Sistem Operasi

Komputer modern merupakan sistem yang kompleks. Secara fisik, komputer tersebut terdiri dari
beberapa bagian seperti prosesor, memori, disk, pencetak (printer), serta perangkat lainnya.
Perangkat keras tersebut digunakan untuk menjalankan berbagai perangkat lunak aplikasi (software
aplication). Sebuah Sistem Operasi merupakan perangkat lunak penghubung antara perangkat keras
(hardware) dengan perangkat lunak aplikasi tersebut di atas.
Bagian ini (Bagian I, “Konsep Dasar Perangkat Komputer”), menguraikan secara umum
komponen-komponen komputer seperti Sistem Operasi, perangkat keras, proteksi, keamanan, serta
jaringan komputer. Aspek-aspek tersebut diperlukan untuk memahami konsep-konsep Sistem
Operasi yang akan dijabarkan dalam buku ini. Tentunya tidak dapat diharapkan pembahasan yang
dalam. Rincian lanjut, sebaiknya dilihat pada rujukan yang berhubungan dengan “Pengantar
Organisasi Komputer”, “Pengantar Struktur Data”, serta “Pengantar Jaringan Komputer”. Bagian II,
“Konsep Dasar Sistem Operasi” akan memperkenalkan secara umum seputar Sistem Operasi.
Bagian selanjutnya, akan menguraikan yang lebih rinci dari seluruh aspek Sistem Operasi.
Sistem operasi dapat dikatakan adalah perangkat lunak yang sangat kompleks. Hal-hal yang
ditangani oleh sistem operasi bukan hanya satu atau dua saja, melainkan banyak hal. Dari
menangani perangkat keras, perangkat lunak atau program yang berjalan, sampai menangani
pengguna. Hal tersebut menyebabkan sebuah sistem operasi memiliki banyak sekali
komponen-komponen tersendiri yang memiliki fungsinya masing-masing. Seluruh komponen yang
menyusun sistem operasi tersebut saling bekerjasama untuk satu tujuan, yaitu efisiensi kerja seluruh
perangkat komputer dan kenyamanan dalam penggunaan sistem operasi.
Oleh karena itu, penting bagi kita untuk mengetahui komponen-komponen apa saja yang ada di
dalam sebuah sistem operasi, agar kita bisa mempelajari sistem operasi secara menyeluruh. Bab ini
menceritakan secara umum apa saja komponen-komponen yang ada di sistem operasi. Detail
tentang setiap komponen tersebut ada di bab-bab selanjutnya dalam buku ini.
Tanpa satu saja dari komponen-komponen tersebut, bisa dipastikan sebuah sistem operasi tidak akan
berjalan dengan maksimal. Bayangkan jika kita memiliki sistem operasi yang tidak memiliki
kemampuan untuk menangani program-program yang berjalan sekaligus. Kita tak akan bisa
mengetik sambil mendengarkan lagu sambil berselancar di internet seperti yang biasa kita lakukan
saat ini.
Contoh sebelumnya hanya sedikit gambaran bagaimana komponen-komponen sistem operasi
tersebut saling terkait satu sama lainnya. Mempelajari komponen sistem operasi secara umum dapat
mempermudah pemahaman untuk mengetahui hal-hal yang lebih detail lagi tentang sistem operasi.
Dari berbagai macam sistem operasi yang ada, tidak semuanya memiliki komponen-komponen
penyusun yang sama. Pada umumnya sebuah sistem operasi modern akan terdiri dari komponen
sebagai berikut:
• Manajemen Proses.
• Manajemen Memori Utama.
• Manajemen Sistem Berkas.
• Manajemen Sistem M/K.
• Manajemen Penyimpanan Sekunder.
• Proteksi dan Keamanan.
5.2. Kegiatan Sistem Operasi
Dalam kegiatannya sehari-hari, sistem operasi memiliki sebuah mekanisme proteksi untuk
memastikan dirinya, semua program yang berjalan, dan data-data penggunanya berjalan dengan
baik. Untuk melakukan hal tersebut, sistem operasi memiliki dua jenis (mode) operasi yang saling
terpisah. Dua operasi tersebut, yaitu user mode, eksekusi program dikendalikan oleh pengguna, dan
kernel mode, eksekusi program dikendaikan oleh sistem operasi, dinamakan dual-mode operation.
Dual-mode operation diimplementasikan pada arsitektur perangkat keras. Sebuah bit yang disebut
mode bit ditambahkan ke perangkat keras untuk menunjukkan mode operasi saat itu: 0 untuk kernel
mode dan 1 untuk user mode.
Dengan adanya dual-mode operation, eksekusi sebuah program/proses bisa dibedakan sumbernya,
apakah dieksekusi oleh sistem operasi atau dieksekusi oleh pengguna. Hal ini akan sangat berguna
dalam berjalannya sistem operasi.
Selain itu, sistem operasi memiliki sebuah mekanisme untuk melindungi prosesor dari berbagai
macam program yang berjalan. Bayangkan jika ada sebuah proses mengalami infinite loop. Tentu
saja prosesor akan terus menerus melayani program itu dan menghambat proses lainnya yang akan
dieksekusi prosesor, dan hal ini bisa dipastikanakan mengurangi kinerja dari komputer.
Perlindungan prosesor tersebut dilakukan dengan timer. Timer diset untuk melakukan interupsi
29
prosesor setelah beberapa periode waktu. Dengan adanya timer, sebuah program bisa dicegah dari
berjalan terlalu lama. Misalkan sebuah program memiliki time limit 7 menit. Setelah 7 menit
tersebut terlewati, sistem operasi akan menginterupsi prosesor dan menghentikan eksekusi program
tersebut.
5.3. Manajemen Proses
Proses adalah sebuah program yang sedang dieksekusi. Sedangkan program adalah kumpulan
instruksi yang ditulis ke dalam bahasa yang dimengerti sistem operasi. Sebuah proses membutuhkan
sejumlah sumber daya untuk menyelesaikan tugasnya. Sumber daya tersebut dapat berupa CPU
time, alamat memori, berkas-berkas, dan perangkat-perangkat M/K. Sistem operasi mengalokasikan
sumber daya-sumber daya tersebut saat proses itu diciptakan atau sedang diproses/dijalankan.
Ketika proses tersebut berhenti dijalankan, sistem operasi akan mengambil kembali semua sumber
daya agar bisa digunakan kembali oleh proses lainnya.
Sistem operasi bertanggung jawab atas aktivitas-aktivitas yang berkaitan dengan manajemen proses
seperti:
• Membuat dan menghapus proses pengguna dan sistem proses. Sistem operasi bertugas
mengalokasikan sumber daya yang dibutuhkan oleh sebuah proses dan kemudian mengambil
sumber daya itu kembali setelah proses tersebut selesai agar dapat digunakan untuk proses
lainnya.
• Menunda atau melanjutkan proses. Sistem operasi akan mengatur proses apa yang harus
dijalankan terlebih dahulu berdasarkan berdasarkan prioritas dari proses-proses yang ada. Apa
bila terjadi 2 atau lebih proses yang mengantri untuk dijalankan, sistem operasi akan
mendahulukan proses yang memiliki prioritas paling besar.
• Menyediakan mekanisme untuk proses sinkronisasi. Sistem operasi akan mengatur jalannya
beberapa proses yang dieksekusi bersamaan. Tujuannya adalah menghindarkan terjadinya
inkonsistensi data karena pengaksesan data yang sama, juga untuk mengatur urutan jalannya
proses agar setiap proses berjalan dengan lancar
• Menyediakan mekanisme untuk proses komunikasi. Sistem operasi menyediakan mekanisme
agar beberapa proses dapat saling berinteraksi dan berkomunikasi (contohnya berbagi sumber
daya antar proses) satu sama lain tanpa menyebabkan terganggunya proses lainnya.
• Menyediakan mekanisme untuk penanganan deadlock. Deadlock adalah suatu keadaan
dimana sistem seperti terhenti karena setiap proses memiliki sumber daya yang tidak bisa dibagi
dan menunggu untuk mendapatkan sumber daya yang sedang dimiliki oleh proses lain. Saling
menunggu inilah yang disebut deadlock (kebuntuan). Sistem operasi harus bisa mencegah,
menghindari, dan mendeteksi adanya deadlock. Jika deadlock terjadi, sistem operasi juga harus
dapat memulihkan kondisi sistemnya.
5.4. Manajemen Memori Utama
Sistem operasi memiliki tugas untuk mengatur bagian memori yang sedang digunakan dan
mengalokasikan jumlah dan alamat memori yang diperlukan, baik untuk program yang akan
berjalan maupun untuk sistem operasi itu sendiri. Tujuan dari manajemen memori utama adalah agar
utilitas CPU meningkat dan untuk meningkatkan efisiensi pemakaian memori.
Memori utama atau lebih dikenal sebagai memori adalah sebuah array yang besar dari word atau
byte yang ukurannya mencapai ratusan, ribuan, atau bahkan jutaan. Setiap word atau byte
mempunyai alamat tersendiri. Memori utama berfungsi sebagai tempat penyimpanan instruksi/data
yang akses datanya digunakan oleh CPU dan perangkat M/K. Memori utama termasuk tempat
penyimpanan data yang yang bersifat volatile (tidak permanen), yaitu data akan hilang kalau
komputer dimatikan.
Sistem komputer modern memiliki sistem hirarki memori, artinya memori yang ada di komputer
disusun dengan tingkatan kecepatan dan kapasitas yang berbeda. Memori yang memiliki kecepatan
sama dengan kecepatan prosesor memiliki kapasitas yang kecil, berkisar hanya dari ratusan KB
hingga 4 MB dengan harga yang sangat mahal. Sedangkan memori utama yang kecepatannya jauh
di bawah kecepatan prosesor memiliki kapasitas yang lebih besar, berkisar dari 128 MB hingga 4
GB dengan harga yang jauh lebih murah. Sistem hirarki memori ini memiliki tujuan agar kinerja
komputer yang maksimal bisa didapat dengan harga yang terjangkau.
Manajemen Proses
30
5.5. Manajemen Sistem Berkas
File atau berkas adalah representasi program dan data yang berupa kumpulan informasi yang saling
berhubungan dan disimpan di perangkat penyimpanan. Sistem berkas ini sangatlah penting, karena
informasi atau data yang disimpan dalam berkas adalah sesuatu yang sangat berharga bagi
pengguna. Sistem operasi harus dapat melakukan operasi-operasi pada berkas, seperti membuka,
membaca, menulis, dan menyimpan berkas tersebut pada sarana penyimpanan sekunder. Oleh
karena itu, sistem operasi harus dapat melakukan operasi berkas dengan baik.
Sistem operasi melakukan manajemen sistem berkas dalam beberapa hal:
• Pembuatan berkas atau direktori. Berkas yang dibuat nantinya akan diletakkan pada
direktori-direktori yang diinginkan pada sistem berkas. Sistem operasi akan menunjukkan tempat
dimana lokasi berkas atau direktori tersebut akan diletakkan. Setelah itu, sistem operasi akan
membuat entri yang berisi nama berkas dan lokasinya pada sistem berkas.
• Penghapusan berkas atau direktori. Sistem operasi akan mencari letak berkas atau direktori
yang hendak dihapus dari sistem berkas, lalu menghapus seluruh entri berkas tersebut, agar
tempat dari berkas tersebut dapat digunakan oleh berkas lainnya.
• Pembacaan dan menulis berkas. Proses pembacaan dan penulisan berkas melibatkan pointer
yang menunjukkan posisi dimana sebuah informasi akan dituliskan di dalam sebuah berkas.
• Meletakkan berkas pada sistem penyimpanan sekunder. Sistem operasi mengatur lokasi fisik
tempat penyimpanan berkas pada sarana penyimpanan sekunder
5.6. Manajemen Sistem M/K (I/O)
Pekerjaan utama yang paling sering dilakukan oleh sistem komputer selain melakukan komputasi
adalah Masukan/Keluaran (M/K). Dalam kenyataannya, waktu yang digunakan untuk komputasi
lebih sedikit dibandingkan waktu untuk M/K. Ditambah lagi dengan banyaknya variasi perangkat
M/K sehingga membuat manajemen M/K menjadi komponen yang penting bagi sebuah sistem
operasi. Sistem operasi juga sering disebut device manager, karena sistem operasi mengatur
berbagai macam perangkat (device).
Fungsi-fungsi sistem operasi untuk sistem M/K:
• Penyanggaan (buffering). Menampung data sementara dari/ke perangkat M/K
• Penjadwalan (scheduling). Melakukan penjadualan pemakaian M/K sistem supaya lebih efisien.
• Spooling. Meletakkan suatu pekerjaan program pada penyangga, agar setiap perangkat dapat
mengaksesnya saat perangkat tersebut siap.
• Menyediakan driver perangkat yang umum. Driver digunakan agar sistem operasi dapat
memberi perintah untuk melakukan operasi pada perangkat keras M/K yang umum, seperti
optical drive, media penyimpanan sekunder, dan layar monitor.
• Menyediakan driver perangkat yang khusus. Driver digunakan agar sistem operasi dapat
memberi perintah untuk melakukan operasi pada perangkat keras M/K tertentu, seperti kartu
suara, kartu grafis, dan motherboard
5.7. Manajemen Penyimpanan Sekunder
Penyimpanan sekunder (secondary storage) adalah sarana penyimpanan yang berada satu tingkat di
bawah memori utama sebuah komputer dalam hirarki memori. Tidak seperti memori utama
komputer, penyimpanan sekunder tidak memiliki hubungan langsung dengan prosesor melalui bus,
sehingga harus melewati M/K.
Sarana penyimpanan sekunder memiliki ciri-ciri umum sebagai berikut:
1. Non volatile (tahan lama). Walaupun komputer dimatikan, data-data yang disimpan di sarana
penyimpanan sekunder tidak hilang. Data disimpan dalam piringan-piringan magnetik.
2. Tidak berhubungan langsung dengan bus CPU. Dalam struktur organisasi komputer modern,
sarana penyimpanan sekunder terhubung dengan northbridge. Northbridge yang menghubungkan
sarana penyimpanan sekunder pada M/K dengan bus CPU.
3. Lambat. Data yang berada di sarana penyimpanan sekunder memiliki waktu yang lebih lama
untuk diakses (read/write) dibandingkan dengan mengakses di memori utama. Selain disebabkan
oleh bandwidth bus yang lebih rendah, hal ini juga dikarenakan adanya mekanisme perputaran
head dan piringan magnetik yang memakan waktu.
Manajemen Sistem M/K (I/O)
31
4. Harganya murah. Perbandingan harga yang dibayar oleh pengguna per byte data jauh lebih
murah dibandingkan dengan harga memori utama.
Sarana penyimpanan sekunder memiliki fungsi-fungsi sebagai berikut:
1. Menyimpan berkas secara permanen. Data atau berkas diletakkan secara fisik pada piringan
magnet dari disk, yang tidak hilang walaupun komputer dimatikan (non volatile)
2. Menyimpan program yang belum dieksekusi prosesor. Jika sebuah program ingin dieksekusi
oleh prosesor, program tersebut dibaca dari disk, lalu diletakkan di memori utama komputer
untuk selanjutnya dieksekusi oleh prosesor menjadi proses.
3. Memori virtual. Adalah mekanisme sistem operasi untuk menjadikan beberapa ruang kosong
dari disk menjadi alamat-alamat memori virtual, sehingga prosesor bisa menggunakan
memorivirtual ini seolah-olah sebagai memori utama. Akan tetapi, karena letaknya di
penyimpanan sekunder, akses prosesor ke memori virtual menjadi jauh lebih lambat dan
menghambat kinerja komputer.
Sistem operasi memiliki peran penting dalam manajemen penyimpanan sekunder. Tujuan penting
dari manajemen ini adalah untuk keamanan, efisiensi, dan optimalisasi penggunaan sarana
penyimpanan sekunder.
5.8. Proteksi dan Keamaman
Seringkali, istilah keamanan dan proteksi membingungkan dalam penggunaannya. Untuk
mengurangi kebingungan itu, istilah keamanan digunakan untuk penggambaran secara umum,
sedangkan proteksi digunakan untuk menggambarkan secara teknis mekanisme perlindungan sistem
operasi.
Proteksi
Proteksi adalah mekanisme sistem operasi untuk mengontrol akses terhadap beberapa objek yang
diproteksi dalam sistem operasi. Objek-objek tersebut bisa berupa perangkat keras (seperti CPU,
memori, disk, printer, dll) atau perangkat lunak (seperti program, proses, berkas, basis data, dll). Di
beberapa sistem, proteksi dilakukan oleh sebuah program yang bernama reference monitor. Setiap
kali ada pengaksesan sumber daya PC yang diproteksi, sistem pertama kali akan menanyakan
reference monitor tentang keabsahan akses tersebut. Reference monitor kemudian akan menentukan
keputusan apakah akses tersebut diperbolehkan atau ditolak.
Secara sederhana, mekanisme proteksi dapat digambarkan dengan konsep domain. Domain adalah
himpunan yang berisi pasangan objek dan hak akses. Masing-masing pasangan domain berisi
sebuah objek dan beberapa akses operasi (seperti read, write, execute) yang dapat dilakukan
terhadap objek tersebut. Dalam setiap waktu, setiap proses berjalan dalam beberapa domain
proteksi. Hal itu berarti terdapat beberapa objek yang dapat diakses oleh proses tersebut, dan
operasi-operasi apa yang boleh dilakukan oleh proses terhadap objek tersebut. Proses juga bisa
berpindah dari domain ke domain lain dalam eksekusi.
Keamanan
Pengguna sistem komputer sudah tentu memiliki data-data dan informasi yang berharga baginya.
Melindungi data-data ini dari pihak-pihak yang tidak berhak merupakan hal penting bagi sistem
operasi. Inilah yang disebut keamanan (security).
Sebuah sistem operasi memiliki beberapa aspek tentang keamanan. Aspek-aspek ini berhubungan
terutama dengan hilangnya data-data. Sistem komputer dan data-data di dalamnya terancam dari
aspek ancaman (threats), aspek penyusup (intruders), dan aspek musibah.
Dari aspek ancaman, secara umum sistem komputer menghadapi ancaman terbukanya data-data
rahasia, pengubahan data-data oleh orang yang tidak berhak, juga pelumpuhan sistem dengan
adanya Denial of Service (DoS).
Dari aspek penyusup, saat ini banyak orang mencoba masuk ke dalam sistem operasi dengan
berbagai macam tujuan. Ada yang hanya sekedar mencoba menjebol sistem operasi (hacking), ada
yang mencoba mengambil keuntungan dari tindakan penjebolah itu (cracking).
Proteksi dan Keamaman
32
Tidak hanya disusupi oleh manusia, sistem operasi juga menghadapi ancaman keamanan dari
program-program penyusup, yang disebut malicious program atau malware. Malware adalah
program yang menyusup ke dalam sistem operasi dan memiliki tujuan-tujuan tertentu seperti
mengambil data-data pribadi, mengambil alih komputer, dan seringkali bertujuan merusak. Yang
termasuk kategori malware adalah virus, keylogger, worm, trojan, dan sypware.
Yang terakhir, sistem operasi dan data-data di dalamnya terancam justru dari hal-hal non teknis,
yaitu dari musibah. Sistem operasi terancam akibat adanya bencana alam (banjir, lumpur panas,
gempa bumi, dan lain-lain), kerusakan perangkat keras atau lunak, bahkan kelalaian dari
penggunanya.
Perkembangan dunia internet saat ini membawa konsekuensi meningkatnya resiko keamanan
terhadap sistem operasi. Oleh karena itu, sistem operasi harus memiliki ketahanan keamanan. Bagi
kebanyakan pengembang sistem operasi saat ini, keamanan adalah salah satu permasalahan utama.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: