Arsitektur dan Organisasi Komputer
I DUKUNGAN SISTEM OPERASI

Ir. Heru Nurwarsito, M.Kom
Barlian Henryranu P, ST, MT
Eko Saksi Pramukantoro, S.Kom, M.Kom

1. PENDAHULUAN
- Pengantar
- Tujuan
- Latar belakang

2. Sistem operasi
2.1 peranan sistem operasi
3. Jenis sistem operasi
4. sistem bacth
5. multiprograming
6. Permasalahan

1. PENDAHULUAN
1.1 Pengantar
 Sistem operasi adalah seperangkat program yang mengelola
sumber daya perangkat keras komputer , dan menyediakan
layanan umum untuk aplikasi perangkat lunak. Sistem operasi
adalah jenis yang paling penting dari perangkat lunak
sistem dalam sistem komputer. Tanpa sistem operasi, pengguna
tidak dapat menjalankan program aplikasi pada komputer
mereka, kecuali program aplikasi boot diri.
 Waktu-berbagi jadwal tugas sistem operasi untuk penggunaan
yang efisien dari sistem dan juga dapat mencakup akuntansi
untuk alokasi biaya waktu prosesor, penyimpanan massa, cetak,
dan sumber daya lainnya.
 Untuk fungsi-fungsi perangkat keras seperti sebagai masukan
dan keluaran dan alokasi memori, sistem operasi bertindak
sebagai perantara antara program aplikasi dan perangkat keras
komputer, meskipun kode aplikasi biasanya dieksekusi langsung
oleh perangkat keras dan seringkali akan menghubungi OS atau
terputus oleh itu. Sistem operasi yang ditemukan pada hampir
semua perangkat yang berisi komputer -dari ponsel dan konsol
permainan video untuk super komputer dan server web.
 Contoh populer sistem operasi modern termasuk Linux, Android,
iOS, Mac OS X, dan Microsoft Windows.


8
MODUL
SELF-PROPAGATING ENTREPRENEURIAL EDUCATION DEVELOPMENT

Page 2 of 13

Arsitektur dan Organisasi Komputer / BAB 8 2012 Brawijaya University

1.2 Tujuan
a. Mahasiswa dharapkan mampu memahami Dukungan Sistem Operasi
b. Mahasiswa diharapkan mampu memahami fungsi sistem operasi
c. Mahasiswa dharapkan mampu memahami jenis sistem operasi


1.3 Latar Belakang

Walaupun yang menjadi fokus studi Arsitektur dan Organisasi Komputer adalah
hardware computer, terdapat sebuah bidang software yang perlu diperhatikan yaitu
sistem operasi komputer. Pengertian tentang sistem operasi merupakan hal yang
penting dalam mekanisme berikut ini. Khususnya penjelasan efek inter rupt dan
manajemen hirarki memori.

Fungsi utama komputer adalah menyediakan satu atau lebih aplikasi. Pengguna aplikasi
(end user) umumnya tidak berkepentingan dengan arsitektur komputer, end user
memandang sistem komputer dari sudut aplikasi. Aplikasi diekspresikan dalam bentuk
bahasa pemrograman dan dibuat oleh pemrogram aplikasi. Sebagian program aplikasi
dikenal sebagai utilitas. Utilitas adalah implementasi fungsi-fungsi yang sangat sering
digunakan untuk membantu proses pembuatan program, manajemen file, dan
pengontrolan perangkat I/O.Program sistem yang paling penting adalah sistem
operasi.
 Sistem operasi menyembunyikan detail hardware dari pemrogram dan menyediakan
interface yang nyaman untuk pemrogram.

 Sistem operasi berfungsi sebagai mediator antara hardware komputer dengan
pemrogram untuk mengakses dan menggunakan fasilitas layanan tertentu.

2. SISTEM OPERASI
2.1 Peranan Sistem Operasi
Sistem Operasi adalah kumpulan dari berbagai aplikasi/program yang mempunyai banyak
peran diantaranya :
 mengatur fasilitas komputer, memberikan layanan untuk pemrogram, dan menjadwal
eksekusi program lainnya.

Page 3 of 13

Arsitektur dan Organisasi Komputer / BAB 8 2012 Brawijaya University
 menjembatani perangkat keras dari pemrogram.
 memberikan interface yang bagus untuk menggunakan sistem
 mengontrol eksekusi program-program aplikasi yang memerlukan fasilitas dan
pelayanan hardware komputer.

Tujuan dari adanya sistem operasi adalah nyaman dan efisien.
Nyaman : Suatu sistem operasi akan membuat sistem komputer lebih mudah untuk
digunakan.
Efisien : Sistem operasi memungkinkan fasilitas sistem komputer dapat digunakan
dengan cara yang efisien




2.1.1 Layanan
Untuk mewujudkan fungsinya maka sistem operasi mempunyai beberapa layanan yaitu:
 Pembuatan Program
Sistem operasi menyediakan berbagai fasilitas layanan bagi pemrogram untuk
pembuatan program dalam bentuk utilitas (general utilities).
 Eksekusi Program

Page 4 of 13

Arsitektur dan Organisasi Komputer / BAB 8 2012 Brawijaya University
Sistem operasi melakukan penanganan pemuatan instruksi dan data ke memori
utama, perangkat input/output (I/O) dan inisialisasi file, dan penyiapan fasilitas.

 Akses ke Perangkat I/O
Sistem operasi menangani set instruksi I/O atau sinyal kontrol untuk keperluan
operasi.
 Akses Terkontrol ke File
Sistem operasi dapat menyediakan perlindungan untuk mengontrol akses ke fasilitas
yang digunakan secara bersama.
 Akses Sistem
Sistem operasi mengontrol akses ke sistem sebagai keseluruhan dan ke sumber
daya sistem tertentu.

2.1.2 Pengelola Fasilitas
 Sebuah komputer adalah sekumpulan fasilitas untuk pemindahan, penyimpanan,
dan pengolahan data dan mengontrol ketiga fungsi ini.
 Pengontrolan fungsi-fungsi ini dilakukan oleh sistem operasi.
 Sistem operasi merupakan program yang dieksekusi oleh CPU
 Sistem operasi mengarahkan CPU dalam menggunakan fasilitas lainnya dan dalam
pewaktuan dan atau penjadwalan eksekusi program.

3. JENIS SISTEM OPERASI
Pembedaan jenis sistem operasi didasarkan pada karakteristik.
Karakteristik dapat dibagi menjadi 2 dimensi:
 Dimensi pertama:
o Ditinjau dari segi interaksi pengguna dengan sistem komputer, ada dua
jenis sistem operasi yang independen, yaitu:
o Sistem bersifat interaktif
o Sistem bersifat batch

 Dimensi kedua:
o Ditinjau dari segi banyaknya program yang dieksekusi secara simultan,
ada dua jenis sistem operasi, yaitu:
o Sistem yang menggunakan Multiprogramming
o Sistem yang tidak menggunakan Multiprogramming yaitu:
Uniprogrammed / One task at a time

Page 5 of 13

Arsitektur dan Organisasi Komputer / BAB 8 2012 Brawijaya University

Sistem interaktif,
 pengguna/pemrogram berinteraksi secara langsung dengan komputer, biasanya
melalui keyboard/layar monitor, untuk meminta eksekusi tugas atau membentuk
transaksi.
Sistem batch,
 program-program pengguna ditampung bersama-sama (secara offline) dengan
pengguna lainnya dan kemudian diserahkan ke sistem operasi oleh operator
komputer.
 program diselesaikan, hasilnya dicetak dan dikembalikan ke pengguna.
 sistem batch murni sudah jarang ditemukan saat ini.

Dimensi Multiprogramming
 Prosesor selalu berada dalam keadaan sibuk karena prosesor mengerjakan lebih
dari satu program pada saat yang sama,
 Beberapa program dimuatkan ke dalam memori,
 Prosesor beralih dengan cepat dari satu program ke program lainnya
 Bila menggunakan sistem interaktif, menerapkan time sharing
 Persyaratan lain untuk meningkatkan kecanggihan dibanding dengan sistem
operasi tipe batch adalah
 manajemen memori
 penjadwalan

Tabel Jenis Sistem Operasi
Batch System Interactive System
Uniprogrammed / One task
at a time
Simple batch Dedicated system
Multiprogrammed Sophisticated batch Time sharing

 Jadi ada empat jenis sistem operasi secara umum:
1. Sistem Batch sederhana
2. Sistem Batch canggih
3. Sistem Multiprogramming

Page 6 of 13

Arsitektur dan Organisasi Komputer / BAB 8 2012 Brawijaya University
4. Sistem Time Sharing



4. SISTEM BATCH
Dalam sistem batch, pengguna tidak perlu lagi memiliki akses langsung ke mesin.
Pengguna menyerahkan pekerjaanya kepada operator komputer yang akan
melakukan batch pekerjaan secara berurutan.

Untuk memahami pola kerja batch, kita tinjau dari dua sudut pandang:
 Sudut pandang monitor
 Sudut pandang CPU.

Dari sudut pandang monitor,
Monitorlah yang mengontrol rangkaian kejadian. Untuk itu monitor harus selalu
berada di dalam memori utama (disebut resident monitor) dan selalu tersedia untuk
melakukan eksekusi. Mon itor membaca job satu persatu. Setelah membaca, job
tersebut ditempatkan pada daerah program pengguna, dan kontrol diberikan ke job
ini. Pada saat job telah selesai, akan terjadi interupt (internal interupt terhadap
komputer) yang mengembalikan kontrol ke monitor, dan segera membaca job
berikutnya. Hasil setiap job dicetak dan dikirim ke pengguna.

Dari sudut pandang CPU,
CPU mengeksekusi instruksi-instruksi yang berasal dari lokasi memori yang berisi
monitor. Instruksi-instruksi ini akan menyebabkan job berikutnya dibaca ke bagian
lain memori utama. Setelah sebuah job dibaca, CPU akan menemukan instruksi
cabang pada monitor yang meminta CPU untuk melanjutkan eksekusi di lokasi lain
pada memori (awal program pengguna). Kemudian CPU akan mengeksekusi instruk si
pada program pengguna sampai CPU menemukan akhir program atau error. Salah
satu kejadian itu akan menyebabkan CPU mengambil instruksi berikutnya dari
program monitor.
“Kontrol diserahkan ke CPU” berarti CPU mengambil dan mengeksekusi instruksi
dalam program pengguna.

“Kontrol dikembalikan ke monitor” berarti CPU mengambil dan mengeksekusi

Page 7 of 13

Arsitektur dan Organisasi Komputer / BAB 8 2012 Brawijaya University
instruksi dari program monitor.









Beberapa feature yang perlu diperhatikan dalam sistem operasi batch:
 Proteksi Memori : Pada saat program pengguna dieksekusi, maka program itu
tidak boleh mengubah area memori yang berisi monitor. Bila terjadi perubahan
area memori, maka hardware CPU akan mendeteksi suatu error dan
memindahkan kontrol ke monitor. Kemudian monitor membatalkan job,
mencetak pesan error, dan memua tkan job berikutnya.
 Pewaktu (Timer) : Pewaktu digunakan untuk mencegah sebuah job
memonopoli sistem. Pewaktu disetel pada awal setiap job. Bila waktu habis,
terjadi sebuah interrupt, dan kontrol kembali ke monitor.

Page 8 of 13

Arsitektur dan Organisasi Komputer / BAB 8 2012 Brawijaya University
 Privileged Instruction : Instruksi tertentu ditandai dengan privileged dan hanya
dapat dieksekusi oleh monitor. Instruksi ini meliputi instruksi I/O, sehingga
monitor menguasai kontrol semua perangkat I/O. Hal ini akan mencegah
pembacaan instruksi kontrol job dari job berikutnya secara tidak sengaja.



Sistem Batch Canggih
Karena kecepatan prosesor lebih cepat dibandingkan kecepatan perangkat I/O,
maka sering terjadi prosesor berada pada keadaan idle.

Read satu record 0,0015 detik
Execute 100 instruksi 0,0001 detik
Write satu record 0,0015 detik
Total 0,0031 detik

Persen utilisasi CPU = 0,0001 / 0,0031 = 0,032 = 3,2 %

Page 9 of 13

Arsitektur dan Organisasi Komputer / BAB 8 2012 Brawijaya University


Pada contoh di atas komputer menghabiskan lebih dari 96% waktunya untuk
menunggu perangkat I/O menyelesaikan proses transfer data.

Untuk mengatasi hal ini maka diterapkan sistem operasi modern yang dikenal
dengan Multiprogramming.

5. MULTIPROGRAMING
Dalam multiprogramming, bila sebuah job perlu menunggu I/O, maka prosesor dapat
beralih ke job lainnya, yang tidak sedang menunggu I/O. Dalam multiprogramming,
memori dapat menampung tiga atau lebih program dan dapat beralih ke setiap
program tersebut. Multiprogramming banyak digunakan dalam sistem operasi
modern.

Berikut contoh operasi multiprogramming dan uniprogramming:

Page 10 of 13

Arsitektur dan Organisasi Komputer / BAB 8 2012 Brawijaya University



6. PERMASALAHAN
Dua permasalahan yang ada pada sistem komputer lama (terdahulu):
 Penjadwalan (Scheduling): pengguna memesan waktu pelayanan mesin,
pemesanan waktu mesin hendaknya sama dengan waktu penyelesaian pekerjaan.
 Waktu setup (Setup Time): Waktu yang diperlukan untuk pemuatan compiler dan
program berbahasa tingkat tinggi (program sumber) ke dalam memori,
penyimpanan program yang telah dikompilasi (program object), dan kemudian
memuatkan dan melakukan link program object dengan fungsi -fungsi agar

Page 11 of 13

Arsitektur dan Organisasi Komputer / BAB 8 2012 Brawijaya University
program dapat berjalan. Waktu setup harus diusahakan sependek mungkin.

6.1 Penjadwalan
 Tugas utama sistem operasi modern adalah multiprogramming
 Hal terpenting dalam multiprogramming adalah scheduling
 Dalam sistem operasi multiprogramming, beberapa job dipertahankan di memori,
setiap job saling bergantian menggunakan CPU dan menunggu I/O
 Kunci peningkatan efisiensi menggunakan multiprogramming adalah penjadwalan
yang efektif.

Ada lima keadaan proses :
 New : Sebuah program diijinkan oleh penjadwal tingkat tinggi
namun belum siap melakukan eksek usi. Sistem akan
menginisialisasi proses, yang akan mengubahnya menjadi
berada dalam keadaan siap.
 Ready : Proses telah berada dalam keadaan siap dieksekusi
dan sedang menunggu akses ke prosesor
 Running : Proses sedang dieksekusi oleh prosesor
 Waiting : Proses ditahan eksekusinya untuk menunggu sumber
daya sistem, misal I/O.
 Halted : Proses telah dihentikan dan akan dihancurkan oleh
sistem operasi.










Ada tiga jenis penjadwalan :
o High level scheduling (Penjadwalan tingkat tinggi)
o Short term scheduling (Penjadwalan jangka pendek)
o I/O scheduling
Waiting
New Ready Running
ew
Halted

Page 12 of 13

Arsitektur dan Organisasi Komputer / BAB 8 2012 Brawijaya University

 Penjadwalan tingkat tinggi
o Menentukan job mana yang akan dimasukkan ke sistem untuk pemrosesan
o Mengontrol derajat multiprogramming (jumlah proses yang berada di
dalam memori).
o Job yang diijinkan ditambahkan pada antrian job pada penjadwal jangka
pendek
o Bekerja dalam modus batch atau interaktif

 Penjadwalan jangka pendek
o Dikenal dengan istilah dispatcher
o Mengeksekusi dan membuat keputusan yang lebih detil tentang job yang
akan dieksekusi untuk kesempatan selanjutnya.
o Keadaan proses
 Untuk setiap proses direpresentasikan dalam sistem operasi dengan blok kontrol
proses yang berisi sbb.:
o Identifier : Setiap proses saat itu memiliki identifier yang unik.
o State : Keadaan proses saat itu (new, ready, dll)
o Priority : Tingkatan prioritas relatif
o Program Counter : Alamat instruksi berikutnya di dalam program yang
akan dieksekusi.
o Memori pointers : Lokasi awal dan akhir proses di dalam memori
o Context Data : Data ini adalah data yang berada di dalam register pada
prosesor pada saat proses sedang dieksekusi.
o I/O Status Information : Meliputi request I/O yang belum dipenuhi
perangkat I/O yang diassign ke proses ini, daftar file yang di-assign ke
proses dll.
o Accounting Information : dapat meliputi jumlah waktu prosesor dan clock
time yang digunakan, batas waktu, nomor account, dll.

Ketika prosesor menerima job baru, prosesor menerima blok kontrol proses yang
kosong dan menempatkan proses yang bersangkutan di dalam keadaan yang baru,
setelah sistem terisi blok kontrol proses dengan benar, maka proses dipindahkan ke
keadaan siap (ready).

Page 13 of 13

Arsitektur dan Organisasi Komputer / BAB 8 2012 Brawijaya University
REFERENSI
Stalling, W. COMPUTER ORGANIZATION AND ARCHITECTURE DESIGNING FOR
PERFORMANCE EIGHTH EDITION, prentice hall 2010



PROPAGASI

A. Pertanyaan (Evaluasi mandiri)
1. Apa itu sistem operasi?
2. Apa saja yang dikerjakan oleh sistem operasi?
3. Apa perbedaan proses dan program?


B. QUIZ -mutiple choice (Evaluasi)