Apa itu Sistem Operasi?

Sistem Operasi (Operating System : OS) adalah komponen pengolah peranti lunak dasar (essential component) tersistem sebagai pengelola sumber daya perangkat keras komputer (hardware), 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 booting.
Sistem operasi mempunyai penjadwalan yang sistematis mencakup perhitungan penggunaan memori, pemrosesan data, penyimpanan data, dan sumber daya lainnya.

SUBSTANSI :

1. Komponen Sistem Komputer
2. Pemroses
3. Memori
4. Perangkat Masukan / Keluaran
5. Interkoneksi Antar Komponen (BUS)
6. Eksekusi Instruksi
7. Mode Eksekusi Instruksi

1. Komponen Sistem Komputer

a. Pemroses (processor)

Berfungsi mengendalikan operasi komputer & melakukan fungsi pemrosesan data.

b. Memori utama

• Berfungsi menyimpan data & program
• Biasanya volatile : tidak dapat mempertahankan data & program yang disimpan bila sumber daya energi (listrik) dihentikan.

c. Perangkat masukan dan keluaran

Berfungsi memindahkan data antara komputer & lingkungan eksternal yaitu : perangkat penyimpan sekunder, perangkat komunikasi, terminal, dsb

d. Interkoneksi antarkomponen (bus)

Adalah struktur & mekanisme untuk menghubungkan pemroses, memori utama, & perangkat masukan/keluaran.

2. PEMROSES 

Berfungsi mengendalikan operasi komputer & melakukan fungsi pemrosesan data. Langkah-langkah yang dilakukan pemroses :

• mengambil instruksi yang dikodekan secara biner dari memori utama 
• mendekode instruksi menjadi aksi-aksi sederhana 
• melaksanakan aksi – aksi

Operasi-operasi di komputer dapat dikategorikan menjadi 3 tipe, yaitu :

• Operasi aritmatika : +,-,*, dsb 
• Operasi logika : OR, AND, XOR, inversi, dsb 
• Operasi pengendalian : percabangan, lompat, dsb 

Pemroses terdiri dari :

• CU (Control Unit) : berfungsi mengendalikan operasi yang dilaksanakan sistem komputer. 
• ALU (Aritmetic Logic Unit) : untuk komputasi yaitu melakukan operasi aritmatika & logika 
• Register-register : berfungsi sebagai memori sangat cepat yang biasanya sebagai tempat operan-operan dari operasi yang akan dilakukan.

3. Memori

Memori berfungsi untuk menyimpan data dan program. Hirarki memori berdasarkan kecepatan akses :

Hirarki Memori Berdasarkan Kecepatan Akses

• Harga : semakin ke bawah, harga semakin murah, harga dihitung dari rasio rupiah per bit data disimpan 
• Kapasitas : semakin ke bawah, kapasitas makin terbatas 
• Kecepatan akses : semakin ke bawah, semakin lambat 
• Frekuensi pengaksesan : semakin ke bawah, semakin rendah frekuensi pengaksesan 

Setiap kali pemroses melakukan eksekusi, pemroses harus membaca instruksi dari memori utama. Agar eksekusi dilakukan secara cepat maka harus diusahakan instruksi tersedia di memori pada lapisan berkecepatan akses lebih tinggi. Kecepatan eksekusi ini akan meningkatkan kinerja sistem. Konsep ini diimplementasikan antara lain berupa :

Chace memory 

Merupakan memori berkapasitas terbatas, berkecepatan tinggi yang lebih mahal dibanding memori utama. Chace memory adalah di antara memori utama dan register pemroses yang berfungsi agar pemroses tidak langsung mengacu memori utama tetapi di chace memory yang kecepatan akses lebih tinggi. Metode ini akan meningkatkan kinerja sistem.

Buffering 

Bagian memori utama untuk menampung data yang akan ditransfer dari / ke perangkat masukan / keluaran dan penyimpan sekunder. Buffering dapat mengurangi frekuensi pengaksesan dari/ke perangkat masukan/keluaran dan penyimpan sekunder sehingga meningkatkan kinerja sistem.

4. Perangkat Masukan / Keluaran

Perangkat masukan/keluaran terdiri dari 2 bagian : 

1. Komponen mekanis : perangkat itu sendiri 
2. Komponen elektronis : pengendali perangkat berupa chip controller 

Perangkat adalah perangkat nyata yang dikendalikan chip controller di board system atau card. Controller dihubungkan dengan pemroses dan komponen-komponen lain lewat bus. Controller berbeda-beda, tapi biasanya mempunyai register-register untuk mengendalikannya.

5. Interkoneksi Antar Komponen (BUS)

Bus terdiri dari 3 macam :

1. Bus alamat (address bus)
CPU mengirim alamat lokasi memori atau port yang ingin ditulis atau dibaca di bus alamat.

2. Bus data (data bus) 

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.

3. Bus kendali (control bus) 

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 

Contoh mekanisme pembacaan 

Untuk membaca data suatu lokasi 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.

6. Eksekusi Instruksi

Tahap pemrosesan instruksi :

1. Pemroses membaca instruksi dari memori (fetch) 
2. Pemroses mengeksekusi instruksi (execute) 

Eksekusi program berisi pengulangan fetch dan execute. Pemrosesan 1 instruksi disebut satu siklus instruksi. Siklus eksekusi instruksi :

7. Mode Eksekusi Instruksi

1. Mode pemakai (user mode) 

Mode dengan kewenangan rendah, program pemakai (aplikasi) biasa dieksekusi dalam mode ini. 

2. Mode sistem (system mode) 

Mode dengan kewenangan tinggi. Biasanya rutin sistem atau kendali atau kernel dieksekusi dengan mode ini. 

referensi 

http://www.gatewan.com/2016/02/skema-dasar-sistem-komputer.html

https://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_operasi

http://www.artikelsiana.com/2015/11/pengertian-sistem-operasi-fungsi-macam.html