Skema dasar Sistem Komputer

Skema dasar sistem komputer

Pada abstraksi tingkat atas, sistem komputer terdiri atas empat komponen. Keempat komponen bekerja sama dan saling berinteraksi untuk mencapai tujuan sistem komputer, yaitu komputasi.
Empat komponen pokok di sistem komputer adalah :
1. Pemroses
2. Memori utama
3. Perangkat masukan dan keluaran
4. Interkoneksi antar komponen

1. Pemroses
Pemroses berfungsi melakukan pengolahan data pengendalian operasi komputer.

2. Memori utama
Memori berfungsi menyimpan data dari program.
Program harus disimpan di memori utama sebelum dapat dieksekusi. Data yang disimpan di memori utama sebelum dapat dimanipulasi oleh pemroses.
Memori utama biasanya volatile, tidak dapat mempertahankan data dan program yang disimpan apabila sumber data energi (listrik) dihentikan.
Saat ini, komputer mengikuti konsep program tersimpan (stored program concept) dari Von Neumann yaitu program (kumpulan instruksi) disimpan di suatu tempat (yaitu memori), kemudian instruksi0instruksi di situ diambil untuk dieksekusi. Sasaran yang akan dicapai komputer sesuai atau bergantung pada program yang disimpan untuk dieksekusi. Dengan cara itu, maksud tujuan penggunaan komputer dapat disesuaikan secar amudah hanya dengan mengganti program yang disimpan di memori untuk dieksekusi. Konsep ini menghasilkan keluwesan (fleksibilitas) kegunaan komputer yang sangat luar biasa.

3. Perangkat masukan dan keluaran
Perangkat masukan dan keluaran berfungsi memindahkan data antara komputer dan lingkungan eksternal.
Lingkungan eksternal dapat diantarmuka (interface) beragam perangkat, seperti :

• Perangkat penyimpan sekunder
• Perangkat komunikasi
• Terminal
• Dan sebagainya

Perangkat-perangkat ini berfungsi menghubungkan komputer dengan lingkungan luar sehingga komputer dipengaruhi dan mempengaruhi lingkungannya. Dengan cara ini, komputer memberi manfaat bagi penggunaannya.

4. Interkoneksi antar komponen
Interkoneksi antar komponen adalah struktur dan mekanisme untuk menghubungkan ketiga komponen (pemroses, memori utama, dan perangkat masukan / keluaran).
Secara fisik interkoneksi antar komponen berua perkawatan baik berupa perkawatan logam atau cara koneksi fisik lainnya. Komponen interkoneksi sesungguhnya tidka hanya perkawatan tapi juga tata cara atau aturan (atau protokol) komunikasi di antara elemen-elemen terhubung yang berkomunikasi agar tidak kacau sehingga dapat mencapai tujuan yang diharapkan.
Terdapat banyak sistem bus, yang popular diantaranya ISA, VESA, dan PCI.

Sistem operasi merupakan sebuah penghubung antara pengguna dari komputer dengan perangkat keras komputer. Sebelum ada sistem operasi, orang hanya menggunakan komputer dengan menggunakan sinyal analaog da sinyal digital. Seiring dengan berkembangnya pengetahuan dan teknologi, pada saat ini terdapat berbagai sistem operasi dengan keunggulan masing-masing. Untuk lebih memahami sistem operasi maka sebaiknya perlu diketahui dahulu beberapa konsep dasar mengenai sistem operasi itu sendiri.

Fungsi dasar sistem operasi

Sistem komputer pada dasarnya terdiri dari empat komponen utama, yaitu perangkat keras, program aplikasi sistem perasi dan para pengguna. Sistem operasi bersungsi untuk mengatur dan mengawasi penggunaan perangkat keras oleh berbagai program aplikasi serta para pengguna.
Sistem operasi berfungsi ibarat pemerintah dalam suatu negara, dalam arti membuat kondisi komputer agar dapat menjalankan program secara benar. Untuk menghindari konflik yang terjadi pada saat pengguna menggunakan sumber daya yang sama, sistem operasi mengatur pengguna mana yang dapat mengakses suatu sumber daya. Sistem operasi juga sering disebut resource allocator. Satu lagi fungsi penting sistem operasi ialah sebagai program pengendali yang bertujuan untuk menghindari kekeliruan(error) dan penggunaan komputer tidak perlu.

Tujuan mempelajari sistem operasi

Tujuan mempelajari sistem operasi agar dapat merancang sendiri serta dapat memodifikasi sistem yang telah ada sesuai dengan kebutuhan kita, agar dapat memilih alternatif sistem operasi, memaksimalkan penggunaan sistem operasi dan agar konsep dan teknik sistem operasi dapat diterapkan pada aplikasi-aplikasi lain.

Sasaran sistem operasi

Sistem operasi mempuyai tiga sasaran utama yaitu kenyamanan – membuat penggunaan komputer menjadi lebih nyaman, efisien – penggunaan sumber daya sistem komputer secara efisien, serta mampu berevolusi – sistem operasi harus dibangun sehingga memungkinkan dan memudahkan pengembangan, pengujian serta pengajuan sistem-sistem yang baru.
Elemen hardware-software-brainware merupakan “elemen wajib” yang harus ada dalam sistem koputer, dimana semua elemen memiliki peranan penting dalam proses bekerjanya suatu sistem komputer. Software merupakan elemen sistem komputer yang terus berkembang dengan cakupan yang sangat luas.
Software / program / aplikasi secara garis besar dibagi dalam dua kategori besar yakni :
• Sistem Software
Software yang digunakan untuk mengolah mesin (komputer) itu sendiri beserta pheriperalnya, software ini masih dibagi menjadi dua kelompok yaitu compiler / interpreter dan operating system.
• Application Software
Software yang digunakan untuk keperluan tertentu dalam rangka menyelesaikan permasalahan-permalasaan pada user, software ini pun dikategorikan dalam dua kelompok yaitu programming language dan package software.
Dari penggolongan software di atas operating system merupakan jenis software yang menjad landasan (platform) bagi software-software lain untuk bekerja, dengan demikian keberadaannya mutlak diperlukan agar sistem komputer dapat bekerja dengan baik.

Sejarah Sistem Operasi
1. Generasi I (1945-1955) : Vaccum Tubes dan Plugboard

• Mesin berukuran besar
• Terdiri dari ribuan transistor berukuran besar
• Pengoperasian mesin dilakukan dengan sebuah plugboard yang sudah dirancang oleh programmer
• Masalah-masalah yang diselesaikan berupa perhitungan-perhitungan yang berurutan (misalnya tabel sinus)
• Menggunakan kartu plong pada pertengahan 1950 untuk membuat program

2. Generasi II (1955-1965) : Transistor dan bacth system

• Komputer mulai diproduksi untuk keperluan komersil
• Dikenal pengolahan dengan system bacth
• Mempermudahkan tugas operator

3. Generasi III (1965-1980) : IC dan Multiprogramming

• Digunakan integrated circuit untuk merancang hardware
• Dikenal multiprogramming yang mengerjakan banyak job dalam satu memory dan waktu yang sama
• Dikenal time sharing : pemberian jatah CPU Idle kepada opbusy
• Dikenal Spooling (simultaneous peripheral operation on-line), sistem antrian untuk job-job yang harus dikerjakan

4. Generasi IV (1980-1990) : PC

• Menggunakan LSI (large scale IC)
• Pemrograman mengacu pada user friendly (mudah digunakan)
• Dikenal network operation system dan distributed operating system

5. Generasi V (1990- ) : RISC, VLSI

• Menyederhanakan set instruksi
• Pengembangan kecepatan proses melalui VLSI (very large scale IC)
• Sebuah compressor masing-masing mempunyai set instruksi Contoh : RISC
• Mesin RS-6000

Apakah sistem operasi itu ?
Sistem operasi merupakan kumpulan dari program yang bersama-sama mengontrol jalannya sistem komputer. System operasi mengontrol cara bagaimana sistem komputer itu akan berfungsi. Di mana dalam melakukan hal tersebut di dalam sistem operasi telah terdapat program untuk :
• Menginstalisasi hardware dari sistem komputer
• Menyediakan rutin / prosedur tertentu untuk pengontrolan piranti
• Menyediakan manajemen, penjadwalan dan interaksi antar tugas / job
• Menjaga integritas sistem da menangani kesalahan

Apakah yang dimaksud dengan sistem operasi single-user?

Merupakan pemandangan yang biasa ketika Anda duduk di depan sistem komputer dan mengerjakan sesuatu, seperti menulis surat misalnya, pada contoh tersebut hanya ada satu keyboard dan satu monitor yang berinteraksi dengan Anda. Sistem operasi seperti windows 98, windows me, windows xp, windows vista, windows 7 pada dasarkan adalah sistem operasi single user. Sistem operasi yang hanya menyediakan akses layanan terhadap sistem komputer kepada satu user saja pada satu saat. Jika terdapat user lain yang ingin mengakses sistem komputer yang sedang menggunakan komputer tersebut telah selesai menggunakan komputer.

Apakah yang dimaksud dengan sistem operasi multi-user?

Sistem operasi multi-user memungkinkan lebih dari satu pengguna mengakses sistem komputer pada waktu yang bersamaan. Dimana akses komputer umumnya melalui jaringan, sehingga para user dapat mengakses komputer dari jarak jauh menggunakan terminal atau komputer lain.
Dewasa ini bentuk terminal umumnya dibangun dari PC biasa dan menggunakan jaringan untuk mengirim dan menerima informasi dari sistem komputer multi-user. Contoh sistem operasi multi-user diantaranya adalah UNIX, Linux, IBMAS400, Windows NT Server, dll.


Terdiri dari apa sajakah sistem operasi itu?
Suatu sistem operasi untuk pengguna komputer skala besar merupakan suatu sistem yang komplek. Dalam sistem tersebut mengandung jutaan baris instruksi (perintah yang dikerjakan komputer) yang ditulis oleh programmer. Untuk memudahkan pembuatan sistem operasi, programmer menggembangkannya dalam beberapa modul (program), tiap modul bertanggung jawab pada satu fungsi yang bisa jadi berbentuk :
• Kernel
• Process manager
• Schedulre
• File manager

Basis utama dari sistem operasi sebenarnya adalah kernel, dengan beberapa fungsi utama yang dijalankan yaitu :
• Switching antar program
• Kontrok hardware dan pemrograman
• Manajemen memori
• Manajemen proses
• Penjadwalan (menentukan program yang akan dijalankan)
• Komunikasi antar proses
• Pemrosesan exception dan interupt

Arsitektur sistem operasi

Arsitektur perangkat lunak merupakan struktur-struktur yang menjadi landasan untuk menentukan keberadaan komponen-komponen perangkat lunak, cara komponen-komponen saling berinteraksi dan organisasi komponen-komponen dalam membentuk perangkat lunak. Arsitektur sistem operasi adalah arsitektur perangkat lunak yang digunakan dalam membangun perangkat lunak sistem operasi.

Arsitektur sistem operasi yang terkenal antara lain :
1. Sistem monolitik
2. Sistem berlapis
3. Sistem client / server
4. Sistem mesin maya
5. Sistem berorientasi objek

1. Sistem monolitik
Sistem operasi sebagai kumpulan prosedur bahwa prosedur-prosedur di dalamnya dapat saling memanggil apabila perlu. Kernel berisi semua layanan yang disediakan sistem operasi. Seluruh komponen sistem operasi berada di satu ruang alamat.

Kelemahan :

• Pengujian dan penghilangan kesalahan sulit karena tidak dapat dipisahkan dan dilokalisasikan, namun praktik pemrograman yang berdisiplin bagus dapat mempermudah pengembangan.
• Sulit dalam menyediakan fasilitas pengamanan
• Merupakan pemborosan apabila setiap komputer harus menjalankan kernel monolitik sangat besar sementara sebenarnya tidak memerlukan seluruh layanan yang disediakan kernel. Tidak fleksibel.
• Kesalahan pemrograman di satu bagian kernel menyebabkan matinya seluruh sistem.

Keunggulan :

• Layanan dapat dilakukan sangat cepat karena terdapat di satu ruang alamat.

2. Sistem berlapis
Sistem operasi dibentuk secara hirarki berdasarkan lapisan-lapisan , dalam hal ini lapisan-lapisan bawah memberi layanan untuk lapisan lebih atas. Masing-masing lapisan di satu ruang alamat tersendiri. Sistem operasi berlapis yang pertama kali memakai sistem berlapis THE. THE dibuat oleh Dijkstra dan mahasiswa-mahasiswanya. Stuktur berlapis dimaksudkan untuk mengurangi kompleksitas rancangan dan implementasi sistem operasi. Setiap lapisan mempunyai fungsional dan antarmuka masukan – keluaran dengan dua lapisan bersebelahan dengan terdefinisi bagus.

Kelemahan :
Fungsi – fungsi sistem operasi yang harus diberikan ke masing-masing lapisan harus dilakukan secara hati-hati.

Keunggulan :
Sistem berlapis memiliki semua keunggulan rancangan yang modular, yaitu sistem terbagi dalam beberapa modul. Masing-masing lapisan atau modul itu dapat dirancang, dikode, dan diuji secar independen. Pendekatan berlapis menyederhanakan rancangan, spesifikasi, dan implementasi sistem operasi.

3. Sistem client / server
Sistem operasi merupakan kumpulan proses, dalam hal ini proses-proses dikategorikan menjadi server dan client. Server dan client berinteraksi, saling melayani yaitu :

• Server adalah proses yang menyediakan layanan
• Client adalah proses yang memerlukan / meminta layanan

Kelemahan :

• Layanan dilakukan secara lambat karena harus melalui pertukaran pesan
• Pertukaran pesan dapat menjadi bottleneck

Kelebihan :

• Pengembangan dapat dilakukan secara modular
• Kesalahan (bugs) di satu sub sistem (diimplementasikan sebagai satu proses tersendiri) tidak merusak sub sistem-sub sistem lain sehingga tidak mengakibatkan satu sistem mati secara keseluruhan.

4. Sistem mesin maya
Awalnya struktur ini membuat seolah-olah semua pemakai mempunyai seluruh komputer sendirian. Teknik yang digunakan adalah degnan atas pemroses yang digunakan. Sistem operasi melakukan simulasi banyak mesin nyata. Mesin maya hasil simulasi digunakan pemakai. Mesin maya ini merupakan tiruan seratus persen atas mesin nyata. Satu pemakai diberi satu mesin maya. Semua pemakai diberi ilusi mempunyai satu mesin nyata(maya) yang sama-sama canggih.

Kelemahan :
Implementasi yang efisien merupakan masalah yang sulit karena sistem menjadi besar dan kompleks

Keunggulan :
Sistem mesin maya memberikan fleksibilitas tinggi sehingga sampai memungkinkan sistem operasi-sistem operasi berbeda dapat dijalankan di mesin maya – mesin maya berbeda oleh pemakai-pemakai yang berbeda.

5. Sistem berorientasi objek
Sistem operasi yang merealisasikan layanan sebagai kumpulan proses disebut sistem operasi bermodel proses. Pendekatan lain implementasi layanan adalah sebagai objek-objek. Sistem operasi yang diinstruksikan berdasarkan paradigma objek disebut sistem operasi berorientasi objek. Pendekatan ini dimaksudkan untuk mengadopsi keunggulan teknologi berorientas objek.