SISTEM OPERASI

PENDAHULUAN

Definisi :

Merupakan Suatu Perangkat lunak / software yang berfungsi untuk melakukan

interaksi dengan luar ( I/O device ).

Suatu perangkat lunak yang diperlukan bagi system computer untuk dapat

berkomunikasi dari setiap kompenen hardware agar dapat berfungsi dengan baik.

Tujuan :

1. Bagi User : Untuk dapat melakukan interaksi dengan komponen computer melalui

system operasi

2. Untuk seleksi dari berbagai macam system operasi pada setiap instalasi computer

3. Untuk penggunaan aplikasi tertentu, system operasi dapat menyesuaikan dengan

kebutuhan kita.

4. Banyak konsep dan teknik dalam system operasi yang dapat dipergunakan untuk

aplikasi lainnya.

Terminologi Operating Sistem

Suatu program modul didalam system computer yang berfungsi untuk melakukan

control terhadap Resource.Seperti : Processor, Main Storage, I/O Device, dsb.Dimana modul-

modul tsb dapat memecahkan masalah yang timbul dan mencoba melakukan optimalisasi dari

performance .Pada system operasi dimana user memasukan programnya,dinamakan Job.

JOB : Serangkaian aktivitas yang diperlukan untuk dapat melaksanakan suatu

pekerjaan, suatu job dapat dibagi-bagi atas beberapa Job-Step (unit kerja)

JOB-STEP : Suatu unit kerja yang harus dikerjakan secara berurutan seperti: compile,

load, execute, save dll.

Sistem operasi, apabila ditinjau dari segi :

Resource (Memory), maka terbagi atas beberapa komponen yaitu :

1. RUN : Proses yang telah dipilih oleh prosesor dan programnya sedang berjalan

2. WAIT : Proses yang sedang menunggu dikarenakan adannya event (kejadian).

3. READY : Proses dimana siap untuk dapat dijalankan / dilaksanakan, akan tetapi jumlah

proses lebih banyak dari pada jumlah prosessor,sehigga proses harus menunggu giliran

untuk diproses (Ready to Run)

Kondisi Lain adalah :

Sistem Operasi 1

4. SUBSMIT: Kondisi dimana pemakai / user memasukan job ke dalam suatu system, dua

system tersebut harus memberikan respon.

5. HOLD : Kondisi dimana job dimasukan telah dikonversi kedalam bentuk yang

“Readyable” (dapat dibaca oleh manusia) tetapi resourcenya dialokasikan untuk job

tersebut sehingga untuk kekondisi berikutnya harus dialokasikan terlebih dahulu.

6. COMPLETE : Kondisi dimana proses telah menyelesaikan proses komputasi dan semua

resources telah dikembalikan lagi.

Skema proses system operasi dari segi resources

Perkembangan Sistem Operasi :

1. Job by Job Processing = 1951 – 1956

2. Early Batch Processing ( Pengelompokan ) = 1956 – 1958

3. System Axecutive ( Pelaksana ) = 1958

4. Multi Programing Operating System = 1964

5. Comprehensive Information Management & Time Sharing = 1965

6. Virtual Storage & Virtual Machine = 1970

Type of Service Operating Sistem ( Pelayanan Sistem Operasi )

1. Program Execution ( Program Pelaksana )

2. Input – Output Operation

Contoh : Request Device, Release Device, Read, Write

3. Manipulasi File

Contoh : Delete, Create, Close, Open, Up, Date.

4. Mendeteksi Error

5. Allokasi Reseources

6. Accounting

7. Perlindungan ( Protection )

Sistem Operasi

SISTEM

HOLD

RUN

READY WAIT

2

SUBMIT

COMPLETE

Latihan Soal

1. Suatu mesin Komputer IBM S/370 type matrik 3000 mempunyai karateristik kapasitas

memory sebesar 10.000 kb, system operasi 100 kb, blok size 3 kb menangani proses JOB

sebagai berikut :

Job I : 50 kb, waktu CPU (Ci) = 30 dan waktu I/O (Ii) = 20

Job II : 100 kb, waktu CPU (Ci) = 50 dan waktu I/O (Ii) = 70

Job III : 30 kb, waktu CPU (Ci) = 40 dan waktu I/O (Ii) = 30

Pertanyaan :

a) Gambarkan semua proses dari gambar tersebut

b) Gambarkan bagan fisikal memory mesin untuk user job tersebut

c) Berapa waktu total CPU, I/O, dan presentase waktu total secara monoprograming

d) Berapa jumlah kapasitas memory untuk seluruh aktualy used by job dan allocation but

in used

Jawab :

a) Skema Proses dari Job tersebut

Job I = 50 kb Job I = 50 kb Job I = 50 kb

Ci (1) I/O (I) Ci (2) I/O (II) Ci (3) I/O (III)

CPU CPU Idle Time Idle Time (1) (2)b) Bagan Phiscal Memory

100 O/S O/S 100 kb 50 Job I 150 kb 100 Job II Used by Job 250 kb 30 Job III 280 kb Blank / Free

10.000 kb

Sistem Operasi 3

c) - Waktu Total CPU = Ci (1) + Ci (2) + Ci (3) = 30 + 50 + 40 = 120

- Waktu Total I/O = I/O (1) + I/O (2) + I/O (3) = 20 + 70 + 50 = 140

- Used by Job Waktu Total CPU Secara Mono Programing

W =

=

=

= 53,84 %

d) - Actually by User = O/S + ( Job I + Job II + Job III )

= 100 kb ( 50 kb + 100 kb + 30 kb )

= 280 kb

- Used by Job = Job I + Job II + Job III

= 50 + 100 + 30

= 180 kb

- Allocated but un Used = Memory – Actualli by User

= 10.000 – 280

Memory = 9,720 kb

KONSEP MANAGEMENT MEMORY

Konsep manajemen memori ini sangat jelas diperlukan didalam pengelolaan suatu

memory dengan tujuan untuk mengurangi dan memperkecil CPU Idle Time.

CPU Idle Time : Suatu jangka waktu dimana CPU tidak bekerja walaupun ada satu / lebih

proses yang sedang berjalan.Hal ini terjadi karena proses I/O memerlukan

waktu relative kecil lama dari pada proses CPU.

Sistem Operasi 4

Konsep Pembagian Memory, dapat kita bagi atas :

300 Operating System ( OS )

300

500 Used by Job

800

224 Wasted Area / Blank / Free

1024

Sedangkan untuk dapat menghitung proses untuk tangga CPU, terbagi atas

(1) Mono Programing :

Dimana :

W : Waktu Menunggu ( Mono )

Ii : Waktu Menunggu I/O

Ci : Waktu Menunggu ( CPU )

(2) Multi Programing :

Dimana :

w : Waktu Tunggu secara Multi

W = n : Jumlah proses ( drajat multi programming )

i w : Waktu menunggu CPU

MEMORI MANAJEMEN

Hakekat Memory

Suatu array yang besar dalam satuan byte/word dimana setiap array tersebut

mempunyai masing – masing alamat/address.

Fungsi Memory

Digunakan sebagai tempat penyimpanan code/data untuk dimanipulasi oleh cpu

pengingat dan penyimpanan demikian pula data yang terdapat pada secondary memory

(Disk, Tape) jika akan diakses oleh cpu harus berada dimemory terlebih dahulu.

Sistem Operasi 5

CPU MEMORY I/O Sistem

Disk

Tape

Printer

Karena jumlah memory sangat terbatas sedangkan code dan data yang akan diakses

sangat besar maka hanya sebagian dari data/code tersebut yang dapat berada di memory

dan yang lain tetap berada di Backing Storage.

Hubungan dengan bagian lain:

Pada

keadaan dimana jumlah memory lebih sedikit dibandingkan dengan job yang, maka dapat

terjadi proses :

“ Swapping “, Sebagai berikut :

Swap - In

Swap - Out

RAM BACKING STORAGE

- Swap – In : Proses mengambil data dari backing storage (secondary memory) ke RAM

- Swap – Out : Proses mengambil data dari RAM Backing Storage

Sedangkan waktu yang dibutuhkan dalam proses perpindahan data tersebut ke / dari

RAM ke Backers Stroge disebut “ SWAP – TIME “ proses perpindahan tersebut dalam

pengambilan data tersebut atau sebaliknya dinamakan Swapping.

Macam Memory terbagi atas :

a. Register yang berada pada processor & cache memori

Diatur oleh hardware dan tidak diatur oleh system operasi (Sehingga tidak dibahas)

b. Main memory (Memory kerja / processor memory)

Bertugas untuk menampung pekerjaan pada saat sebelum dan sesudah pekerjaan

dilaksanakan oleh processor menampung program system operasi, system bahasa, dan

berbagai catatan yang diperlukan untuk keperluan pelaksanaan pekerjaan.

c. Backing Storage (Memory Dukung)

d. Memory Arsip dibahas pada I/O Device Management Function.

Sistem Operasi 6

Jenis Main Memory (memory kerja) :

a) ROM (Read Only Memori / Memory Tetap)

b) PROM (Programmable ROM )

c) EPROM (Electrical PROM)

d) EEPROM (Erasable EPROM)

e) RAM (Random Akses Memori / Baca Tulis)

Backing Storage (Memori Dukung)

Petugas untuk membantu / mendukung memori kerja (main memori), biasanya

pekerjaan / job yang belum segera dikerjakan ditempatkan dimemori dukung.

Hubungan antara memori kerja (main memori) dengan memori dukung (Backing

Storage) diatur memulai algoritma didalam system operasi tanpa campur tangan pemekai

(User).

Memori Dukung (Backing Storage) disebut juga sebagai “Memory Semu” (virtual

memori)

Alamat Memory

a) Alamat Fisik / Mutlak

Adalah alamat setiap sel memori yang memiliki nomor unit yang membentuk alamat

memori mutlak / fisik.

b) Alamat Relatif / Logika

Adalah alamat memori yang digunakan oleh user’s dalam bahasa mesin.

Isi Memory

Suatu isi dari memori dapat bersumber dari sejumlah sumber daya computer, seperti

modem memori arsip keyboard.yang meliputi :

a. Sistem Bahasa Programman

b. Sistem Utilities

c. Inti Sistem Operasi Kernel

d. Sistem Operasi

e. Pengendali alat (Device Controller & Driver)

f. File Pemakai (Program & Data)

MANAJEMEN MEMORY

Kegunaan : untuk dapat mengelola penggunaan suatu memori dengan tujuan untuk

mengurangi / memperkecil CPU – Idle Time

Sistem Operasi 7

CPU Idle Time adalah suatu jangka waktu dimana suatu CPU tidak bekerja walaupun

ada satu atau lebih proses yang sedang berjalan.Hal ini terjadi karena proses input – output

memerlukan waktu yang relative lebih lama dari pada proses CPU.

Missal : suatu job mempunyai : Proses -1, Proses -2, Proses -3

Algoritma Chartnya :

Proses 1 Proses 2 Proses 3

proses – proses

CPU -1 I/O -1 CPU -2 I/O -2 CPU -3 I/O -3

Idle time Idle time Idle time

Seperti umunya pada IBM S/360 IBM 5/365 dimana tiap job hanya memakai 60 – 70 %

waktu dari waktu total (waktu untuk proses input – output) & 40 – 30 % untuk proses CPU.

Maka Waktu Total = ( Waktu CPU + Waktu I/O )1 + ( Waktu CPU + Waktu I/O )2 +

( Waktu CPU + Waktu I/O )3

Sehingga dalam konsep memori kita dapat bagi menjadi 3 bagian yaitu :

1. Untuk Operating Sistem ( Sistem Operasi )

2. Untuk User ( Pemakai ) OS

3. Untuk tidak terpakai ( Reality User Job

Blank

MUATAN ISI MEMORY

Muatan informasi yang di muat ke dalam memori disebut dengan loading yang dikerjakan

oleh leader. Dimana kadang kata informasi yang dimuat harus disambung dengan informasi

yang lainnya, penyambungan informasi ini disebutdengan LINKER memuat dan

menyambung ini menjadi satu kesatuan kerja yang disebut Linked leader

a. Pemuatan Mutlak

Bila alamat pada program sama di alamt yang ditempatinya di memori kerja.

b. Pemuatan Relokasi

Alamat yang deprogram tidak selalu sama dengan alamat titik dimemori kerja.

Rumus Relokasi R = P – A

c. Pemuat Sambung ( Link Edit )

Sistem Operasi 8

Penggantungan informasi yang dilakukan pada saat pemuatan berlangsung dimana

alamat akhir yang disambung tersebut harus di ketahui oleh Linker.

d. Pemuatan Dinamik (Over by)

Ketika ukuran program / job melebihi dari ukuran memori kerja, maka program

tersebut dipenggal kedalam segmen – segmen.

Kegunaan dari fungsi manajemen memori meliputi :

1. Mengikuti status setiap lokasi (allocated / free)

2. Menentukan pengallokasian memori

3. Tehnik Allokasi

4. Tehnik Deallokasi

Tehnik Manajement Memori, terbagi atas :

1. Single Contigious Countigous Allocation

2. Partitioned

3. Relocation Partitioned

4. Paged

5. Demand – Paged

6. Segmented Non - Countigous Allocation

7. Segmented & Demand – Paged

8. Swapping, Overlay

9. Page Faulted Halding

10. Shared Pages

SISTEM OPERASI DITINJAU DARI SEGI RESOURCES

Terbagi atas 4 fungsi pengelolaan, yaitu :

a) Memory Management Function ( Fingsi Pengelolaan Memory )

– Mengikuti & menyusuri Resources dalam hal ini memori

– Bagianmana yang sedang dipergunakan & yang tidak sedang digunakan ( bebas )

serta oleh siapa.

– Melakukan alokasi memory pada saat diperlikan.

– Mengambil kembali memory yang sudah tidak digunakan.

b) Proccessor Management Function ( Fungsi Pengelolaan Prosessor )

– Mengikuti & menyusuri prosesor dengan status dari proses

– Modul inidisebut dengan “ Traffic Controller “

Sistem Operasi 9

– Menentukan siapa yang boleh menggunakan processor untuk menentukan job / proses

yang mendapatkan prosesor model ini dinamakan “ Job Scheduler” dalam konsep

multiprogramming modul ini dinamakan “ Multiprograming Processor Schduller “

– Melakukan alokasi kembali processor dengan menyiapkan register – register yang

diperlukan modul ini dinamakan “ Dispatcher “

c) Device Managemen Function ( Function ( Fungsi Pengelolaan Peralatan )

– Mengikuti & menyusuri peralatan dalam hal ini adalah chenel / saluran / & Control

unit

– Modul ini dinmakan dengan istilah “ input – output control unit ”

– Menentukan cara yang paling efisien untuk melakukan allokasi, modul ini

dinamakan : “ Input – Output Schedulling “

– Melakukan alokasi peralatan & mengambil kembali dari operasi I/O.

d) System Information Management Function ( Fungsi Pengelolaan Informasi )

– Mengikuti & menyelusuri informasi data, lokasi pemakaian & statusnya, modul ini

dinamakan “ File System “

– Menentukan Akses Routine yaitu menggunakan informasi dengan langkah – langkah

pengambilan suatu file

– Menentukan allokasi yaitu yang disebut dengan operasi “ Close File “ & “ Open File “

Skema Diagram

Disk – A Disk – B Drum A Drum B Tape – 1 Tape - 2

Sistem Operasi 10

Processor

Memory

Selector Chanenl -1

MultiplexerChanenl

Concentrator Chanenl

Selector Chanenl -2

Card Reader

Printer 1

Printer 2

Ket : : Control

: Data

DEVICE MANGEMENT FUNCTION

Fungsi pengolahana peralatan pada system operasi diperlukan untuk melakukan

proses pengalokasian peralatan secara fisik. Pengolahan peralatan pada system operasi yang

dibahas Disk dan Drum.

Perbedaan antara Disk dan Drum :

DISK DRUM

- Kecepatan dalam transfer

data lebih kecil

- Harga relative lebih murah

- Secara logika fungsinya sama dengan

Drum

- Dirancang untuk menyimpan file

- Terbagi atas dua jenis :

Fixed Head Disk (FHD)

- Mempunyai 1 Head (Single

Head) untuk setiap track

- Kecepatan data lebih hemat

Morning Head Disk (MHD)

- Memerlukan Harddisk untuk dapat

menggerakan Head

- Harga relative mahal

- Drum memiliki kecepatan transfer data

lebih besar (High Speed Core)

- Harga relatuf mahal

- Diperlukan sebagai “High Performance”

- Sebagai suatu Backing Storage ( memory

cadangan )

- Dirancang untuk Back Up data

Hardware (perangkat keras), suatu disk terbagi atas :

1. Disk Drive

Meliputi motor yang digunakan untuk menggerakan read/write head

2. Disk Controller

Yaitu untuk menentukan interaksi logika (logical interaction) dengan system computer

Kecepatan suatu disk dibagi atas :

1. Seek Time

Sistem Operasi 11

Yaitu waktu yang diperlukan untuk menggerakan Head ke track yang diinginkan dimana

pergerakan adalah maju mundur 2. Latency Time(Delay)

Waktu yang dibutuhkan untuk memindahkan posisi track yang diinginkan dimana

pergerakan adalah berputar

3. Transfer Time

Waktu yang dibutuhkan untuk mentransfer data dan berapa lama waktu yang dibutuhkan

1 Rpm : 3600 = 60 Rps

1 Rps : 1/60 Second

Skema Penampung Disk

Track

Sector Poros Cluster

Read/Write head

Cylinder

ARM

Plate SERVO

– Setiap pack terdiri dari suatu / lebih plate

– Setiap plate terdiri dari dua buah surface ( kecuali bagian atas / bawah )

Sistem Operasi 12

Transfer Data =

– Setiap surface terdiri dari benyak track

– Setiap track terdiri dari beberapa sector

– Sector adalah yang terkecil yang dapat diakses dari suatu disk

– Menulis ( write ) pada suatu teack, selalu dimulai dari boundary sector ( sector awal )

DISK SCHEDULLING

Adalah suatu algoritma yang digunakan untuk menentukan urutan pengerjaan dari

suatu disk access input – output yang berada pada suatu antrian ( Queu )

Algoritma tersebut terbagi atas :

1. FIFO ( First In First Out )

2. SSTF ( Shortest Seek Time First )

3. C-SCAN ( Circulair Scan )

4. SCAN

Contoh :

Apabila terdapat suatu antrian data I / O yang akan di akses sebagai berikut : 98, 183,

37, 122, 14, 124, 65, 67. dan pada saat awal, Head berada pada posisi 53. tentukan

jumlah track yang dilalui untuk proses data tersebut ?

Jawab :

1. FIFO ( First In First Out )

0 14 37 53 65 67 98 122 124 183

Sistem Operasi 13

Jumlah Track = (98 – 53) + (183 – 98) + (183 - 37)+(122 – 37) + (122 – 14) + (124 – 14)

+ (124 – 65) + (67 – 65)

= 640 Track

2. SSTF ( Shortest Seek Time First )

0 14 37 53 65 67 98 122 124 183

Jumlah Track = (65 – 53) + (67 – 65) + (67 - 37)+(37 – 14) + (98 – 14) + (122 – 98) +

(124 – 122) + (183 – 124)

= 236 Track

3. C-SCAN ( Circulair Scan )

0 14 37 53 65 67 98 122 124 183

Jumlah Track = (65 – 53) + (67 – 65) + (98 - 67)+(122 – 98) + (124 – 122) + (183 – 124)

+ (14 – 0) + (37 – 14)

= 167 Track

4. SCAN

0 14 37 53 65 67 98 122 124 183

Sistem Operasi 14

Jumlah Track = (53 – 37) + (37 – 14) + (65 - 14)+(67 – 65) + (98 – 67) + (122 – 98) +

(124 – 122) + (183 – 124)

= 208 Track

DEVICE MANAGEMEN FUNCTION

CLOCK

Dalam Sistem computer dilengkapi dengan komponen RTC (Real Time Clock)

dimana perangkat keras clock tersebut terdiri dari :

1. Clock yang ditimbulkan impulse tegangan listrik clock ini dapat melakukan interupsi

50 – 60 interupt / dtk sesuai dengan frekunsi listrik.

2. Programtable Interval Timer (PIT)

Clock ini yang terdiri dari cystal osci later, coventer & Holding Register

Keunggulan PIT : 1. Mempunyai akurasi tinggi.

2. Frekuensi interrupt dapat diatur secara perangkat lunak /

software.

PIT digunakan sebagai :

1. Waktu Sistem

2. Pembangkit Band – Rate (pada usart)

3. Penghitung Kejadian

4. Pengendali Motor

5. Pembangkit Musik

Mode Programan PIT

1. One – Shot Mode :

Mode ini hanya menghasilkan suatu kejadian tunggal perlakuan ketika clock

diaktifkan berdasarkan kejadian.

2. Squere Wave Mode

Mode ini untuk menghasilkan kejadian – kejadian interupsi timer secara periodic

dilakukan secara otomatis tanpa melihat.

Beberapa Fungsi clock pada system operasi

1. Mengolah waktu dan tanggal

Sistem Operasi 15

2. Mencegah proses berjalan lebih di waktu yang ditetapkan

3. menghitung penggunaan pemrosesan

4. menangani system call alarm yang dibuat oleh user

5. mengerjakan profiling, monitoring dan pengumpulan statistic

Contoh Kasus PIT

– Teori : Apabila PIT digunakan untuk pewaktu, maka

akan menghasilkan interupsi secara periodik, keluaran PIT menghitung pulsa

eksternal yang diberikan cystal oscillator dan diteruskan langsung ke IRQ

(Interupt Request).Periode waktu antara 2 interupt timer berurutan dapat

deprogram dengan memasukan nilai holding regist.

– Rumus : Interval Interrupt = Periode Clock X Nilai

Holding Register.

– Problem : Apabila dikehendaki interval pewaktu setiap 10

– 15 Frekuensi Cystal oscillator adalah 2 MHz

– Pertanyaan : Berapa nilai yang harus dimasukan ke holding register ?

– Jawab : Periode Clock = = 0,5 x 10 = 0,5

MHz

Nilai yang diberikan ke holding register

Holding Register =

= 20,10

– Artinya : di – set dengan nilai 20.000 ,-

PROCESSOR MANAGEMENT

Manajemen processor berkaitan dengan masalah pengolahan secara physic khususnya

allokasi processor untuk proses.

A. Penjadwalan JOB ( Job Schedulling ).

Job scheduling merupakan general manager dengan tugas – tugas sebagai berikut :

1. Mengikuti status semua job, untuk mengetahui job mana yang sedang

menunggu selain itu juga untuk mengetahui status job yang sedang dalam system.

B. Penjadwalan Proses ( Process Schuduling )

Sistem Operasi 16

Setelah suatu proses berubah statusnya dari kondisi “ Hold “ ke “ Ready “ maka akan

ada satu atau lebih proses menentukan proses mana yang akan mendapatkan resources

( sumber ). Kapan dan untuk jangka berapa lama ?

C. Sinkronisasi JOB dengan Proses

– Pada tingkat job umumnya telah tersedia suatu mekanisme untuk mengatur

pelaksanaan lebih dari satu job.

Misalnya : Apabila job step – 1, sebelum dilaksanakan.

– Sedangkan pada tingkat proses mekanisme tersebut harus kita buat yang kita sebut

Race Condition.

o Race Condition

Race Condition terjadi sebagai akibat dari pergantian proses komputasi,

dengan demikian tergantung pula pada waktu atau timing proses lainnya .

Misanya : Suatu proses membutuhkan suatu printer, sedangkan suatu proses yang lain

sedang menggunakan printer.

– Proses -1 Perlu Printer

– Proses -2 Sedang mempergunakan printer (sedang mencetak, printer)

Maka apabila printer kita serakan pada proses -1 maka hasil yang

akan tercetak, merupakan suatu campuran dari hasil kedua proses

tersebut. Untuk itu diperlukan suatu mekanisme agar proses tidak

tercampur yaitu :

– Proses -2 : dikerjkan lebih dahulu sampai selesai baru untuk proses -1 dalam

suatu kondisi multi programming (multiprogrammed environment) umumnya

mempergunakan prosessor selama = ± 100 mili second atau kurang yaitu

sebelum proses tersebut diberhentikan untuk menunggu input / output.

Misal :

Ada proses A dan D yang sama – sama membutuhkan : tape. Seandainya proses –A

lebih dahulu meminta maka drive akan diberikan ke proses –A.Untuk proses –D

sementara harus di block sampai proses –A tidak mempergunakan drive lagi untuk

mengikuti dan menelusuri maka digunakan PCB (Proses Control Back), dimana setiap

proses mempunyai satu PCB dan PCB yang sama kondisinya digabungkan dalam suatu

daftar yang disebut : “Ready List”.

D. Sinkronisasi Proses

Sistem Operasi 17

Masalah yang timbul adalah di akibatkan karena resource yang ada digunakan

bersama- sama, ada 2 masalah yang harus kita tanggungi, yaitu :

1. Race Condition

O / S

Proses - 1

Proses - 2

Meminta printer

Pemecahan yang harus kita laksanakan, yaitu :

– Dengan mengharuskan proses secara Eksplisit.

– Menyatakan bahwa proses membutuhkan printer sebelum menggunakannya

– Baru setelah proses yang menggunakan printer selesai maka proses yang lain harus

mendapatkan giliran

– Prosesnya satu persatu.

2. Deadly Embrace

Yaitu suatu situasi dimana dua proses secara tidak tahu menahu saling menunggu.

VIRTUAL MEMORY

Virtual memory yaitu merupakan suatu tehnik yang memungkinkan pelaksanaan

proses yang tidak secara lengkap berada didalam memorinya.

Virtual memori semacam kotak pita dengan melakukan execute yang secara lengkap

tidak ada dalam memorinya.dan suatu proses akan di execute bila semua proses telah ada di

memori.

Virtual Memory

Di Execute

Keuntungan dari Penggunaan Virtual Memory

(1) User program dapat lebih besar dari pada kapasitas / ukuran fisik memori meskipun

demikian virtual memori tidak mudah untuk di emplementasikan, apabila tidak

digunakan secara baik, maka kemungkinan bisa menurunkan performance salah satu

Sistem Operasi 18

Printer

PROSES

PROSES

PROSES

alasan mengapa diperlukan manajemen memoti adalah karena ruang alamat logika dari

pada proses harus terletak didalam memorisebelum proses tersebut dapat dilaksanakan.

Program sering berisi kode – kode untuk menangani kondisi error padahal sering kali

error tersebut tidak terjadi.

(2) Array , list dan table biasanya menempati lokasi di dalam memori yang jauh lebih besar

dari pada yang dibutuhkan.

Contoh :

Suatu program assembler 2 pass dimana pada pass -2, dihasilkan symbol –

symbol table dan menghasilkan kode bahasa mesinnya pada saat pass -2. Selain itu

diperlikan juga subroutine yang digunakan untuk pass -1 maupun pass -2 dengan

ukuran masing – masing komponen :

Pass -2 dengan ukuran masing – masing komponen :

Pass -1 : 8 k

Pass -2 : 10 k

Symbol table : 14 k

Common routine : 5 k

Table lokasi yang diperlukan : 37 k

Misalkan :

Kita mempunyai memoti dengan kapasitas : 32 k bagaimana meleksanakan

program assembler tersebut ?

Memory

14 k

5 k 32 k 2 k 10 k

29 k – 31 k

8 k 10 k

Driver

Sistem Operasi 19

Symbol Table

Common RoutineOverlay Driver Pass -2 / Pass -1

Pass -1 Pass -2

Digunakan untuk proses pemanggilan untuk pass -1 dan pass -2 secara bergantian

yang kemudian diatur sehingga tidak kelebihan kapasitas pada memory tersebut.

DEVICE MANAGEMENT

Disk and Drum Scheduling

Disk surface dibagi dalam beberapa track yaitu :

– Fixed Head Disk ( FHD )

Mempunyai satu nead untuk setiap track.. Sehingga memungkinkan computer

untuk dapat berpindah dari satu track ke track yang lain dengan cepat namun tipe ini

harganya mahal.

– Morning Head Disk ( MHD )

Memerlukan hardware untuk menggerakan head tersebut. Jadi disini hanya

perlu satu single hard dan harganya murah.

– Fixed Head Disk ( FHD )

Secara logika sama fungsinya dengan sebuah drum. Drum mempunyai

kecepatan transferred lebih besar dari pada disk namun kapasitas drum lebih sedikit

dari disk.

Drum, biasanya harganya lebih mahal.

Drum, diperlukan untuk high performance.

Drum, biasanya dipakai sebagai backing storage.

PROCESSOR MANAGEMENT FUNCTION

Management prosesor berkaitan secara fisik. Khususnya pengalokasian processor

untuk proses.

Aloritma Penjadwalan CPU ini dikelompokan atas :

1. FEFS (First Come First Serve )

Contoh :

Apabila Job-job tersebut datanya berurutan sesuai dengan table maka tentukanlah :

a) Gantt Chart

Sistem Operasi

JOB BURST TIME

1 24

2 3

3 3

20

b) Turn Arround Time

c) Average Turn Arround Time

Jawab :

a) Gantt Chart

Job – 1 Job – 2 Job - 3

0 24 27 30

b) Turn Arround Time : Job -1 : 24

Job -2 : 27

Job -3 : 30

c) Average Turn Arround Time : = = 27

2. SJK ( Shortest Job First )

Contoh :

JOB BURST TIME

1 6

2 3

3 8

4 7

Jawab :

a) Gantt Chart

Job - 2 Job – 1 Job – 4 Job - 3

0 3 9 16 24

b) Turn Arround Time : Job -2 : 3

Job -1 : 9

Job -4 : 16

Job -3 : 24

c) Average Turn Arround Time : = = 14,5

Bentuk Algoritma Lain, Selain tersebut adalah

1. PRE – EMPRIVE

Contoh :

JOB ARRIVAL TIME BURST TIME

1 0 8

Sistem Operasi 21

2 1 4

3 2 9

4 3 5

Jawab :

a) Gantt Chart

Job - 1 Job – 2 Job – 4 Job - 1 Job - 3

0 1 5 10 17 26

b) Turn Arround Time : Job -1 : 17

Job -2 : 5

Job -3 : 26

Job -4 : 14

c) Average Turn Arround Time : = = 13

2. NON PRE – EMPRIVE

JOB ARRIVAL TIME BURST TIME

1 0 8

2 1 4

3 2 9

4 3 5

Contoh :

Jawab :

a) Gantt Chart

Job - 1 Job - 2 Job - 4 Job -1 Job - 3

0 1 5 10 18 27

b) Turn Arround Time : Job -1 : 18

Job -2 : 5

Job -3 : 27

Job -4 : 10

c) Average Turn Arround Time : = = 15

Sistem Operasi 22

PROTEKSI H/W

Dilakukan apabila monitor dilebihkan pada Low-Memory dan User Program yang

akan dilaksanakan pada High-Memory proteksi hardware tersebut, berupa “Fence Address”

(batas Alamat), apabila :

Address < Fence Address : Illegal

Address > Fence Address : Legal, disimpan untuk user program

Keuntungan : agar data – data yang masuk terhadap program tidak mengalami perubahan

di dalam memory tersebut.

Address Y

RELOCATION ( Relokasi )

Untuk mengatasi jumlah / kapasitas memori dan user dalam fence address (batas

alamat), perlu adanya amonitor dan data dalam memori ke dalam bentuk variable, proses

tersebut dinamakan : Relokasi

KEUNTUNGAN MULTIPROGRAMMING

Pemanfaatan processor dan I/O Device Effisien

Tak memerlukan H/W Khusus yang mahal.

Algoritma yang digunakan sederhana dan mudah untuk di implementasi

SINGLE CONTIGUOUS ALLOCATION

Suatu bentuk pengaturan memori yang dilakukan oleh system (patent) dan dapat pula

dilakukan dengan cara proteksi H/W.

Sistem Operasi 23

Fence address

Add>F.add Memory

Address Error

CPU

OS actully used by Job AVAILABLE allocated but un used (wasted)

H/W SUPPORT / PENUNJANG

– Tidak memerlukan H/W khusus

– Cukup dengan mekanisme proteksi H/W Primitif untuk melindungi system Operasi

Bound Register.(Alamat daerah yang dilindungi)

S/W SUPPORT

4 kb Fence address agar Penggunaan Monitor Fence dan User lebih Register Fleksibel

FENCE REGISTER

Sistem Operasi 24

Enter

Berikan memory ke job

Job<=memory

Job selesai deallocated memory & dari Job lain

Job tidak dapat di Run-Coba Job lain

Monitor

USER

Monitor

USER

Merupakan isi dari alamat batas / Fence address yang digunakan untuk mengecek

alamat yang benar dari pada semua user program.Dimasukan melalui system operasi, dengan

intruksi tertentu :

MAR m Transfer alamat ke MAR

( Memory Accumulator Register )

MBR m membuat data

( Memory Buffer Register )

OPERASINYA / MAKRO ( TERDIRI DARI 3 SIKLUS )

AC + M AC

1. MAR m : Transfer alamat ke MAr

2. MBR m : Membaca ke MBR

3. AC AC + MBR : Jumlahkan isi AC dengan MBR hasil disimpan pd AC

Apabila Fence Address, diketahui pada saat compile maka akan dibangkitkan kembali :

Kode Absolute pada Fence Address tersebut.

Apabila Fence Address tersebut variable ( selalu berubah ), maka perlu adanya :

Recompile, dimulai dari kode absolute pada Fence address terdebut, karena Fence address

setiap waktu dapat berubah, sehingga perlu di-compile untuk menempatkan alamat pada

monitor.

MULTI-STEP PROCESSING DARI USER PROGRAM :

SOURCE PROGRAM

COMPILER TIME

Sistem Operasi 25

Program sumber

Computer / Assembler

Modul Object

Linkage Editor

LOAD TIME

( Loading )

Execution Time / Runtime

RELOKASI DINAMIS DENGAN REGISTER RELOKASI

Register Basis

alamat alamat Bahasa Mesinnya logika fisik

0346 1746 (0346+1400)

MOV AX, “ ADDR “ : Direct addressing

MOV AX, BX : Register addressing

ADD AX, 10 : Immidinate addressing

MEMORY MANAGEMENT FUNCTION

Pada dasarnya konsep pengelolaan suatu memory pada suatu proses,merupakan bentuk

pengalokasian suatu pad eke suatu manajement system operasi :

1.SINGLE CONTIGOUS ALLOCATION (SCA)

Merupakan suatu bentuk pengaturan memory pada suatu proses,dimana bentuk memory tsb

sudah dalam bentuk fabricasi/pabrik atau patent,akan tetapi dapat dilakukan pengolahan

secara:

Proteksi H/W: -H/W

-S/W

Sistem Operasi 26

Leader

In Care Memory

Modul Load

+

1400

MemoryCPU

OS Allocation Used by Job Available Allocation but Un Used / wasted (Free / Blank )

KEKURANGAN SCA:

1. Sebagian memori sama sekali tidak digunakan (wasted area).

2. Kadang-kadang seluruh memori sama sekali tidak digunakan (prosesI/O rutin).

3. User program berisi informasi yang tidak pernah dipergunakan tetapi menempati

sebagian isi memory (proses error routines).

4. User program harus lebih kecil daripada kapasitas memory.

2.NON CONTIGOUS ALLOCATION (NCA)

Pengelolaan NCA dapat terbagi atas beberapa teknik:

1. Partitioned

2. Paged poulted handling

3. Segmented

4. Demand page

5. Relocation

6. Shared paged

7. Page/paged

8. Segment and Demand page

9. Swapping,Overlay

10. Trashing

PAGE FOULTED HANDLING

Skema diagram : (3) Seek in Beacking Storage

(2) Trap

(1) Reference

(6) Re-start intruction Page Table

Backing Storage

Logical Memory (5) Rest Page Table (4) Seek in Free Frame

Sistem Operasi 27

O/S

Load M

Phiscal Memory

Keterangan :

1. Pada waktu proses satu instruksi terlebih dahulu dilakukan pengecekan apakah sudah

ada instruksi dimemory.

2. Jika belum beritahu O/S kemudian Trap proses.

3. Cari di secondary memory/backing storage.

4. Setelah ketemu frame yang free lakukan berikutnya untuk page tersebut.

5. Riset page table dari kondisi invalid jadi valid.

6. Siap untuk melanjutkan eksekusi.

PAGE FOULTED HANDLING

Adalah suatu teknik penanganan memory pada suatu proses komputasi dimana belum

terdapat data pada memory tersebut.

Contoh :

Setiap page terdiri dari 100 word kemudian urutan data akan di-execute adalah :

0100 0432 0101 0612 0102 0103 0104

0101 0611 0102 0103 0104 0101 0610

0120 0103 0104 0101 0609 0102 0105

- Maka bentuk nilai reference string : 1416111161111611

- Nilai reference string tersebut, dapat ditulis,menjadi : 14161616161

- Sehingga maximum pages/program = 1

1 4 1 6 1 6 1 6 1 6 1

multi

level

programing 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

REPLACEMENT ALGORITMA

1. Fifo

Sistem Operasi 28

Frame Free

2. Optimal Replacement

3. Least

4. Dirty bit

5. Second charge bit

Sebagai contoh soal :

- Maximum page/program = 3

- Multiprograming level = 3 (tingkat memory maximum untuk dapat tampung beberapa

program)

- Nilai reference string = 7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,0,1,7,0,1

Tentukan jumlah page replacement tersebut.

Jawab :

FIFO

7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0

1 2 3 4 * 5 6 7 8 9 10 * * 11 12 *

1 7 0 1

* 13 14 15

DEMAND PAGE

Merupakan suatu bentuk pengalokasian memory,dimana cara pemanfaatan memory <= 100

%,dikarenakan memakai konsep virtual memory dan tidak harus semua page berada di

memory.

Skema Proses :

Frame Valid Invalid 0 1 Swap In

0 2

1 3

Sistem Operasi 29

A

B

C

D

2 4

3 5

Logical Memory 4 6

Page Table 7 Swap Out

8

Phisical Memory Backing Storage

Pada Demand Page Management memory

1. Tidak seluruh addres spare selalu diperlukan , seperti :

error,routine,option,label

2. Pemakaian table : PMT , MBT , FMT (file) (page) (memory)

3. Demand Page Memory

4. Deallokasi

5. Allokasi

H/W PERPANJANG

1. Suatu bit pada PMT

2. Interupt action ke O/S bila job acess page yang tidak ada dimemory

3. Catatan terhadap page secara individual untuk kepentingan O/S

S/W PERPANJANG

1. Diperlukan FMT yang berisi inti tentang file yang digunakan untuk dapat

menyimpan job addres space pada disk

2. Page interrupt processy ………..flow chart

3. Algoritma page removal

ISTILAH-ISTILAH TEKNIK UNTUK PENGATUTRAN PAGE

1. Page Swapping

2. Page Removal

3. Page Replacement

4. Page Turning

5. Page Canibalizing

6. Trashing (Hindari…..)

Sistem Operasi 30

E

Trashing,terjadi apabila page yang baru diambil dari memori harus dimasukan kembali.

Sistem Operasi yang Menggunakan Demand Page :

MVS,VS/1,VS/2,VM/370,YSE (pada IBM S/370),MULTIC (pada HONEYWELL

6180),VMOS (pada UNIVAC SERIE 70/46 UNIX

4.FUNGSI MEMORY AGAR DAPAT MENJADI LEBIH Fleksibel

1. Mengikuti status dari 3 total

a) PMT : Satu/addres space

b) MBT : Satu/system

c) PMT : Satu/address space

2 Kebijakan untuk menentukan siapa yang mendapat memori dan kapan ,ditentukan

oleh job secondary dan juga oleh “Demand Page Interupt”

3 Allokasi

Kapan block harus di allokasikan,block yang available harus didapatkan dan

status block harus dirubah.

4. Deallokasi

Bila tidak mungkin mendapatkan block yang available untuk allokasi,salah

Satu block harus di deallocated,bila job telah selesai,semua block yang

kemudian menjadi available

Keuntungan

1. Virtual Memorynya besar

2. Penggunaan memori yang lebih effisien

3. Multiprograming yang tidak ter

Kerugian

1. H/W cost

2. Page Breakage

3. Processor Overhead

4. Space untuk table-tabel

5. Perlu pencegahan trashing

SWAPPING

Sistem Operasi 31

Dalam time sharing lebih dari satu user yang running secara bersamaan,tapi hanya satu

program yang dapat berada di dalam memori,sehingga jika suatu program hendak di execute

tapi memori masih ada program yang lain,maka program yang lain harus dipindahkan lebih

dahulu ke breaking storage (secondary memory).Proses ini dinamakan Swapping.

Fence Address Swap - In

Swap - Out

Logical Memory Page Table Phiscal Memory

page number Frame = Page = 2n = 25 frame number

0 0 1

0 Swap-In 2

1 3

2 4

3 Swap-Out 5

4 6

5 7 32

6

Pada teknik swapping,terbagi atas :

1.Swap-In

Memasukan program dari logical ke physical memori (dari breaking storage ke

memori)

2.Swap-Out

Mengeluarkan program dari memori ke breaking storage karena sudah penuh.

OVERLAY

Merupakan proses kegiatan pemindahan program yang disimpan pada secondary memory dan

sebagian saja yang mempunyai instruksi yang akan di execute untuk disimpan pada primary

Sistem Operasi 32

Monitor

5

4

3

2

1

0

2

3

1

4

5

6

123

4

5

memory (RAM),dikarenakan primary memori terbatas,program lebih besar dr primary

memori dan CPU lainnya dapat mesexecute satu prioritas setiap load.

Contoh :

0 2 pass Assembler

14 Pass -1 : 8 kb

Pass -2 : 10 kb 5 Symbol Table : 14 k

Common Routine : 5 kb

2

10 k 328 kTRASHING

Adalah suatu pengertian dimana cpu lebih bagus bekerja untuk dapat menentukan page

replacement dari pada execute program (99%),apabila hal tersebut terjadi multiprogramming

level harus

SEGMENTED PAGED

Merupakan bentuk pengalokasian memori dengan cara pengelompokan informasi secara

logika (Logical Grouping Of Information) seperti : subroutine,array,data area

Job Table:

Job

Number

Size Location Of

Page Map Table

Status

1. 8 kb 3600 Allocated

2. 12 kb 4160 Allocated

3. 4 kb 3820 Allocated

4. - - Empty Entry

Page No Block No Page No Block No Page No Block No

Sistem Operasi 33

Simbol Table

Common Routine

Overlay driver

Pass-1 Pass-2

0 ( 3600 ) 0 ( 4160 ) 0 ( 3820 )

1 ( 3602 ) 1 ( 4162 )

Job -1’s PMT 2 ( 4164 ) Job -3’s PMT

Job -2’s PMT Pada Segmented,diperlukan addres space dengan komponen :

1.Segment specifier

2.Lokasi dalam segment

Perbedaan segment dengan page

Segment : Merupakan logical unit dari informasi dengan ukuran bebas yang visible bagi

user.

Page : Merupakan Phisical unit dari informasi yang tidak visible bagi user.

Konversi 2 alamat yang tersegment ke alamat fisik memori secara linier,dilakukan secara

otomatis selama eksekusi berlangsung tidak secara statis oleh compiler atau loader.

Keuntungan :

1.Menghilangkan Fragmentasi

2.Virtual memori

3.Memungkinkan segment tumbuh secara dinamis serta checking batas secara

otomatis

4.Linking dan Loading secara dinamis

5.Memberi fasilitas “Shared Segment” (Data Area Procedur )

6.Menjamin aksess terkendali.

Pemakaian Konsep Segmentation,pada :

Bourrrogh 8500

Honeywell 6180 MULTIC

IBM S/370 OS/VS2

Tabel Pendukung Untuk Segment Memori Management :

1. SMT (Segment Map Table ) : 1 per address space

2. UAT (Unallocated Area Table ) : 1 pada system

3. ART (Active Reference Table ) : 1 per address space

Sistem Operasi 34

6

6

2

4

7

8

4. AST (Active Segment Table ) : 1 pada system

Sistem Operasi 35