Modul 2: Komponen Sistem Operasi

Kegiatan Belajar 1: Komponen Sistem Operasi

Sistem operasi modern umumnya terdiri dari komponen-komponen modular berikut untuk mencapai efisiensi dan kenyamanan:

A. Manajemen Proses

Proses didefinisikan sebagai program yang sedang dieksekusi. Aktivitas sistem operasi meliputi:

1. Pembuatan dan Penghapusan Proses: Mengalokasikan dan mengambil kembali sumber daya (CPU, memori, berkas).
2. Menunda dan Melanjutkan Proses: Mengatur antrian eksekusi berdasarkan prioritas.
3. Sinkronisasi Proses: Mengatur proses yang berjalan bersamaan untuk menghindari inkonsistensi data.
4. Komunikasi Proses: Menyediakan mekanisme interaksi antar proses.
5. Pengendalian Deadlock: Mencegah, mendeteksi, dan memulihkan sistem dari kondisi deadlock (situasi saling tunggu sumber daya antar proses).

B. Manajemen Memori Utama

Memori Utama adalah array besar dari word atau byte yang bersifat volatile (data hilang tanpa daya). Tujuannya untuk meningkatkan utilitas CPU dan efisiensi memori. Aktivitasnya meliputi:

1. Memantau bagian memori yang sedang digunakan dan oleh siapa.
2. Memutuskan proses mana yang akan dimuat ke memori.
3. Mengalokasikan dan mendealokasikan ruang memori.

C. Manajemen Memori Sekunder

Memori Sekunder bersifat non-volatile (permanen) dan tidak berhubungan langsung dengan prosesor.

• Fungsi Utama: Menyimpan berkas permanen, menyimpan program yang belum dieksekusi, dan sebagai memori virtual.
• Aktivitas SO: Pengaturan ruang kosong, alokasi penyimpanan, dan penjadwalan disk.

D. Manajemen I/O (Input/Output)

Sering disebut device manager. Fungsi-fungsinya meliputi:

1. Buffering: Penampungan data sementara.
2. Scheduling: Penjadwalan pemakaian I/O agar efisien.
3. Spooling: Meletakkan pekerjaan pada penyangga (buffer) agar siap diakses perangkat.
4. Driver: Menyediakan driver perangkat umum (monitor, optical drive) dan khusus (VGA, Sound Card).

E. Manajemen File

File adalah representasi program dan data. Aktivitas SO meliputi:

1. Pembuatan dan penghapusan file/direktori.
2. Pemetaan file ke memori sekunder (lokasi fisik).
3. Backup file ke media non-volatile.

F. Proteksi dan Keamanan

• Proteksi: Melawan ancaman dari pengguna internal.
• Keamanan: Melawan ancaman dari pihak eksternal (menggunakan otentifikasi).
• Jenis Ancaman (Intruder):
  • Trojan Horse: Program berbahaya terselubung dalam program normal.
  • Virus: Menyebar dengan menyisipkan salinan ke file lain.
  • Worm: Menggandakan diri secara mandiri tanpa inang.

G. Manajemen Jaringan

Mengatur komunikasi data pada sistem terdistribusi (kumpulan prosesor tanpa memori bersama yang terlihat sebagai satu komputer) maupun model client-server.

H. Command-Interpreter System

Berfungsi menerjemahkan perintah teks pengguna (CLI/Shell).

• Shell: Antarmuka utama pengguna (menampilkan prompt).
• System Call: Mekanisme program meminta layanan kernel. Terbagi menjadi 5 kategori: Kontrol Proses, Manipulasi File, Manipulasi Device, Informasi Lingkungan, dan Komunikasi.

---

Kegiatan Belajar 2: Struktur Sistem Operasi

A. Struktur Sederhana

• Digunakan pada sistem kecil dengan keterbatasan keras (contoh: MS-DOS).
• Tidak memiliki modul yang jelas dan tidak ada proteksi perangkat keras (dual-mode).
• UNIX awal juga tergolong sederhana (hanya Kernel dan Program Sistem).

B. Sistem Monolithic

• Sistem operasi dilihat sebagai kumpulan prosedur yang dapat saling memanggil.
• Struktur Dasar: Program utama, Service Procedure (dipanggil system call), dan Utility Procedure.
• Sudah mendukung operasi dual-mode (user-mode dan monitor-mode).

C. Sistem Lapisan (Layered System)

• Sistem dipecah menjadi lapisan modular (Lapis 0: Hardware s.d. Lapis N: User Interface).
• Setiap lapisan hanya menggunakan layanan dari lapisan di bawahnya.
• Contoh: Sistem THE (6 lapis) dan Venus (7 lapis).

D. Mesin Virtual

• Menyediakan antarmuka lengkap antara hardware dan kernel untuk setiap proses, seolah-olah berjalan pada mesin sendiri.
• Memberikan proteksi penuh sumber daya.
• Implementasi kompleks karena harus berjalan di monitor-mode meskipun secara fisik di user-mode.
• Contoh: IBM VM, VMWare, Microsoft Virtual PC.

E. Model Client-Server

• Memindahkan fungsi kernel ke user space, menyisakan microkernel.
• Fungsi SO berjalan sebagai proses pengguna (server), dan proses lain (client) meminta layanan via pesan.
• Keuntungan: Kerusakan satu server tidak merusak seluruh sistem dan mudah diadaptasi untuk sistem terdistribusi.

F. Desain dan Implementasi

1. Tujuan Desain: Disesuaikan dengan jenis sistem (batch, real-time, dll).
2. Mekanisme dan Kebijakan: Memisahkan apa yang dilakukan (kebijakan) dari bagaimana melakukannya (mekanisme) untuk fleksibilitas.
3. Implementasi: Menggunakan bahasa tingkat tinggi (seperti C++) untuk mempercepat pengembangan, porting, dan debugging, meskipun sebagian kecil masih menggunakan Assembly.