penyelesaian suatu permintaan I/O. Pada kasus ini sebuah permintaan I/O, permintaan seperti itu mungkin untuk sebuah tape drive yang telah diperuntukkan, atau alat yang berbagi, seperti disket. Karena ada banyak proses dalam sistem, disket bisa jadi sibuk dengan permintaan I/O untuk proses lainnya. Maka proses tersebut mungkin harus menunggu untuk disket tersebut. Daftar dari proses yang menunggu untuk peralatan I/O tertentu disebut sebuah device queue.

E. Manajement Memori
            Bagian operating sistem yang mengatur memori disebut dengan memory manager. Pemakaian memori (manajemen memori dan organisasi) perlu dilakukan karena hal tersebut sangat mempengaruhi kinerja komputer, sehingga memiliki fungsi dan tugas penting dan kompleks yaitu berkaitan dengan :
a. Memori utama sebagai sumber daya yang harus dialokasikasikan dan dipakai bersama di antara sejumlah proses yang aktif, sehingga dapat memanfaatkan pemroses dan fasilitas masukan/keluaran secara efisien, sehingga memori dapat menampung sebanyak mungkin proses.
b. Upaya agar pemogram atau proses tidak dibatasi kapasitas memori fisik di sistem komputer.

·        Swapping
Sebuah proses harus berada di memori untuk dieksekusi. Proses juga dapat ditukar (swap) sementara keluar memori ke backing store dan kemudian dibawa kembali ke memori untuk melanjutkan eksekusi.
Backing store berupa disk besar dengan kecepatan tinggi yang cukup untuk meletakkan copy dari semua memory image untuk semua user, sistem juga harus menyediakan akses langsung ke memory image tersebut. Contohnya, sebuah lingkungan multiprogramming dengan penjadwalan CPU menggunakan algoritma round-robin. Pada saat waktu kuantum berakhir, manajer memori akan memulai untuk menukar proses yang baru selesai keluar dan menukar proses lain ke dalam memori yang dibebaskan. Pada waktu berjalan, penjadwal CPU (CPU scheduler) akan mengalokasikan sejumlah waktu untuk proses yang lain di memori. Ketika masing-masing proses menyelesaikan waktu kuantum-nya, akan ditukar dengan proses yang lain.   
Kebijakan penukaran juga dapat digunakan pada algoritma penjadwalan berbasis prioritas. Jika proses mempunyai prioritas lebih tinggi datang dan meminta layanan, memori akan swap out proses dengan prioritas lebih rendah sehingga proses dengan prioritas lebih tinggi dapat di-load dan dieksekusi.
Umumnya sebuah proses yang di-swap out akan menukar kembali ke ruang memori yang sama dengan sebelumnya. Jika proses pengikatan dilakukan pada saatload-time, maka proses tidak dapat dipindah ke lokasi yang berbeda. Tetapi, jika pengikatan pada saat execution-time , maka kemungkinan proses ditukar ke ruang memori yang berbeda, karena alamat fisik dihitung selama waktu eksekusi.
Bila CPU scheduler memutuskan untuk mengeksekusi proses, OS memanggil dispatcher. Dispatcher memeriksa untuk melihat apakah proses selanjutnya pada ready queue ada di memori. Jika tidak dan tidak terdapat cukup memori bebas, maka dispatcher swap out sebuah proses yang ada di memori dan swap in proses tersebut. Kemudian reload register ke keadaan normal.
 Teknik swapping yang sudah dimodifikasi ditemui pada beberapa sistem misalnya Linux, UNIX dan Windows.

  • Alokasi Berurutan
Memori utama biasanya dibagi ke dalam dua partisi yaitu untuk
• Sistem operasi biasanya diletakkan pada alamat memori rendah dengan vektor interupsi
• Proses user yang diletakkan pada alamat memori tinggi.
Alokasi proses user pada memori berupa single partition allocation atau multiple partition allocation.

  • Single Partition Allocation
Pada single partition allocation diasumsikan sistem operasi ditempatkan di memori rendah dan proses user dieksekusi di memori tinggi. Kode dan data sistem operasi harus diproteksi dari perubahan tak terduga oleh user proses. Proteksi dapat dilakukan dengan menggunakan register relokasi (relocation register) dan register limit (limit register). Register relokasi berisi nilai dari alamat fisik terkecil sedangkan register limit berisi jangkauan alamat logika dan alamat logika harus lebih kecil dari register limit. MMU memetakan alamat logika secara dinamis dengan menambah nilai pada register relokasi. Gambar berikut adalah perangkat keras yang terdiri dari register relokasi dan register limit.
  • Multiple Partition Allocation
Pada multiple partition allocation, mengijinkan memori user dialokasikan untuk proses yang berbeda yang berada di antrian input (input queue) yang menunggu dibawa ke memori.
Terdapat dua skema yaitu partisi tetap (fixed partition) dimana memori dibagi dalam sejumlah partisi tetap dan setiap partisi berisi tepat satu proses. Jumlah partisi terbatas pada tingkat multiprogramming. Digunakan oleh IBM OS/360 yang disebut Multiprogramming with a Fixed number of Task (MFT). Skema yang kedua adalah partisi dinamis (variable partition) merupakan MFT yang digeneralisasi yang disebut Multiprogramming with a Variable number of Tasks (MVT). Skema ini digunakan terutama pada lingkungan batch.
Pada MVT, sistem operasi menyimpan tabel yang berisi bagian memori yang tersedia dan yang digunakan. Mula-mula, semua memori tersedia untuk proses user sebagai satu blok besar (large hole). Lubang (hole) adalah blok yang tersedia di memori yang mempunyai ukuran berbeda. Bila proses datang dan memerlukan memori, dicari lubang (hole) yang cukup untuk proses tersebut. Bila ditemukan memory manager mengalokasikan sejumlah memori yang dibutuhkan dan menyimpan sisanya untuk permintaan berikutnya. Sistem operasi menyimpan informasi tentang partisi yang dialokasikan dan partisi yang bebas (hole).
  • Fragmentasi
Fragmentasi Eksternal terjadi pada situasi dimana terdapat cukup ruang memori total untuk memenuhi permintaan, tetapi tidak dapat langsung dialokasikan karena tidak berurutan. Fragmentasi eksternal dilakukan pada algoritma alokasi dinamis, terutama strategi first-fit dan best-fit.
Fragmentasi Internal terjadi pada situasi dimana memori yang dialokasikan lebih besar dari pada memori yang diminta tetapi untuk satu partisi tertentu hanya berukuran kecil sehingga tidak digunakan. Pada multiple partition, fragmentasi internal mungkin terjadi pada situasi berikut. Misalnya terdapat lubang 18464 byte, dan proses meminta 18462 byte. Alokasi dilakukan sesuai permintaan maka sisa lubang 2 byte. Penyimpanan lubang ini akan memerlukan memori lebih besar dari lubang itu sendiri. Pendekatannya adalah dengan mengalokasikan lubang yang sangat kecil sebagai bagian dari permintaan yang besar.
  • Paging
  1. Konsep Dasar Paging
Paging merupakan kemungkinan solusi untuk permasalahan fragmentasi eksternal dimana ruang alamat logika tidak berurutan; mengijinkan sebuah proses dialokasikan pada memori fisik yang terakhir tersedia. Memori fisik dibagi ke dalam blok-blok ukuran tetap yang disebut frame. Memori logika juga dibagi ke dalam blokblok dg ukuran yang sama yang disebut page. Semua daftar frame yang bebas disimpan. Untuk menjalankan program dengan ukuran n page, perlu menemukan n frame bebas dan meletakkan program pada frame tersebut. Tabel page (page table) digunakan untuk menterjemahkan alamat logika ke alamat fisik.
Setiap alamat dibangkitkan oleh CPU dengan membagi ke dalam 2 bagian yaitu : • Page number (p) digunakan sebagai indeks ke dalam table page (page table). Page table berisi alamat basis dari setiap page pada memori fisik.
• Page offset (d) mengkombinasikan alamat basis dengan page offset untuk mendefinisikan alamat memori fisik yang dikirim ke unit memori.
  1. Implementasi Sistem Paging
Setiap sistem operasi mempunyai metode sendiri untuk menyimpan tabel page. Beberapa sistem operasi mengalokasikan sebuah tabel page untuk setiap proses. Pointer ke tabel page disimpan dengan nilai register lainnya dari PCB. Pada dasarnya terdapat 3 metode yang berbeda untuk implementasi tabel page :
1. Tabel page diimplementasikan sebagai kumpulan dari “dedicated” register. Register berupa rangkaian logika berkecepatan sangat tinggi untuk efisiensi translasi alamat paging. Contoh : DEC PDP-11. Alamat terdiri dari 16 bit dan ukuran page 8K. Sehingga tabel page berisi 8 entri yang disimpan pada register. Penggunaan register memenuhi jika tabel page kecil (tidak lebih dari 256 entry).

2. Tabel page disimpan pada main memori dan menggunakan page table base registe” (PTBR) untuk menunjuk ke tabel page yang disimpan di main memori. Penggunakan memori untuk mengimplementasikan tabel page akan memungkinkan tabel page sangat besar (sekitar 1 juta entry). Perubahan tabel page hanya mengubah PTBR dan menurunkan waktu context-switch. Akan tetapi penggunaan metode ini memperlambat akses memori dengan faktor 2. Hal ini dikarenakan untuk mengakses memori perlu dua langkah : pertama untuk lokasi tabel page dan kedua untuk lokasi alamat fisik yang diperlukan.

3. Menggunakan perangkat keras cache yang khusus, kecil dan cepat yang disebut associative register atau translation look-aside buffers (TLBs). Merupakan solusi standar untuk permasalahan penggunaan memori untuk implementasi tabel page. Sekumpulan associative register berupa memori kecepatan tinggi. Setiap register terdiri dari 2 bagian yaitu key dan value. Jika associative register memberikan item, akan dibandingkan dengan semua key secara simultan. Jika item ditemukan nilai yang berhubungan diberikan. Model ini menawarkan pencarian cepat tetapi perangkat keras masih mahal. Jumlah entry pada TLB bervariasi antara 8 s/d 2048. Mekanisme penggunaan associative register adalah sebagai berikut :
• Associative register berisi hanya beberapa entry tabel page (sampai dengan ukuran maksimum).
• Jika memori logika dibangkitkan oleh CPU, nomor page berupa sekumpulan associative register yang berisi nomor page dan nomor frame yang berkorespondensi.
• Jika nomor page ditemukan pada associative register, nomor frame segera tersedia dan digunakan untuk mengakses memori.
• Sebaliknya, jika nomor page tidak ditemukan pada associative register, acuan memori ke tabel page harus dibuat.
• Jika nomor frame tersedia, maka dapat menggunakannya untuk mengakses ke memori yang tepat.
• Kemudian ditambahkan nomor page dan nomor frame ke associative register sehingga akan mudah ditemukan pada acuan berikutnya.
• Setiap kali tabel page baru dipilih, TLB harus dihapus untuk menjamin eksekusi proses berikutnya tidak menggunakan informasi translasi yang salah.
  • Segmentasi
Kerugian utama dari paging adalah terdapat perbedaan antara pandangan user mengenai memori dan memori fisik aktual.
  1. Konsep Dasar Segmentasi
Konsep segmentasi adalah user atau programmer tidak memikirkan sejumlah rutin program yang dipetakan ke main memori sebagai array linier dalam byte tetapi memori dilihat sebagai kumpulan segmen dengan ukuran berbeda-beda, tidak perlu berurutan diantara segment tersebut. Segmentasi adalah skema manajemen memori yang memungkinkan user untuk melihat memori tersebut. Ruang alamat logika adalah kumpulan segmen.
Setiap segmen mempunyai nama dan panjang. Spesifikasi alamat berupa nama segmen dan offset. Segment diberi nomor dan disebut dengan nomor segmen (bukan nama segmen) atau segment number. Segmen dibentuk secara otomatis oleh compiler. Sebuah program adalah kumpulan segmen. Suatu segmen adalah unit logika seperti program utama, prosedur, fungsi, metode, obyek, variabel lokal, variabel global, blok umum, stack, tabel simbol, array dan lain-lain.

  1. Arsitektur Segmentasi
Alamat logika terdiri dari dua bagian yaitu nomor segmen (s) dan offset (d) yang dituliskan dengan
<nomor segmen, offset>
Pemetaan alamat logika ke alamat fisik menggunakan tabel segmen (segment table), terdiri dari
• Segmen basis (base) berisi alamat fisik awal
• Segmen limit merupakan panjang segmen Seperti tabel page, tabel segmen dapat berupa register atau memori berkecepatan tinggi. Pada program yang berisi sejumlah segmen yang besar, maka harus menyimpan tabel page di memori.
• Segment-table base register (STBR) digunakan untuk menyimpan alamat yang menunjuk ke segment table.
• Segment-table length register (STLR) digunakan untuk menyimpan nilai jumlah segmen yang digunakan program.
• Untuk alamat logika (s, d), pertama diperiksa apakah segment number s legal (s < STLR), kemudian tambahkan segment number ke STBR, alamat hasil (STBR + s) ke memori dari segment table.

Diposting oleh di
Categories: Share
Show 0 Comments Show widget

Leave a Reply