MODUL
SISTEM OPERASI
Puji syukur alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya, sehingga pada akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
Di mana modul Sistem Operasi ini penulis sajikan dalam bentuk buku yang sederhana dan tujuan penulisan modul Sistem Operasi dibuat sebagai salah satu untuk memenuhi proses kegiatan mengajar.
Akhir kata semoga modul Sistem Operasi ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi para pembaca yang berminat pada umunya.
Jakarta, 15 Maret 2019
(Susliansyah, S.Kom, MMSI)
KATA PENGANTAR...
ii
DAFTAR ISI...
iii
BAB I KONSEP DASAR & SEJARAH PERKEMBANGAN SISTEM OPERASI...
1
A. Konsep Dasar Sistem Operasi
...
1
B. Jenis-jenis Sistem Operasi
...
4
C. Sejarah Sistem Operasi
...
5
BAB II SKEMA DASAR SISTEM KOMPUTER DAN PERANGKAT LUNAK...
8
A. Perangkat Keras (Hardware)
...
8
B. Perangkat Lunak (Software)
...
13
C. Siklus Instruksi
...
14
BAB III MANAJEMEN FILE...
16
B. Sasaran dan Fungsi Sistem Manajemen File
...
18
C. Arsitektur Pengelolaan File
...
19
D. Konsep sistem File
...
19
E. Pandangan File
...
19 F. Direktori
...
19
G. Shared File
...
19
H. Sistem Akses File
...
19
I. Organisasi File
...
19
BAB IV TEKNOLOGI DAN ALGORITMA PENJADWALAN DISK...
22
A. Magnetic Disk
...
22
B. Peraksesan Lintas Disk pada Sistem Multitataolah
C. Siklus Instruksi
...
25
BAB V PROSES DAN PENJADWALAN PROSES...
31
A. Penjadwalan Proses
...
31
B. Teknik Penjadwalan Proses
...
32
BAB VI PENJADWALAN PROSES LANJUTAN...
36
A. Algoritma Penjadwalan Proses Terpendek Dipertamakan Prempsi (PTDP/PSPN/SRT)
...
36
B. Algoritma Penjadwalan Ratio Pinalti Tertinggi dipertamakan (RPTD/HPRN)
...
37
C. Algoritma Penjadwalan Putar Gelang (Roun Robin/Time Slice)
...
39
BAB VII KONKURENSI...
43
A. Pengertian Konkurensi
...
43
B. Prinsip Konkurensi
C. Konteks Konkurensi
...
43
D. Beberapa kesulitan yang ditimbulkan Konkurensi
...
44
E. Interaksi Antarproses
...
44
F. Masalah-masalah Konkurensi
...
44
G. Pokok Penyelesain Masalah Konkurensi
...
47
DAFTAR PUSTAKA...
49
BAB I
KONSEP DASAR DAN SEJARAH PERKEMBANGAN SISTEM OPERASI
A. Konsep Dasar Sistem Operasi 1. SISTEM OPERASI adalah :
“Sekumpulan program kontrol atau alat pengendali yang secara terpadu bertindak sebagai penghubung antara komputer dengan pemakainya”.
2. SISTEM OPERASI adalah :
“Sebagai program pengendali, yaitu program yang di gunakan unuk mengontrol program yang lain”
Pengertian Sistem Operasi secara umum:
Sistem operasi sebagai resource manager yaitu pengelola seluruh sumber daya yang terdapat pada sistem komputer dan sebagai extended machine yaitu menyediakan sekumpulan layanan ke pemakai sehingga memudahkan dan menyamankan penggunaan serta pemanfaatan sumber daya sistem komputer.
Prinsip dasar sistem operasi :
Sistem operasi merupakan program komputer yang berisi perintah-perintah (command) dan bertugas menjembatani pengertian manusia dengan komputer, sehingga komputer dapat bekerja sesuai keinginan.
Definisi sistem operasi :
1. Sistem operasi adalah software yang mengontrol hardware.
2. Program yang menjadikan hardware lebih mudah untuk digunakan 3. Kumpulan program yang mengatur kerja hardware sesuai keinginan user
4. Manager sumber daya atau pengalokasian sumber daya komputer, seperti mengatur memori, printer, dll
5. Sebagai program pengendali, yaitu program yang digunakan untuk mengontrol program yang lain
6. Sebagai kernel, yaitu program yang terus-menerus running selama komputer dihidupkan
7. Sebagai guardian yang menjaga komputer dari berbagai kejahatan komputer.
Pengertian sistem operasi ditinjau dari 3 sudut pandang yang berbeda:
1. Sudut Pandang Pengguna
a. SISTEM OPERASI adalah alat untuk mempermudah penggunaan komputer.
b. Sistem operasi seharusnya dirancang dengan mengutamakan kemudahan pengguna. Dibandingkan menggunakan kinerja ataupun utilitas sumber daya.
c. Lingkungan multiuser, sistem operasi dapat dipandang sebagai alat untuk memaksimal Penggunaan sumber daya komputer. Tetapi pada sejumlah komputer, sudut pandang Pengguna dapat dikatakan hanya sedikit.
2. Sudut Pandang Sistem
a. Sistem operasi adalah sebagai alat yang menempatkan sumber daya Secara efisien.
b. Sistem operasi merupakan manajer bagi sumber daya yang menangani konflik Permintaan sumber daya secara efisien.
c. Selain itu juga untuk mengatur eksekusi Aplikasi dan operasi dari INPUT / OUTPUT ( I/O ). Fungsi ini juga dikenal sebagai Program pengendali.
d. Sistem operasi merupakan suatu bagian program yang Berjalan setiap saat yang dikenal dengan istilah “kernel”
3. Sudut Pandang Tujuan
a. Sistem operasi adalah sebagai alat yang membuat komputer lebih nyaman Digunakan untuk menjalankan aplikasi dan menyelesaikan masalah user.
Tujuan Sistem Operasi
1. Sistem operasi membuat komputer menjadi lebih mudah dan nyaman untuk digunakan.
2. Sistem operasi memungkinkan sumber daya sistem komputer untuk digunakan secara efisien.
3. Sistem operasi harus disusun sedemikian rupa sehingga memungkinkan pengembangan yang efektif, pengujian, dan penerapan fungsi baru tanpa mengganggu layanan yang sudah ada.
Fungsi sistem operasi :
1. Membentuk dan mengelola sistem file 2. Menjalankan program
3. Mengatur penggunakan alat-alat yang berhubungan dengan komputer.
Layanan Sistem Operasi
Sebuah sistem operasi yang baik menurut Tanenbaum harus memiliki layanan sebagai berikut :
pembuatan program, eksekusi program, pengaksesan I/O Device, pengaksesan terkendali terhadap berkas pengaksesan sistem, deteksi dan pemberian tanggapan pada kesalahan, serta akunting.
Pembuatan program yaitu sistem operasi menyediakan fasilitas dan layanan untuk membantu para pemrogram untuk menulis program; Eksekusi Program yang berarti Instruksi-instruksi dan data-data harus dimuat ke memori utama, perangkat- parangkat masukan/ keluaran dan berkas harus di-inisialisasi, serta sumber-daya yang ada harus disiapkan, semua itu harus di tangani oleh sistem operasi;
Pengaksesan I/O Device, artinya Sistem Operasi harus mengambil alih sejumlah instruksi yang rumit dan sinyal kendali menjengkelkan agar pemrogram dapat berfikir sederhana dan perangkat pun dapat beroperasi;
Pengaksesan terkendali terhadap berkas yang artinya disediakannya mekanisme proteksi terhadap berkas untuk mengendalikan pengaksesan terhadap berkas;
Pengaksesan sistem artinya pada pengaksesan digunakan bersama (shared system); Fungsi pengaksesan harus menyediakan proteksi terhadap sejumlah sumber- daya dan data dari pemakai tak terdistorsi serta menyelesaikan konflik-konflik dalam perebutan sumber-daya;
Deteksi dan Pemberian tanggapan pada kesalahan, yaitu jika muncul permasalahan muncul pada sistem komputer maka sistem operasi harus memberikan tanggapan yang menjelaskan kesalahan yang terjadi serta dampaknya terhadap aplikasi yang sedang berjalan; dan Akunting yang artinya Sistem Operasi yang bagus mengumpulkan data statistik penggunaan beragam sumber-daya dan memonitor parameter kinerja.
Eksekusi program adalah kemampuan sistem untuk "load" program ke memori dan menjalankan program. Operasi I/O: pengguna tidak dapat secara langsung mengakses sumber daya perangkat keras, sistem operasi harus menyediakan mekanisme untuk melakukan operasi I/O atas nama pengguna. Sistem manipulasi berkas dalah kemampuan program untuk operasi pada berkas (membaca, menulis, membuat, and menghapus berkas). Komunikasi adalah pertukaran data/ informasi antar dua atau lebih proses yang berada pada satu komputer (atau lebih). Deteksi error adalah menjaga kestabilan sistem dengan mendeteksi "error", perangkat keras mau pun operasi.
Efesisensi penggunaan sistem :
1. Resource allocator adalah mengalokasikan sumber-daya ke beberapa pengguna atau job yang jalan pada saat yang bersamaan.
2. Proteksi menjamin akses ke sistem sumber daya dikendalikan (pengguna dikontrol aksesnya ke sistem).
3. Accounting adalah merekam kegiatan pengguna, jatah pemakaian sumber daya (keadilan atau kebijaksanaan).
System call menyediakan interface antara program (program pengguna yang berjalan) dan bagian OS. System call menjadi jembatan antara proses dan sistem operasi. System call ditulis dalam bahasa assembly atau bahasa tingkat tinggi yang dapat mengendalikan mesin (C). Contoh: UNIX menyediakan system call: read, write
=> operasi I/O untuk berkas.
Tiga cara memberikan parameter dari program ke sistem operasi:
1. Melalui registers (sumber daya di CPU).
2. Menyimpan parameter pada data struktur (table) di memori, dan alamat table tsb ditunjuk oleh pointer yang disimpan di register.
3. Push (store) melalui "stack" pada memori dan OS mengambilnya melalui pop pada stack tsb.
Mesin Virtual (Virtual Machine) program yang mengatur pemakaian sumber daya perangkat keras. Control program = trap System call + akses ke perangkat keras.
Konsep MV menyediakan proteksi yang lengkap untuk sumberdaya sistem,
tidak adanya sharing sumberdaya secara langsung. MV merupakan alat yang tepat untuk penelitian dan pengembangan sistem operasi. Konsep MV susah untuk diimplementasi sehubungan dengan usaha yang diperlukan untuk menyediakan duplikasi dari mesin utama.
B. Jenis-jenis sistem operasi
1. DOS (Disk Operating Sistem)
DOS merupakan sistem operasi yang pertama kali digunakan hingga saat ini. DOS dibagi menjadi 3, yakni ;
a. DR-DOS
Dibuat oleh perusahaan digital research pada tahun 1988 dari Hasil transformasi CP/M (control program/monitor). Digital Research didirikan oleh Gory Kildall (1942-1994). Sistem operasi Ini digunakan sampai pada komputer pentium.
b. PC-DOS
Dirancang dan dibuat oleh perusahaan microsoft corp. namun dengan Dikeluarkannya sistem operasi windows, sistem operasi ini sudah jarang / Tidak digunakan lagi saat ini.
c. MS-DOS
Dirancang dan dibuat oleh perusahaan microsft corp. sistem operasi ini Digunakan hingga saat ini dan terus dikembangkan versinya sesuai Dengan kebutuhan.
2. OS/2 (Operating Sistem/2)
OS/2 dibuat pertama kali dengan tujuan untuk Menggantikan sistem operasi DOS. Namun sistem Ini jarang digunakan karena harganya lebih mahal Dan pengembangannya lebih lambat bila Dibandingkan dengan DOS.
3. Machintos
Macintosh pertama dikeluarkan oleh perusahaan APPLE CORP. Berbeda dengan sistem operasi yang lain, sistem ini hanya Ditujukan untuk komputer berbasis grafis dengan istilah GUI (Graphical User Interface). Penggunaanya sangat spesifik karena tidak dapat digunakan Pada komputer lain (PC), tetapi hanya dapat digunakan pada Komputer mancitosh saja, karena pada komputer macintosh Tidak dikenal adanya extention (.exe) file seperti pada sistem Operasi DOS dan WINDOS.
4. Windows
Dirancang oleh Microsoft Corp. pada awalnya dibuat nya windows Bukan merupakan sistem operasi karena windows versi 3.x Untuk menjalankannya masih bergantung pada sistem operasi DOS. Tujuan awalnya hanya untuk mengatasi masalah yang dihadapi Pengguna komputer dalam melakukan:
a. MULTITASKING: penggunaan program komputer secara Bersamaan.
b. MULTIUSER: pengaturan pemakai komputer oleh banyak Pemakai.
5. Unix
UNIX pertama kali digunakan untuk komputer mini dan mainframe, tetapi kini Sudah dapat digunakan oleh komputer mikro. Diciptakan oleh ahli riset
BELL LABORATORIES (amerika). Tetapi kurang diMinati oleh pengguna komputer mikro karena sulitnya menyatukan standart Sistem.
Perkembangannya tidak sepesat DOS, namun kini UNIX telah Mengeluarkan versi terbarunya dengan nama LINUX. Untuk mempromosikan dan memperkenalkan sistem operasi LINUX Pada Masyarakat, maka perusahaan pembuatnya memasarkan secara gratis.
C. Sejarah Sistem Operasi terdiri dari:
1. Operasi open shop operasi langsung melalui switch electric pada komputer.
2. Operasi driven shop admin mengelompokkan job berdasarkan jenis program
& dieksukusi sesuai jenis program yang dicoding melalui punched card secara sequence.
3. Operasi off-line job yang dieksekusi akan disimpan dalam media offline sebelum dieksekusi komputer.
4. Operasi penampung (buffer operation).
5. Operasi spool bertindak sebagai buffer dan mampu menerima proses meskipun belum dikerjakan contoh: printer.
6. Operasi multitataolah tumpukan (batch multiprogramming operation).
7. Operasi berbagi waktu (time-sharing).
8. Operasi olahan segera (real time programming operation).
Gambar 1.1 Multiprogramming
Generasi Sistem Operasi
1. Generasi Pertama (1945-1955)
Generasi tanpa sistem operasi, komponen utama tabung hampa, operasi scr manual melalui plugsboards, hanya bisa menghitung (+,-dan*)
2. Generasi Kedua (1955-1965)
Berbentuk tumpukan (batch system) komponen utama transistor, input memakai punch card, sistem operasi pertama multics
3. Generasi Ketiga (1965-1980) > dengan ciri-ciri :
a. Multi Programming satu komputer mengerjakan banyak program yang ada dalam memori utama
b. Kemandirian alat (device independency) masing- masing alat memiliki device driver sendiri-sendiri, co: printer
c. Berbagi waktu (time sharing) menjalankan banyak proses dalam satu waktu
d. Spooling mampu menerima proses meskipun blm dikerjakan dan bertindak sebagai buffer, Komponen utama IC (Integrated Circuit) 4. Generasi Keempat (198X-199X) > Sistem tujuan umum (general purpose &
multimodus)
a. Real-time aplication b. Network Operating System c. Distributed Operating System d. Mesin semu (Virtual machine) e. Distribusi data
Aplikasi komputer sepertit spreadsheet, word processor, database atau grafis berkembang pesat, mikroprocessor berbasis RISC untu PC mulai diperkenalkan.
Kelas Sistem Operasi
1. Kelas 1, pemakai tunggal
2. Kelas 2, operasi berbentuk tumpukan.
3. Kelas 3, operasi olahan segera (realtime) 4. Kelas 4, operasi multi proses
5. Kelas 5, operasi berbagi waktu dan multi programming 6. Kelas 6, operasi tersebar
4. Faktor Sistem Operasi:
1. Faktor prosessor single/multi processor 2. Faktor pemakai single user/multi user 3. Faktor waktu kerja offline / online 4. Faktor modus pekerjaan batch / real time 5. Faktor gabungan faktor
LATIHAN SOAL SO AL
1. apa yang dimaksud dengan sistem operasi secara umum?
2. Sebutkan sasaran sistem operasi?
3. Sejak pertama kali telah dikenal ada dua jenis OS (Operating System) untuk menggerakan komputer, UNIX dan non-UNIX, apa saja yang termasuk dalam Non-UNIX?
4. Pada Tahun berapa MS-DOS dibuat oleh Microsoft untuk pertama kalinya membuat sistem operasi untuk IBM-PC?
5. Pada Generasi Keberapa sistem operasi dipergunakan untuk jaringan komputer dimana pemakai menyadari keberadaan komputer-komputer yang saling terhubung satu sama lainnya sehingga para pengguna juga telah dinyamankan dengan Graphical User Interface yaitu antar-muka komputer yang berbasis grafis yang sangat nyaman?
BAB II
SKEMA DASAR SISTEM KOMPUTER DAN PERANGKAT LUNAK
A. PERANGKAT KERAS (HARDWARE)
Adalah komponen fisik komputer yang terdiri dari rangkaian elektronika dan peralatan mekanis lainnya. Pada abtraksi tingkat atas terdiri dari empat komponen, yaitu :
1. Pemroses (Processor)
2. Memori Utama (Main Memory)
3. Perangkat masukan dan keluaran (device I/O) 4. Interkoneksi antar komponen
(user interface, device controler)
SKEMA BLOK SISTEM KOMPUTER
Gambar 2.1: SKEMA BLOK SISTEM KOMPUTER
Sumber daya perangkat keras 1. Pemroses (Processor)
Komponen komputer yang bertugas untuk mengolah data dan melaksanakan berbagai perintah..
Langkah-langkah yang dilakukan pemroses :
1. Mengambil instruksi yang dikodekan secara biner dari memori utama.
2. Mendekode instruksi menjadi aksi-aksi sederhana.
3. Melaksanakan aksi – aksi
Pemroses terdiri dari :
a. Bagian ALU (Aritmatic Logic Unit) untuk komputasi, berupa operasi-operasi aritmatika dan logika.
b. Bagian CU (Control Unit) untuk pengendalian operasi yang dilaksanakan sistem komputer.
c. Register-register, untuk membantu pelaksanaan operasi dan sebagai tempat operand-operand dari operasi yang dilakukan.
Skema Blok Pemroses
Gambar 2.2: SKEMA BLOK PEMROSES
Register dapat dikategorikan menjadi 2 :
1. Register yg terlihat pemakai (pemrogram)
Pemrogram dapat memeriksa isi dari register-register tipe ini. Beberapa instruksi disediakan untuk mengisi (memodifikasi) register tipe ini. Terdiri dari 2 jenis :
a. Register Data : menyimpan suatu nilai untuk beragam keperluan 1). General purpose register
Digunakan untuk beraneka ragam keperluan pada suatu instruksi mesin yang melakukan suatu operasi terhadap data.
2). Special purpose register
Digunakan untuk menampung operasi floating point, menampung limpahan operasi penjumlahan atau perkalian.
b. Register Alamat:
Berisi alamat data di memori utama, alamat instruksi di memori utama,bagian alamat yang digunakan dalam penghitungan alamat lengkap
1). Register Indeks (index register)
Pengalamatan berindeks merupakan salah satu mode pengalamatan popular.
Pengalamatan melibatkan penambahan indeks ke nilai dasar untuk memperoleh alamat efektif
2). Register penunjuk segmen (segment pointer register)
Pada pengalamatan bersegmen, memori dibagi menjadi segmen-segmen.
Segmen berisi satu blok memori yang panjangnya dapat bervariasi.Untuk mengacu memori bersegmen digunakan pengacuan terhadap segmen dan offset di segmen itu. Register penunjuk segmen mencatat alamat dasar (lokasi awal) dari segmen. Mode pengalamatan bersegmen sangat penting dalam manajemen memori.
3). Register penunjuk stack (stack pointer register)
Instruksi yang tak memerlukan alamat karena alamat operan ditunjuk register penunjuk stack. Operasi-operasi terhadap stack :
- instruksi push : menyimpan data pada stack, dengan meletakkan data di puncak stack
- instruksi pop : mengambil data dari puncak stack.
4). Register penanda (flag register)
Isi register merupakan hasil operasi dari pemroses. Register berisi kondisi- kondisi yang dihasilkan pemroses berkaitan dengan operasi yang baru saja dilaksanakan. Register ini terlihat oleh pemakai tapi hanya dapat diperbaharui oleh pemroses sebagai dampak (efek) operasi yang dijalankannya.
2. Register untuk kendali & status
Digunakan untuk mengendalikan operasi pemroses, kebanyakan tidak terlihat oleh pemakai. Sebagian dapat diakses dengan instruksi mesin yang dieksekusi dalam mode kontrol atau kernel sistem operasi.
a. Register untuk alamat dan buffer, terdiri dari : 1). MAR (Memory Address Register)
Untuk mencatat alamat memori yang akan diakses (baik yang akan ditulisi maupun dibaca)
2). MBR (Memory Buffer Register)
Untuk menampung data yang akan ditulis ke memori yang alamatnya ditunjuk MAR atau untuk menampung data dari memori (yang alamatnya ditunjuk oleh MAR) yang akan dibaca.
3). I/O AR (I/O Address Register)
Untuk mencatat alamat port I/O yang akan diakses(baik akan ditulisi / dibaca).
4). I/O BR (I/O Buffer Register)
Untuk menampung data yang akan dituliskan ke port yang alamatnya ditunjuk I/O AR atau untuk menampung data dari port (yang alamatnya ditunjuk oleh I/O AR) yang akan dibaca.
b. Register untuk eksekusi instruksi
1). PC (Program Counter): mencatat alamat memori dimana instruksi di dalamnya akan dieksekusi
2). IR (Instruction Register) : menampung instruksi yang akan dilaksanakan c. Register untuk informasi status
Register ini berupa satu register / kumpulan register. Kumpulan register ini disebut PSW (Program Status Word). PSW berisi kode-kode kondisi pemroses ditambah informasi-informasi status lain, yaitu :
1. Sign: Flag ini mencatat tanda yang dihasilkan operasi yang sebelumnya dijalankan 2. Zero: Flag ini mencatat apakah operasi sebelumnya menghasilkan nilai nol
3. Carry: Flag ini mencatat apakah dihasilkan carry (kondisi dimana operasi penjumlahan/ perkalian menghasilkan bawaan yang tidak dapat ditampung register akumulator).
4. Equal: Flag ini mencatat apakah operasi menghasilkan kondisi sama dengan.
5. Interupt enable/disable: Flag ini mencatat apakah interrupt sedang dapat diaktifkan atau tidak.
6. Supervisor: Flag ini mencatat mode eksekusi yang dilaksanakan, yaitu mode supervisor atau bukan. Pada mode supervisor maka seluruh instruksi dapat dilaksanakan sedang untuk mode bukan mode supervisor(mode user) maka beberapa instruksi kritis tidak dapat diaktifkan.
2. Memori
Memori berfungsi tempat menyimpanan data dan program. Hirarki memori berdasarkan kecepatan akses:
a. Harga : semakin ke bawah, harga semakin murah, harga dihitung dari rasio rupiah per bit data disimpan.
b. Kapasitas : semakin ke bawah, kapasitas makin terbatas.
c. Kecepatan akses : semakin ke bawah, semakin lambat.
d. Frekuensi pengaksesan : semakin ke bawah, semakin rendah frekuensi pengaksesan
Setiap kali pemroses melakukan eksekusi adanya lalulintas data dengan memory utama, maka diimplementasikan adanya konsep Chace memory , menanggulangi kelambatan proses. Juga pada memori Utama dengan Peralatan masukan/ keluaran saling berhubungan, maka diimplementasikan adanya konsep penampung sementara yang akan dikirim keperangkat masukan/keluaran berupa Buffering.
3. Perangkat Masukan/Keluaran
a. Komponen mekanik, yaitu perangkat itu sendiri
b. Komponen elektronik, yaitu pengendali perangkat berupa chip controller.
Pengendalian perangkat (Device Adapter) Terdapat dua macam pengedali alat :
a. Pengerak alat (Device Controller) b. Pekerja alat (Device Driver) Struktur I/O
a. I/O Interrupt : I/O Device kecepatan rendah
b. Struktur DMA : I/O Device kecepatan Tinggi DMA dibagi menjadi : Third Party DMA dan First Party DMA
4. Interkoneksi antar Komponen
Interkoneksi antar komponen disebut galur/jalur (bus) yang terdapat pada mainboard, bus terdiri dari tiga macam :
a. Bus alamat (address bus), satu arah. 16,20,24 jalur
CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin ditulis atau dibaca di bus alamat.
b. Bus data (data bus), dua arah. 8,16,32 jalur
CPU dapat membaca & mengirim data dari/ke memori atau port. Banyak perangkat pada sistem yang dicantolkan ke bus data tapi hanya satu perangkat pada satu saat yang dapat memakainya.
c. Bus kendali (control bus), dua arah. 4-10 jalur
CPU mengirim sinyal-sinyal pada bus kendali untuk memerintahkan memori atau port. Sinyal bus kendali antara lain :
- Memory read : memerintahkan baca memori - Memory write : memerintahkan penulisan memori - I/O read : memerintahkan baca port I/O
- I/O write : memerintahkan melakukan penulisan memori Mekanisme pembacaan
Untuk membaca data suatu alokasi memori, CPU mengirim alamat memori yang dikehendaki melalui bus alamat kemudian mengirim sinyal memory read pada
bus kendali. Sinyal memory read memerintahkan ke perangkat memori untuk mengeluarkan data pada lokasi tersebut ke bus data agar dibaca CPU.
Interkoneksi antar komponen membentuk jenis koneksitas yang populer antara lain: ISA, VESA, PCI, AGP.
Tingkatan Konsep Komputer Terdiri dari : a. Tingkat Konsep Elektronika (Terendah)
Bentuk komputer terdiri atas sejumlah rangkaian komponen elektronika ditambah dengan komponen mekanika, magnetika dan optika.
b. Tingkat Konsep Rangkaian Saklar
Sudah dapat terlihat rangkaian elektronika yang sesungguhnya, yang membentuk banyak saklar yang tersusun secara paralel dan membentuk sekelompok saklar.
(terhubung dan terputus).
c. Tingkat Konsep Transfer Register
Berbagai kelompok sakelar di dalam komputer membentuk sejumlah register (Logika, aritmatika, akumulator, indeks, adress register dll)
d. Tingkat Konsep Arsitektur
Sejumlah register tersusun dalam suatu arsitektur tertentu. Prosesor, memory dan satuan komponen lain nya terhubung melalui galur (bus) penghubung.
e. Tingkat Konsep Diagram Blok (Tertinggi)
Arsitektur komputer atau sistem komputer dapat dipetak-petakan ke dalam sejumlah blok (masukan , blok satuan, prosesor pusat, memori dll)
Kerja Komputer
Kerja komputer pada tingkat konsep, antara lain :
a. Tingkat konsep diagram blok, berlangsung sebagai lalu lintas informasi di dalam dan diantara blok pada sistem komputer.
b. Tingkat transfer register, kerja komputer berlangsung melalui pemindahan rincian informasi di antara register.
c. Tingkat konsep saklar, kerja komputer berlangsung dalam bentuk terputus dan terhubungnya berbagai saklar eletronika di dalam sistem komputer.
B. PERANGKAT LUNAK (SOFTWARE)
Merupakan komponen non fisik berupa kumpulan program beserta struktur datanya.
Program adalah
Sekumpulan instruksi yang disusun sedemikian rupa untuk dapat menyelesaikan masalah-masalah tertentu sesuai dengan kebutuhan.
Susunan Hirarki Perangkat Lunak
Gambar 2.3: Susunan Hirarki Perangkat Lunak
C. SIKLUS INSTRUKSI
Untuk memproses instruksi dilakukan melalui 2 tahap : 1. Mengambil instruksi (instruction fetch)
2. Mengeksekusi instruksi (instruction execution) Interrupt :
Suatu signal dari peralatan luar atau permintaan dari program. Penyebab Interrupt, yaitu: Program (Division By Zero), I/O, Timer (Quantum pada Round Robin), dan Kegagalan hardware
Trap :
Software Generated Interrupt yang disebabkan oleh kesalahan atau karena permintaan user
Siklus Instruksi
Gambar 2.4: Siklus Instruksi
Program Aplikasi dan berkas Sistem data
Utilitas Sistem Bahasa OPERATING SYSTEM
Pengatura
n Memory Pengaturan
sistem file Pengatura
n Peralatan
IO Pengatur
an Prosesor
Perangkat Keras
SELESAI
Mengambil Instruksi Berikutnya
MULAI
Eksekusi Instruksi tersebut
LATIHAN SOAL SOAL
1. Komputer digunakan untuk pelaksanaan Tugas (job), dalam melaksanakan pekerjaan pada umumnya yang tidak harus adalah?
2. Komputer di pandang sebagai banyak saklar yang tersusun secara paralel dan membentuk sekelompok hubungan terhubung dan terputus hidup dan mati, 1 dan 0, adalah tingkat konsep?
3. Beberapa jenis memori degan kecepatan dan daya tampung berbeda, hubungan yang benar?
4. Suatu mekanisme yang memaksakan O/S untuk mempertimbangkan adanya event/keadaan baru tertentu di sebut?
5. Berbagai Kelompok sakelar di dalam komputer membentuk sejumlah register (Logika, aritmatika, akumulator, indeks, adress register dll) di pandang dari tingkat konsep?
BAB III
MANAJEMEN FILE
A. Sifat File
1. persistence : informasi dapat bertahan meski proses yang membangkitkannya berakhir atau meskipun catu daya dihilangkan, sehingga tetap dapat digunakan kembali di masa datang
2. size : umumnya berukuran besar, sehingga memungkinkan menyimpan informasi yang sangat besar disimpan
3. sharability : file dapat digunakan banyak proses mengakses informasi secara kongkuren
Arsitektur Sistem Manajemen File
Gambar 3.1: Arsitektur Sistem Manajemen File Sistem file Dasar
1. Sistem file dasar atau tingkat masukan/keluaran merupakan interface utama dengan lingkaran di luar sistem komputer.
2. Lapisan ini berurusan dengan blok-blok data yang dipertukarkan antara sistem dengan disk dan tape.
3. Lapisan ini berfungsi dalam penempatan blok-blok data pada perangkat penyimpan sekunder dan dengan buffering blok-blok data itu pada memori utama.
4. Lapisan ini tidak berkaitan dengan isi data atau struktur file yang terlibat.
Abstraksi File dan Direktori
1. Sistem file memberikan abstraksi ke pemakai berupa file dan direktori.
2. Pemakai yaitu manusia ataupun proses tidak lagi berkaitan dengan blok-blok data melainkan beroperasi terhadap abstraksi file dan direktori.
Atribut file :
1. adalah informasi tambahan mengenai file untuk memperjelas dan membatasi operasi-operasi yang dapat diterapkan.
2. Atribut digunakan untuk pengelolaan file.
Gambar 3.2: Atribut File
Operasi pada file :
Gambar 3.3: Operasi File
Tipe File
1. File regular : file berisi informasi terdiri dari file ASCII dan biner
2. File direktori : merupakan file yang berisi informasi mengenai file-file yang termasuk dalam direktori itu.
3. File spesial : merupakan nama logik perangkat I/O. Perangkat I/O dapat dipandang sebagai file.
a. file spesial karakter : berhubungan dengan perangkat I/O aliran karakter.
File ini memodelkan perangkat I/O seperti terminal, printer, port jaringan, modem, dll, alat yang bukan penyimpan sekunder.
b. file spesial blok : berhubungan dengan perangkat I/O sebagai kumpulan blok-blok data (berorientasi blok)
B. Sasaran dan Fungsi Sistem Manajemen File a. Sasaran:
Memenuhi Kebutuhan Manajemen Data bagi pemakai (retrive, insert, delete, update), Menjamin data pada file adalah Valid, Optimasi Kinerja (Trouhgput dan waktu tanggap ditingkatkan ), Menyediakan dukungan masukan/keluaran beragam tipe perangkat penyimpanan, Meminimalkan potensi kehilangan data
b. Fungsi Manajemen File
Beberapa fungsi yang diharapkan dari pengelolaan file adalah:
1) Penciptaan, modifikasi dan penghapusan file.
2) Mekanisme pemakaian file secara bersama.
3) Kemampuan backup dan recovery untuk mencegah kehilangan karena kecelakaan atau dari upaya penghancuran informasi.
C. Arsitektur Pengelolaan File, terdiri dari
a. Sistem Akses, berkaitan dengan bagaimana cara data yang disimpan pada file diakses
b. Manajemen File, berakitan dgn mekanisme operasi pada file (saving, searching, sharable, security)
c. Manajemen Ruang Penyimpanan, berkaitan dengan alokasi ruang untuk file di storage
d. Mekanisme Integritas File, berkaitan dengan jaminan informasi pada file tak terkorupsi
D. Konsep Sistem File --> Abstraksi penyimpanan dan pengambilan informasi di disk. Abstraksi ini membuat pemakai tidak dibebani rincian cara dan letak penyimpanan informasi, serta mekanisme kerja perangkat penyimpan data E. Pandangan File --> Penamaan, tipe, atribute, perintah manipulasi, operasi F. Direktori --> Direktori merupakan file yang dimiliki sistem untuk mengelola
struktur sistem file. File direktori merupakan file berisi informasi-informasi mengenai file-file yang termasuk dalam direktori itu.
G. Shared File --> Adalah file yang tidak hanya diacu oleh satu direktori (pemakai), tapi juga oleh direktori-direktori (pemakai) lain. Sistem file tidak lagi berupa pohon melainkan Directed Acyclic Graph (DAG).
H. Sistem Akses File --> Cara akses perangkat penyimpanan.
Perangkat penyimpanan berdasar disiplin pengaksesan
Perangkat penyimpanan berdasar disiplin pengaksesan dibagi 2 (dua), yaitu :
a. Perangkat akses sekuen (sequential access devices). Proses harus membaca semua byte atau record file secara berturutan mulai dari awal, tidak dapat meloncati dan membaca diluar urutan. Contoh : tape.
b. Perangkat akses acak (random access devices).
Dimungkinkan dapat membaca byte atau record file di luar urutan, atau mengakses rekord berdasar kunci bukan posisinya.
I. Organisasi File --> Terdapat enam organisasi dasar, kebanyakan organisasi file sistem nyata termasuk salah satu atau kombinasi kategori-kategori ini.
Organisasi atau Pengaksesan Dasar
Enam organisasi atau pengaksesan dasar adalah sebagai berikut : a. File pile (pile).
Pembahasan struktur file diketahui bahwa struktur dasar paling dasar sebuah file adalah pile dan file sekuensial. File pile atau file tumpukan merupakan struktur paling sederhana. Struktur ini jarang digunakan secara praktis tapi merupakan basis evaluasi struktur-struktur lain.
Properti struktur pile Data tidak dianalisis, dikategorikan, atau harus memenuhi definisi atau ukuran field tertentu Panjang rekord dapat bervariasi dan elemen-elemen data tidak perlu serupa. Karakteristik struktur pile Biasanya data ditumpuk secara
kronologis Tak ada keterkaitan antara ukuran file, record, dan blok Elemen data dapat beragam, dapat berbeda untuk tiap record ( berisi attribut lain ).
b. File sekuen (sequential file).
Sequential File adalah file dengan organisasi urut. Data yang disimpan nomor record). Data yang ditambahkan selalu menempati urutan berikutnya. Sequential file adalah record yang disimpan dalam media penyimpanan sekunder komputer, yang dapat diakses secara berurutan mulai dari record pertama sampai dengan record terakhir. Record per record searah. Record terakhir adalah rekaman fiktif yang menandai akhir dari arsip.
c. File sekuen berindeks (indexed-sequential file).
Index Sequential File merupakan perpaduan terbaik dari teknik sequential dan random file. Teknik penyimpanan yang dilakukan, menggunakan suatu index yang isinya berupa bagian dari data yang sudah tersortir. Index ini diakhiri denga adanya suatu pointer (penunjuk) yang bisa menunjukkan secara jelas posisi data yang selengkapnya. Index yang ada juga merupakan record-key (kunci record), sehingga kalau record key ini dipanggil, maka seluruh data juga akan ikut terpanggil.
d. File berindeks majemuk (multiple indexed file).
Terdiri dari main file dan file-file index (file berindex majemuk).
Tidak ada rantai overflow. Tidak dikenal konsep atribut kunci (tidak ada keterurutan berdasarkan atribut kunci). Pengubahan data langsung dilakukan terhadap main file.
Format record dapat berupa name-value pair atau dapat berupa structured record.
Index bersifat multiple index, dinamis, record anchored. Entri index terdiri dari atribut dan TID. Entri index terurut berdasarkan nilai atributnya.
Next record diakses berdasarkan keterurutan entri pada index-nya.
Tiap index dapat bersifat multilevel.
e. File berhash (hashed or direct file).
Metode penempatan dan pencarian yang memanfaatkan metode Hash disebut hashing atau ‘Hash addressing’ dan fungsi yang digunakan disebut fungsi hashing / fungsi Hash. Fungsi hashing atau fungsi Hash inilah yang dapat menjadi salah satu alternatif dalam menyimpan atau mengorganisasi File dengan metode akses langsung.
Fungsi Hash berupaya menciptakan “fingerprint” dari berbagai data masukan. Fungsi Hash akan mengganti atau mentransposekan data tersebut untuk menciptakan fingerprint, yang biasa disebut Hashvalue (nilai Hash).
F. File cincin (multiring file).
Multiring File merupakan metode pengorganisasian file yang berorientasi pada pemrosesan subset dari record secara efisien. Subset tersebut digambarkan sebagai grup dari beberapa record yang terdiri dari nilai atribut yang biasa. Contohnya
“Semua pekerja yang berbicara bahasa Perancis”. Subset dari record dihubungkan bersama secara eksplisit menggunakan pointer. Rantai penghubung ini menentukan urutan anggota dari subset. Setiap subset mempunyai record kepala yang merupakan record awal dari suatu rantai. Sebuah record kepala berisi informasi yang berhubungan dengan seluruh record anggota di bawahnya. Record-record kepala ini juga dapat dihubungkan menjadi sebuah rantai.
LATIHAN SOAL SOAL
1. Apa yang DI maksud dengan Sistem Manajemen File
2. Sebutkan Mekanisme pemakaian file secara bersama Menyediakan beragam tipe pengaksesan terkendali?
3. Setiap informasi di letakan secara utus di satu tempat tidak ada rongga di sebut dengan?
4. Abstraksi penyimpanan dan pengambilan informasi di disk. Abstraksi ini membuat pemakai tidak dibebani rincian cara dan letak penyimpanan informasi, serta mekanisme kerja perangkat penyimpan data, termasuk dalam arsitektur Pengelolaan File manakah hal tersebut?
5. File berindeks majemuk didebut juga dengan kata?
TEKNOLOGI DAN ALGORITMA PENJADWALAN DISK
A. Magnetic Disk
Magnetic disk merupakan penyimpan sekunder, berbentuk bundar dengan dua permukaan magnetik. Penggerak disk berupa Motor drive menggerakkan disk dengan kecepatan tinggi (kurang-lebih dari 60 putaran perdetik). Kegiatan baca-tulis dilakukan Read-write head, yang diletakkan diatas piringan. Kepala baca-tulis sangat sensitif terhadap guncangan yang dapat menyebabkan disk rusak (bad sector). Ruang Rekam terbagi atas beberapa track/lintasan dan tiap lintasan dibagi lagi dalam beberapa sector.
Jenis Head
Jenis head dibedakan atas :
a. Fixed-head disk menempati tiap-tiap track satu head, sehingga mempercepat proses pembacaan dan perekaman.
b. Moving-head disk hanya memiliki satu head yang berpindah-pindah mengakses dari satu track ke track lain.
Teknologi Harddisk
Beberapa teknologi Harddisk, antara lain : 1. Shock Protection System (SPS)
a. Sebagian besar kerusakan yang timbul pada hard disk disebabkan adanya goncangan.
b. Goncangan pada hard disk dapat menyebabkan tergoncangnya head sehingga dapat merusak piringan.
c. Goncangan yang paling membahayakan adalah goncangan dengan kekuatan tinggi dalam tempo yang sangat singkat.
d. Dengan meggunakan SPS energi goncangan akan diredam, sehingga head tidak terangkat ketika terjadi goncangan. Karena head tingkat terangkat, tentu saja head tidak kembali lagi. Sehingga tidak akan terjadi bad sector.
2. Self-Monitoring Analysis and Reporting (SMART)
a. Dengan menggunakan teknologi SMART, hard disk dapat berkomunikasi dengan komputer melalui software.
b. Komunikasi yang dilakukan berisi tentang status keandalan hard disk, kemungkinan terjadinya kerusakan dsb.
c. Hard disk akan melakukan pemeriksaan terhadap dirinya sendiridan melaporkan hasilnya pada software.
d. Teknologi SMART sangat berguna bagi komputer-komputer yang memiliki data-data penting pada hard disk dan komputer-komputer yang sedapat mungkin dinyalakan secara terus menerus.
3. Solid State Disk (SSD)
a. SSD yang dikembangkan baru-baru ini tidak lagi menggunakan piringan magnetic sebagai tempat menyimpan data, tetapi menggunakan DRAM (dynamic RAM).
b. SSD yang dikembangkan dengan menggunakan antar muka SCSI memang dirancang untuk sistem komputer yang memerlukan akses data yang cepat, seperti server dan server database.
4. Magnetore-sistive (MR)
a. Saat ini head hard disk yang digunakan dikenal dengan nama induktif head.
b. Head induktif yang berfungsi untuk read write sekaligus diganti dengan magnetore–sistive (MR) head yang memilik head yang berbeda untuk read dan write.
c. Head untuk menulis masih menggunakan elemen film tipis yang bersifat induktif, sedangkan head untuk membaca menggunakan film tipis yang sensitif terhadap magnet
5. Partial Response Maximum Likelihood (PRML)
a. PRML adalah teknologi dalam hal enkoding dan konversi data pada saat read- write dari ke piringan.
b. Teknologi PRML menawarkan kepadatan data yang lebih tinggi, kinerja hard disk yang lebih baik dan integritas data yang lebih terjamin.
6. Partial Response Maximum Likelihood (PRML)
a. PRML adalah teknologi dalam hal enkoding dan konversi data pada saat read- write dari ke piringan.
b. Teknologi PRML menawarkan kepadatan data yang lebih tinggi, kinerja hard disk yang lebih baik dan integritas data yang lebih terjamin.
7. Hot Swap
Hot Swap adalah proses memasang peralatan elektronik ke dalam suatu sistem yang sedang bekerja
8. Plug and Play ATA (Advance Technology Atachment)
Sistem PnP adalah melakukan konfigurasi secara otomatis dan akan memudahkan pengaturan cukup lewat software saja, tidak melakukan pengubahan jumper, dsb
9. Environment Protection Agency (EPA)
a. Hard disk termasuk komponen yang menghabiskan energi listrik cukup banyak pada PC (tanpa menghitung monitor), apalagi pada notebook.
b. Untuk itu hard disk terbaru yang mendukung program EPA memiliki kemampuan untuk menghemat listrik, misalnya fungsi sleep, stand by, dsb.
10. Error Correction Code (ECC)
a. Secara konvensional, jika terjadi kesalahan dalam pembacaan data dari piringan, maka untuk mengaktifkan ECC head harus membaca sekali lagi daerah tersebut, hal ini tentu saja akan menyita banyak waktu (sekitar 13 ms) dengan menggunakan komponen ASIC (Aplication Specific IC), dibuat metode ECC yang dapat memperbaiki kesalahan pembacaan tanpa perlumembaca ulang daerah yang rusak.
b. Dengan cara ini dapat diperbaiki sampai 3 byte dari data 512 byte dalam satu sector. Dari hasil pengujian diperoleh hasil bahwa hanya 1 kali kegagalan dalam 100 trilyun kali.
11. Auto Transfer
a. Salah satu cara untuk mempercepat tranfer data dari hard disk kememori utama adalah dengan cara menggunakan mode blok (block mode).
b. Konsep yang digunakan adalah untuk memungkinkan pemberian beberapa perintah baca atau tulis secara bersamaan.
c. Setiap ada perintah membaca atau menulis, maka interrupt (IRQ) akan dibangkitkan sehingga cpu akan proses switching, memeriksa device dan melakukan setup untuk transfer data.
B. Pengaksesan Disk
Waktu Akses adalah waktu yang diperlukan oleh kepala baca untuk menulis atau membaca isi sektor
Terdiri dari 4 komponen waktu :
1. Waktu cari, waktu untuk mencapai lintas atau silinder yang dikehendaki.
2. Waktu mantap, waktu untuk hulu tulis baca menjadi mantap di lintas atau silinder.
3. Waktu latensi, waktu untuk mencapai hulu tulis baca
4. Waktu salur, waktu untuk menulis atau membaca isi sektor Serta gabungan waktu yaitu waktu inkuiri dan waktu pemutakhiran atau pergantian.
Rumus Pengaksesan Harddisk
a. Rumus menghitung waktu cari ( t(n) ): t(n) = b.n + s Keterangan:
t(n) = waktu cari
b = waktu yang diperlukan untuk melewati satu lintas n = banyaknya lintas atau silinder yang akan dilewati s = waktu mantap hulu tulis baca
b. Rumus menghitung rerata waktu cari : T(rer) = w – 1 . s+ b (w + 1)
w 3
Keterangan:
w = banyaknya lintas pada disk atau disket
b = waktu yang diperlukan untuk melewati satu lintas s = waktu mantap hulu tulis baca
c. Rumus menghitung rerata waktu latensi : = r - r__
2 2m keterangan :
r = waktu rotasi
m = Banyaknya sektor perlintas
d. Di dalam waktu salur kita kenal terdapat 2 waktu yaitu waktu baca ( r/m) dan waktu tulis (r).
Rerata waktu inkuiri (baca) : = r (m +1)
2m
Rerata waktu pemutakhiran (tulis):
= r (3m + 1) 2m
C. Pengaksesan Lintas Disk pada Sistem Multitataolah Terdapat 7 algoritma pengaksesan disk :
1. Algoritma Pertama Tiba Pertama Dilayani (PTPD/FCFS)
Proses pengaksesan akan dimulai secara berurutan sesuai dengan urutan tiba atau kedudukan antrian.
Contoh :
Diketahui disk mempunyai 100 track dg nomor urut 0 – 99, & antrian akses track dengan saat awal 50 (letak head R/W) 13, 65, 27, 95,9, 17,53, 17, 1, 82, 2, 17, 98, 7
Penyelesaian Contoh PTPD
Langkah proses :
Dari 50 menuju ke lintasan 13, kemudian ke 65, ke 27, dan seterusnya. Setiap lintas yang dilalui dihitung.
2. Algoritma PICK UP
Pada algoritma ini hulu tulis baca akan membaca atau menuju ke track yang terdapat pada urutan awal antrian , sambil mengakses track yang dilalui. Mirip seperti
50
0 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 99
● ●
● ●
● ●
● ● ●
● ●
●
●
metode PTPD, tetapi lintasan yang dilewati dipungut/diambil, sehingga tidak perlu diakses lagi
Contoh : diketahui antrian akses track dengan saat awal 50 13, 46, 65, 27, 95, 82, 9, 17, 52, 53, 17, 1, 82, 2, 17, 98, 7
Penyelesaian Contoh Algoritma Pick Up
Langkah proses :
Dari 50 menuju ke lintasan 13, lintasan yang dilewati 46, 27, dan 17 sekalian dipungut/diakses. Sehingga selanjutnya tidak ke 46, tetapi ke 65, sekaligus memungut 52 dan 53. Karena 27 sudah diambil maka selanjutnya menuju 95, sekaligus memungut 82. Karena 82 sudah dipungut maka langsung menuju 1, dan seterusnya.
Perhitungan 50-13, 13-65, 65-95, 95-1, dan seterusnya
3. Algoritma Waktu Cari Terpendek Dipertamakan (WCTD)
Proses dilaksanakan terhadap track yang terdekat dengan hulu baca tulis (Shortest Seet Time First /(SSTF)), diatas/bawah. Kemudian mencari letak track yang terdekat di atas/bawah dan seterusnya.
Contoh : Contoh :
d.d. diketahui antrian akses track dengan saat awal 50 13, 46, 65, 27, 95,diketahui antrian akses track dengan saat awal 50 13, 46, 65, 27, 95, 82, 9, 17, 52, 53, 17, 1, 82, 2, 17, 98, 7
82, 9, 17, 52, 53, 17, 1, 82, 2, 17, 98, 7
Penyelesaian Contoh Algoritma WCTD 50
0 1 2 7 9 13 17 27 46 52
53 65 82 95 98 99
● ●
● ● ● ●
●
● ● ●
● ●
●
●
● ●
● ● ● ●
●
● ● ●
● ●
●
●
Total lintas atau track yang di lewati adalah 152 track Langkah proses :
Hulu baca tulis mulai dari 50, antara 46 dan 52 yang terdekat 52, sehingga menuju ke 52. Selanjutnya dari 52, antara 46 dan 53 yang terdekat 53, dan seterusnya.
perhitungan 50-52, 52-53, dan seterusnya 4. Algoritma Look
Pada algoritma ini hulu tulis baca akan bergerak naik seperti pergerakan lift Menuju antrian track terbesar pada disk sambil mengakses antrian track yang dilalui, kemudian turun menuju antrian track yang terkecil sambil mengakses track yang dilalui, dan track yang telah diakses tidak diakses lagi.
Contoh : diketahui antrian akses track dengan saat awal 50 13, 46, 65, 27, 95, 82, 9, 17, 52, 53, 17, 1, 82, 2, 17, 98, 7
Penyelesaian Contoh Algoritma Look
50
0 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 99
● ●
●
●
●
● ●
● ●
● ● ●
●
Total lintas atau track yang di lewati adalah 145 track
Langkah proses :
Dari 50 menuju ke antrian track terbesar, yaitu 98. Selanjutnya menuju ke antrian terkecil 1. Pehitungan 50-98, 98-1.
5. Algoritma Circular Look
Pada algoritma ini hulu tulis baca akan bergerak naik seperti pergerakan lift Menuju antrian track terbesar pada disk sambil mengakses antrian track yang dilalui, kemudian turun menuju antrian track yang terkecil tetapi tidak mengakses track yang dilalui, baru pada saat naik akan mengakses track yang belum diakses.
Contoh : diketahui antrian akses track dengan saat awal 50 13, 46, 65, 27, 95, 82, 9, 17, 52, 53, 17, 1, 82, 2, 17, 98, 7
Penyelesaian Algoritma Circular Look
50
0 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 99
● ●
● ●
● ●
●
● ●
●
● ●
● ●
Total lintas atau track yang di lewati adalah 190 track Langkah proses :
Dari 50 menuju ke antrian track terbesar, yaitu 98. Kemudian menuju ke antrian terkecil 1, tidak diakses tetapi dihitung. Selanjutnya menuju ke 46, sisa lintasan yang belum diakses Pehitungan 50-98, 98-1, 1-46.
6. Algoritma Scan
Pada algoritma ini hulu tulis baca akan bergerak naik seperti pergerakan lift Menuju track terbesar pada disk sambil mengakses antrian track yang dilalui, kemudian turun menuju track terkecil pada disk sambil mengakses track yang dilalui, dan track yang telah diakses tidak diakses lagi.
Contoh : diketahui antrian akses track dengan saat awal 50 13, 46, 65, 27, 95, 82, 9, 17, 52, 53, 17, 1, 82, 2, 17, 98, 7
Penyelesain Contoh Algoritma Scan
Total lintas atau track yang di lewati adalah 147 track Langkah proses :
50
0 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 99
● ●
●
●
● ●
● ● ● ● ● ●
●
50
0 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 99
● ●● ●
● ●
● ●
● ●
● ●
● ●
Dari 50 menuju ke lintasan track terbesar 99. Selanjutnya menuju ke lintasan track terkecil 1. Pehitungan 50-99, 99-1.
7. Algoritma Circular Scan
Pada algoritma ini hulu tulis baca akan bergerak naik seperti pergerakan lift Menuju track terbesar pada disk sambil mengakses antrian track yang dilalui, kemudian turun menuju track terkecil tetapi tidak mengakses track yang dilalui, baru pada saat naik akan mengakses track yang belum diakses.
Contoh : diketahui antrian akses track dengan saat awal 50 13, 46, 65, 27, 95, 82, 9, 17, 52, 53, 17, 1, 82, 2, 17, 98, 7
Penyelesaian Contoh Algoritma Sircular Scan
Total lintas atau track yang di lewati adalah 194 track Langkah proses :
Dari 50 menuju ke lintasan track terbesar 99. Selanjutnya menuju ke lintasan track terkecil 1, tidak diakses tetapi dihitung. Selanjutnya menuju ke 46, sisa lintasan yang belum diakses Pehitungan 50-99, 99-0, 0-46.
LATIHAN SOAL SOAL
50
0 1 2 7 9 13 17 27 46 52 53 65 82 95 98 99
● ● ● ● ● ●● ●
● ●
● ●
● ●
1. Waktu yang diperlukan oleh kepala baca tulis untuk membaca dan menulis isi sektor pada disk disebut?
2. Teknologi Hardisk tidak menggunakan piringan magnetic sebagai tempat menyimpan tetapi menggunakan dynamic RAM adalah jenis?
3. Jika diketahui waktu rotasi (r)=200 milidetik dan banyaknya sektor per lintas (m)=5, maka rerata waktu inkuiri (baca)?
4. Proses pengaksesan disk dilakukan saat hanya naik menuju track terbesar dari disk, ketik turun akan menuju track terkecil dari disk, kemudian akses lagi naik mengakses sisa track. Algoritma ini di kenal?
5. Sistem Operasi menentukan penjadwalan proses yang sedang running adalah jenis?
PROSES DAN PENJADWALAN PROSES
A. PENJADWALAN PROSES
Penjadwalan merupakan kumpulan kebijaksanaan dan mekanisme di sistem operasi yang berkaitan dengan urutan kerja yang dilakukan sistem komputer.
Penjadwalan bertugas memutuskan : Proses harus berjalan, Kapan dan berapa lama proses itu berjalan.
Tujuan penjadwalan
a. Supaya semua pekerjaan memperoleh pelayanan yang adil (firness) b. Supaya pemakaian prosesor dapat dimaksimumkan
c. Supaya waktu tanggap dapat diminimumkan, berupa waktu tanggap nyata dan waktu tanggap maya
d. Supaya pemakaian sumber daya seimbang
e. Turn arround time, waktu sejak program masuk ke sistem sampai proses selesai.
f. Efesien, proses tetap dalam keadaan sibuk tidak menganggur g. Supaya terobosan (thoughput) dapat dimaksimumkan
Tipe-tipe penjadwalan:
1. Penjadwalan jangka pendek --> Bertugas menjadwalkan alokasi pemroses di antara proses-proses ready di memori utama. Penjadwalan dijalankan setiap terjadi pengalihan proses untuk memilih proses berikutnya yang harus dijalankan.
2. Penjadwalan jangka menengah --> Proses status ready – running – waiting – ready
3. Penjadwalan jangka panjang --> Penjadwal ini bekerja terhadap antrian batch dan memilih batch berikutnya yang harus dieksekusi. Batch biasanya adalah proses-proses dengan penggunaan sumber daya yang intensif (yaitu waktu pemroses, memori, perangkat masukan/keluaran), program-program ini berprioritas rendah, digunakan sebagai pengisi (agar pemroses sibuk) selama periode aktivitas job-job interaktif rendah
Istilah dalam penjadwalan proses :
1. Scheduler adalah bagian sistem operasi yang mengatur penjadwalan eksekusi proses-proses.
2. Algoritma penjadwalan (scheduling algorithm) adalah algoritma yang digunakan.
3. Penjadwalan Proses
a. Antrian, karena banyak proses yang muncul secara serentak maka dibuat antrian di depan prosesor, yang berada dalam keadaan siap dan hanya ada 1 proses yang berada dalam status kerja
b. Prioritas, mendahulukan pada antrian proses karena tidak semua proses sama pentingnya, sehingga dibuat suatu prioritas. Dalam prioritas, pekerjaan pada prosesor diselesaikan dahulu baru proses berprioritas akan di proses
c. Preempsi, sama dengan prioritas, tetapi pada preempsi jika ada proses yang mendapatkan preempsi maka preemsi akan menghentikan kerja prosesor dan mengeluarkan pekerjaan di dalam prosesor itu, sehingga proses berpreempsi dapat dilayani prosesor. Dan setelah proses berpreempsi selesai dilaksanakan, prosesor akan melaksanakan sisa proses yang dikeluarkan dari pekerjaannya tadi
Perhitungan kerja prosesor
1. t adalah lama proses pada prosesor, lama waktu sesungguhnya yang diperlukan untuk mengolah proses dalam prosesor.
2. T adalah lama tanggap pada prosesor, lama waktu yang diperlukan oleh prosesor sejak tiba sampai dengan rampung diolah oleh prosesor, terdapat waktu tunggu dalam antrian / dalam preempsi.
a. Lama tanggap turn around time, yaitu memperhitungkan lama waktu yang diperlukan oleh proses untuk keluaran
b. Lama tanggap respon time, yaitu tidak memperhitungkan lama waktu yang diperlukan oleh proses untuk keluaran
3. Tr adalah lama tanggap rata-rata, yaitu perbandingan lama tanggap setiap proses (Ti) dengan jumlah proses serentak yaitu Tr = Ti / N
4. S adalah waktu sia-sia, waktu yang terbuang di dalam antrian / selama terkena preempsi yaitu selisih antara lama tanggap dengan lama proses (T-t).
5. Rt adalah rasio tanggap, perbandingan antara lama proses terhadap lama tanggap, Rt = t / T
6. Rp adalah rasio penalti, perbandingan antara lama tanggap terhadap lama proses, Rp = T/t dan karena t T, maka Rt < 1 dan Rp >1
Terdapat 2 macam lama tanggap :
1. Turn around time, Dengan memperhitungkan lama waktu yang digunakan untuk sebuah proses hingga keluaran.
2. Respone time, Tidak memperhitungkan lama waktu yang digunakan untuk sebuah proses hingga keluaran
B. TEKNIK PENJADWALAN PROSES Terdapat 2 strategi penjadwalan, yaitu:
1. Penjadwalan non-preemptive (run-to-completion) atau disebut juga penjadwalan satu tingkat.
Begitu proses diberi jatah waktu pemroses maka pemroses tidak dapat diambil alih oleh proses lain sampai proses itu selesai.
a. Pertama Tiba Pertama Dilayani (PTPD) b. Proses Terpendek Dipertamakan (PTD)
c. Proses Terpendek Dipertamakan Preempsi (PTDP) d. Rasio Penalti Tertinggi Dipertamakan (RPTD) e. Putar Gelang (PG)
f. Putar Gelang Prioritas Berubah (PGPB)
2. Penjadwalan preemptive atau disebut juga penjadwalan multi tingkat.
Saat proses diberi jatah waktu pemroses maka pemroses dapat diambil alih proses lain sehingga proses disela sebelum selesai dan harus dilanjutkan menunggu jatah waktu pemroses tiba kembali pada proses itu.
a. Antrian multi tingkat
b. Antrian multi tingkat berbalikan
Algoritma Penjadwalan Pertama tiba pertama dilayani (PTPD/FCFS/FIFO) Penjadwalan tanpa prioritas tanpa prempsi, Proses yang tiba lebih dahulu akan dilayani lebih dahulu, jika tiba pada waktu yang bersamaan akan dilayani sesuai dengan urutan pada antrian.
Contoh Algoritma PTPD/FCFS/FIFO
Contoh Algoritma PTPD/FCFS/FIFO sebaga berikut:
Penyelesaian Algoritma PTPD/FCFS/FIFO
Algoritma Penjadwalan Proses Terpendek Dipertamakan (PTD/ SJF/ SJN) Penjadwalan dengan prioritas tanpa prempsi, Terdapat 2 langkah :
Penentuan berdasarkan pendeknya proses yang dilayani Jika proses yang terpendek tersebut belum tiba maka prosesor akan melayani proses yang telah tiba sampai proses tersebut selesai.
Contoh Algoritma Penjadwalan Proses Terpendek Dipertamakan (PTD/ SJF/
SJN)
Penyelesaian Algoritma Penjadwalan Proses Terpendek Dipertamakan (PTD/ SJF/
SJN)
Disusun urutan proses berdasarkan prioritasnya, yaitu CDAB, tetapi pada saat tiba = 0, proses terpendek C belum datang, maka mengerjakan proses A dahulu, setelah selesai pada saat 5, proses C sudah datang, sehingga C dikerjakan dan seterusnya seperti :
LATIHAN SOAL SOAL
1. Penjadwal ini bekerja terhadap antrian batch dan memilih batch berikutnya yang harus dieksekusi. Batch biasanya adalah proses-proses dengan penggunaan sumber daya yang intensif (yaitu waktu pemroses, memori, perangkat masukan/keluaran), program-program ini berprioritas rendah, digunakan sebagai pengisi (agar pemroses sibuk) selama periode aktivitas job-job interaktif rendah, termasuk tipe penjadwalan manakah hal tersebu?
2. Apa saja yang termasuk istilah penjadwalan proses?
3. Tidak memperhitungkan lama waktu yang digunakan untuk sebuah proses hingga keluaran,hal tersebut definisi dari?
4. Sebutkan Rumus Penjadwalan?
5. Sebutkan Teknik penjadwalan prosessor?
BAB VI
PENJADWALAN PROSES LANJUTAN
A. Algoritma Penjadwalan Proses Terpendek Dipertamakan Prempsi (PTDP / PSPN / SRT)
Penjadwalan dengan prioritas dengan prempsi Beberapa ketentuan : 1. Prioritas berdasarkan pendeknya sisa proses
2. Diperhatikan saat proses tiba atau saat proses selesai 3. Menghitung lama sisa proses dari semua proses yang ada
4. Jika proses dengan sisa proses yang lebih pendek dari proses yang sedang dikerjakan, maka atas dasar prempsi proses yang sedang dikerjakan akan dikeluarkan dari prosesor
Contoh Algoritma Penjadwalan Proses Terpendek Dipertamakan Prempsi (PTDP / PSPN / SRT)
PenyelesaianAlgoritmaPTDP / PSPN / SRT Barisan proses :
1. Pada saat 0, proses A dikerjakan karena A datang pertama
2. Pada saat 2, B datang, B=3, sisa A=5, B<A maka A dikeluarkan dari proses, B dikerjakan
3. Pada saat 4, C datang, C=9, sisa A=5, sisa B=1, B<A<C, maka B dikerjakan 4. Pada saat 5, D datang, D=4, sisa A=5, sisa C=9, D<A<C, maka D dikerjakan
sampai selesai karena tidak ada proses yang datang lagi 5. A<C maka A dikerjakan
6. C dikerjakan 7. Selesai Tabel PTPD
B. Algoritma Penjadwalan Ratio Pinalti Tertinggi Dipertamakan (RPTD/
HPRN)
Penjadwalan dengan prioritas tanpa prempsi Ketentuan :
Prioritas berdasarkan besarnya nilai ratio pinalti Rumus ratio pinalti = Rp = ( s + t ) / t
s = waktu sia-sia (Saat selesai – Saat tiba) t = lama proses
Tetap mendahulukan proses terpendek, namun prioritas proses panjang akan turut meningkat melalui peningkatan ratio pinaltinya.
Contoh Algoritma Penjadwalan Ratio Pinalti Tertinggi Dipertamakan (RPTD/ HPRN)
PenyelesaianAlgoritma RPTD/ HPRN Step 1
PenyelesaianAlgoritma RPTD/ HPRN Step 2
PenyelesaianAlgoritma RPTD/ HPRN (Lanjut….) Step 3
Tabel RPTD/HPRN
Barisan Proses
C. Algoritma Penjadwalan Putar Gelang (Roun Robin/ Time Slice) Penjadwalan tanpa prioritas dengan prempsi
Beberapa ketentuan :
1. Kuantum waktu , waktu yang digunakan oleh prosesor untuk melayani setiap proses
2. Prosesor akan melayani setiap proses berdasarkan antrian
3. Prosesor akan melayani sesuai dengan Kuantum waktu yang sudah ditentukan.
Contoh Algoritma Penjadwalan Penjadwalan Putar Gelang (Roun Robin/ Time Slice)
1. Contoh proses putar Gelang Contoh Q = 3
Penyelesaian Algoritma Roun Robin/ Time Slice) Baris Proses
Tabel putar gelang
2. Contoh proses putar Gelang Contoh Q = 2
Penyelesaian Algoritma Roun Robin/ Time Slice) Baris Proses
Tabel putar gelang
LATIHAN SOAL SOAL
1. Sebutkan ketentuan penjadwalan dengan prioritas tanpa premsi!
2. Tuliskan contoh algoritma penjadwalan-penjadwalan putar gelang (Roun Robin/
Time Slice)!
3. Tuliskan penyelesaian algoritma RPTD/HPRN!
4. Sebutkan ketentuan penjadwalan tanpa prioritas dengan premsi!
5. Sebutkan ketentuan penjadwalan dengan prioritas dengan prermsi!
BAB VII KONKURENSI
A. Pengertian Konkurensi
Proses-proses disebut konkuren apabila proses-proses (lebih dari satu proses) berada pada saat yang sama. Karena proses tersebut bisa saja tidak saling bergantung tetapi saling berinteraksi.
B. Prinsip Konkurensi
Prinsip-prinsip konkurensi meliputi :
1. Alokasi layanan pemroses untuk proses-proses
2. Pemakaian bersama dan persaingan untuk mendapatkan sumberdaya 3. Komunikasi antar proses
4. Sinkronisasi aktivitas banyak proses
Konkurensi dapat muncul pada konteks berbeda, yaitu : 1. Untuk banyak pemakai
2. Untuk strukturisasi dari aplikasi 3. Untuk strukturisasi dari satu proses 4. Untuk strukturisasi sistem operasi C. Konteks Konkurensi
1. Konteks Konkurensi untuk Strukturisasi Satu Proses
Untuk peningkatan kinerja, maka satu proses dapat memiliki banyak thread yang independen. Thread-thread tersebut harus dapat bekerja sama untuk mencapai tujuan proses.
2. Konteks Konkurensi untuk Banyak Aplikasi
Sistem multiprogramming memungkinkan banyak aplikasi/ proses yang sekaligus dijalankan di satu pemroses.
3. Konteks Konkurensi untuk Strukturisasi Aplikasi
Perluasan prinsip perancangan modular dan pemrograman terstruktur adalah suatu aplikasi dapat secara efektif diimplementasikan sebagai sekumpulan proses, maka masing-masing proses menyediakan satu layanan spesifikasi tertentu. Thread:
suatu unit dasar dari CPU Utilization yang berisi program counter, kumpulan register dan ruang stack
4. Konteks Konkurensi u/ Strukturisasi Sistem Operasi
Keunggulan strukturisasi dapat diterapkan ke pemrograman sistem. Beberapa sistem operasi yang dipasarkan dan yang sedang dalam reset telah diimplementasikan sebagai sekumpulan proses.
D. Beberapa kesulitan yang ditimbulkan konkurensi 1. Pemakaian Bersama Sumber Daya Global
Jika dua proses menggunakan variabel global yang sama serta keduanya membaca dan menulis variabel itu, maka urutan terjadinya pembacaan dan penulisan terhadap variabel bersama menjadi kritis.
2. Pengelolaan Alokasi Sumber Daya agar Optimal
Jika proses A meminta suatu kanal masukan/ keluaran tertentu dan dipenuhi, permintaan tersebut dapat ditunda (suspend) sebelum menggunakan kanal tersebut.
Jika sistem operasi mempunyai kebijaksanaan mengunci kanal dan mencegah proses- proses lain menggunakan kanal itu, maka tindakan ini jelas hanya menghasilkan inefisiensi sistem komputer.
3. Pencarian Kesalahan Pemrograman
Pencarian kesalahan pada pemrograman konkuren lebih sulit dibanding pencarian kesalahan pada program-program sekuen
Proses-proses konkuren
Proses-proses konkuren mengharuskan hal-hal berikut ditangani sistem operasi, yaitu:
1. Mengetahui proses-proses yang aktif
2. Alokasi dan dealokasi beragam sumber daya untuk tiap proses aktif 3. Proteksi data dan sumber daya fisik proses
4. Hasil-hasil proses harus independen E. Interaksi Antarproses
