Computer  and Operating Systems Overview

Sistem operasi (OS) adalah perantara antara pengguna dan perangkat keras komputer. Ini menyediakan pengguna sebuah lingkungan di mana pengguna dapat menjalankan program mudah dan efisien.

Dalam istilah teknis, Ini adalah perangkat lunak yang mengelola hardware. Sistem operasi mengontrol alokasi sumber daya dan jasa seperti memori, prosesor, perangkat dan informasi.

Definisi

Sebuah sistem operasi adalah program yang bertindak sebagai antarmuka antara pengguna dan perangkat keras komputer dan mengontrol pelaksanaan semua jenis program.

Berikut ini adalah beberapa fungsi penting dari sebuah sistem operasi.

• Manajemen memori
• Processor Manajemen
• Manajemen perangkat
• Manajemen File
• Keamanan
• Kontrol atas kinerja sistem
• Akuntansi pekerjaan
• Kesalahan mendeteksi bantu
• Koordinasi antara perangkat lunak lain dan pengguna

Manajemen memori

Manajemen memori mengacu pada pengelolaan memori primer atau memori utama. Memori utama adalah array besar kata-kata atau byte di mana setiap kata atau byte memiliki alamat sendiri.

Memori utama menyediakan penyimpanan yang cepat yang dapat diakses langsung oleh CPU. Jadi untuk program yang akan dieksekusi, itu harus di memori utama. Sistem operasi melakukan kegiatan berikut untuk manajemen memori.

• Terus trek dari memori utama yaitu apa bagian dari itu sedang digunakan oleh siapa, apa bagian yang tidak digunakan.
• Dalam multiprogramming, OS memutuskan proses yang akan mendapatkan memori kapan dan berapa banyak.
• Mengalokasikan memori ketika proses memintanya untuk melakukannya.
• De-mengalokasikan memori ketika proses tidak lagi membutuhkan atau telah dihentikan.

• Terus trek dari prosesor dan status proses. Program yang bertanggung jawab untuk tugas ini dikenal sebagai lalu lintas pengendali.
• Mengalokasikan prosesor (CPU) ke proses.
• De-mengalokasikan prosesor ketika prosesor tidak lagi diperlukan.

Manajemen perangkat

OS mengelola komunikasi perangkat melalui driver masing-masing. Sistem operasi melakukan kegiatan berikut untuk manajemen perangkat.

• Membuat trek dari semua perangkat. Program bertanggung jawab untuk tugas ini dikenal sebagai I / O controller.
• Memutuskan proses yang mendapatkan perangkat kapan dan untuk berapa banyak waktu.
• Mengalokasikan perangkat dalam cara yang efisien.
• De-mengalokasikan perangkat.

Manajemen File

Sebuah sistem file biasanya diatur dalam direktori untuk navigasi yang mudah dan penggunaan. Direktori ini mungkin berisi file dan arah lainnya. Sistem operasi melakukan kegiatan berikut untuk manajemen file.

• Melacak informasi, lokasi, penggunaan, status dll Fasilitas kolektif sering dikenal sebagai sistem file.
• Memutuskan siapa yang mendapat sumber daya.
• Mengalokasikan sumber daya.
• De-mengalokasikan sumber daya.

Kegiatan Penting Lainnya

Berikut adalah beberapa kegiatan penting yang Sistem Operasi tidak.

• Keamanan - Melalui kata sandi dan teknik serupa lainnya, mencegah akses tidak sah ke program dan data.
• Kontrol atas kinerja sistem - Merekam penundaan antara permintaan untuk layanan dan respon dari sistem.
• Akuntansi pekerjaan - Melacak waktu dan sumber daya yang digunakan oleh berbagai pekerjaan dan pengguna.
• Kesalahan mendeteksi bantu - Produksi pembuangan, jejak, pesan kesalahan dan debugging dan mendeteksi kesalahan bantu lainnya.
• Koordinasi antara software lain dan pengguna - koordinasi dan penugasan kompiler, interpreter, perakit dan perangkat lunak lain untuk berbagai pengguna dari sistem komputer.

Sistem operasi yang ada dari generasi komputer pertama. Sistem operasi terus berkembang selama periode waktu. Berikut ini adalah beberapa jenis penting dari sistem operasi yang paling umum digunakan.

Sistem operasi Batch

Para pengguna sistem operasi batch yang tidak berinteraksi dengan komputer secara langsung. Setiap pengguna mempersiapkan pekerjaannya pada perangkat off-line seperti kartu punch dan menyerahkan ke operator komputer. Untuk mempercepat proses, pekerjaan dengan kebutuhan serupa batched bersama-sama dan dijalankan sebagai sebuah kelompok. Dengan demikian, programmer meninggalkan program mereka dengan operator. Operator kemudian macam program ke batch dengan persyaratan yang sama.
Masalah dengan Sistem Batch mengikuti.

·         Kurangnya interaksi antara pengguna dan pekerjaan.

·         CPU sering menganggur, karena kecepatan mekanik perangkat I / O lebih lambat dari CPU.

·         Sulit untuk memberikan prioritas yang diinginkan.

Sistem operasi time-sharing

Berbagi waktu adalah teknik yang memungkinkan banyak orang, yang terletak di berbagai terminal, menggunakan sistem komputer tertentu pada waktu yang sama. Time-sharing atau multitasking adalah perpanjangan logis dari multiprogramming. Waktu prosesor yang dibagi di antara beberapa pengguna secara bersamaan disebut sebagai time-sharing. Perbedaan utama antara Sistem Batch Multiprogrammed dan Time-Sharing System adalah bahwa dalam kasus sistem batch yang Multiprogrammed, tujuannya adalah untuk memaksimalkan penggunaan prosesor, sedangkan di tujuan Time-Sharing System adalah untuk meminimalkan waktu respon.
Beberapa pekerjaan yang dijalankan oleh CPU dengan beralih di antara mereka, tetapi switch sehingga sering terjadi. Dengan demikian, dapat pengguna menerima tanggapan segera. Misalnya, dalam proses transaksi, prosesor mengeksekusi setiap program pengguna dalam ledakan singkat atau kuantum komputasi. Artinya jika pengguna n yang hadir, setiap pengguna bisa mendapatkan waktu quantum. Ketika pengguna mengirimkan perintah, waktu respon dalam beberapa detik paling banyak.
Sistem operasi menggunakan CPU penjadwalan dan multiprogramming untuk memberikan setiap pengguna dengan sebagian kecil dari waktu. Sistem komputer yang dirancang terutama sebagai sistem batch yang telah dimodifikasi untuk sistem time-sharing.
Keuntungan dari sistem operasi Timesharing mengikuti

·         Memberikan keuntungan dari respon cepat.

·         Menghindari duplikasi software.

·         Mengurangi CPU waktu idle.

Kekurangan dari sistem operasi Timesharing mengikuti.

·         Masalah keandalan.

·         Pertanyaan keamanan dan integritas program pengguna dan data.

·         Masalah komunikasi data.

Didistribusikan Sistem operasi

Sistem terdistribusi menggunakan beberapa prosesor sentral untuk melayani beberapa aplikasi real time dan beberapa pengguna. Pekerjaan pengolahan data didistribusikan di antara prosesor sesuai untuk yang satu dapat melakukan setiap pekerjaan yang paling efisien.
Prosesor berkomunikasi dengan satu sama lain melalui berbagai jalur komunikasi (seperti kecepatan tinggi bus atau jalur telepon). Ini disebut sebagai sistem longgar ditambah atau sistem terdistribusi. Prosesor dalam sistem terdistribusi dapat bervariasi dalam ukuran dan fungsi. Prosesor ini disebut sebagai situs, node, komputer dan sebagainya.
Keuntungan dari sistem terdistribusi mengikuti.

·         Dengan sumber daya pengguna fasilitas berbagi di satu lokasi mungkin dapat menggunakan sumber daya yang tersedia di lain.

·         Speedup pertukaran data dengan satu sama lain melalui surat elektronik.

·         Jika salah satu situs gagal dalam sistem terdistribusi, situs yang tersisa berpotensi dapat terus beroperasi.

·         Layanan yang lebih baik kepada pelanggan.

·         Pengurangan beban pada komputer host.

·         Pengurangan keterlambatan dalam pengolahan data.

Sistem operasi jaringan

Jaringan Sistem Operasi berjalan pada server dan dan menyediakan server kemampuan untuk mengelola data, pengguna, kelompok, keamanan, aplikasi, dan fungsi jaringan lainnya. Tujuan utama dari sistem operasi jaringan adalah untuk memungkinkan file yang bersama dan akses printer antara beberapa komputer dalam jaringan, biasanya jaringan area lokal (LAN), jaringan pribadi atau ke jaringan lain. Contoh sistem operasi jaringan adalah Microsoft Windows Server 2003, Microsoft Windows Server 2008, UNIX, Linux, Mac OS X, Novell NetWare, dan BSD.
Keuntungan dari sistem operasi jaringan berikut.

·         Server terpusat yang sangat stabil.

·         Keamanan server yang dikelola.

·         Upgrade ke teknologi baru dan hardware dapat dengan mudah diintegrasikan ke dalam sistem.

·         Remote akses ke server mungkin dari lokasi yang berbeda dan jenis sistem.

Kelemahan sistem operasi jaringan berikut.

·         Tingginya biaya membeli dan menjalankan server.

·         Ketergantungan pada lokasi pusat untuk kebanyakan operasi.

·         Pemeliharaan rutin dan pembaruan yang diperlukan.

Sistem operasi Real Time

Sistem waktu nyata adalah mendefinisikan sebagai sistem pengolahan data di mana interval waktu yang diperlukan untuk memproses dan menanggapi masukan sangat kecil sehingga mengontrol lingkungan. Pengolahan real time selalu on line sedangkan pada sistem online tidak perlu real time. Waktu yang dibutuhkan oleh sistem untuk merespon masukan dan menampilkan informasi yang diperlukan diperbarui disebut sebagai waktu respon. Jadi dalam metode ini waktu respon sangat kurang dibandingkan dengan pengolahan online.
Sistem real-time digunakan ketika ada persyaratan waktu kaku pada operasi prosesor atau aliran data dan sistem real-time dapat digunakan sebagai alat kontrol dalam aplikasi khusus. Sistem operasi real-time telah didefinisikan dengan baik, kendala waktu tetap jika tidak, sistem akan fail.For contoh percobaan ilmiah, sistem pencitraan medis, sistem kontrol industri, sistem senjata, robot, dan pengendali rumah-applicance, sistem kontrol lalu lintas udara dll
Ada dua jenis sistem operasi real-time.

Sistem sulit real-time

Sistem sulit real-time menjamin bahwa tugas-tugas penting selesai tepat waktu. Dalam sistem real-time keras penyimpanan sekunder terbatas atau hilang dengan data yang tersimpan di ROM. Dalam sistem ini memori virtual hampir tidak pernah ditemukan.

Sistem real-time lembut

Sistem real time lunak kurang ketat. Kritis tugas real-time mendapat prioritas di atas tugas-tugas lain dan mempertahankan prioritas sampai selesai. Sistem real-time lembut telah utilitas daripada hard real-time systems.For contoh terbatas, Multimedia, virtual reality, Advanced Projects Ilmiah suka eksplorasi bawah laut dan penemu planet dll
Sistem Operasi menyediakan layanan untuk kedua pengguna dan program.

·         Ini menyediakan program, lingkungan untuk mengeksekusi.

·         Ini menyediakan pengguna, layanan untuk menjalankan program dengan cara yang mudah.

Berikut ini adalah beberapa layanan umum yang disediakan oleh sistem operasi.

·         Pelaksanaan program

·         I / O operasi

·         Manipulasi file Sistem

·         Komunikasi

·         Kesalahan Deteksi

·         Alokasi sumber daya

·         Perlindungan

Pelaksanaan program

Sistem operasi menangani berbagai jenis kegiatan dari program pengguna dengan program sistem seperti printer spooler, nama server, file server dll Masing-masing kegiatan ini dirumuskan sebagai suatu proses.
Sebuah proses meliputi pelaksanaan lengkap konteks (kode untuk mengeksekusi, data untuk memanipulasi, register, sumber OS digunakan). Berikut ini adalah kegiatan utama dari sistem operasi sehubungan dengan manajemen program.

·         Beban program ke dalam memori.

·         Mengeksekusi program.

·         Menangani pelaksanaan program.

·         Menyediakan mekanisme untuk sinkronisasi proses.

·         Menyediakan mekanisme untuk komunikasi proses.

·         Menyediakan mekanisme untuk penanganan deadlock.

I / O Operasi

I / O subsistem terdiri dari perangkat I / O dan perangkat lunak driver mereka sesuai. Driver menyembunyikan kekhususan hardware dari pengguna sebagai driver perangkat tahu kekhasan perangkat tertentu.
Sistem operasi mengelola komunikasi antara pengguna dan perangkat driver. Berikut ini adalah kegiatan utama dari sistem operasi sehubungan dengan I / O Operasi.

·         I / O operasi berarti membaca atau menulis operasi dengan file atau spesifik perangkat I / O.

·         Program mungkin memerlukan perangkat I / O saat menjalankan.

·         Sistem operasi menyediakan akses ke diperlukan I / O perangkat bila diperlukan.

Struktur berkas

Sebuah file merupakan kumpulan informasi terkait. Komputer dapat menyimpan file pada disk (penyimpanan sekunder), untuk tujuan penyimpanan jangka panjang. Beberapa contoh media penyimpanan pita magnetik, magnetic disk dan optical disk drive seperti CD, DVD. Masing-masing media ini memiliki sifat sendiri seperti metode kecepatan, kapasitas, kecepatan transfer data dan akses data.
Sebuah sistem file biasanya diatur dalam direktori untuk navigasi yang mudah dan penggunaan. Direktori ini mungkin berisi file dan arah lainnya. Berikut ini adalah kegiatan utama dari sistem operasi sehubungan dengan mengajukan manajemen.

·         Program perlu membaca file atau menulis file.

·         Sistem operasi memberikan izin untuk program untuk operasi pada file.

·         Izin bervariasi dari read-only, read-write, membantah dan sebagainya.

·         Sistem operasi menyediakan sebuah antarmuka untuk pengguna untuk membuat / menghapus file.

·         Sistem operasi menyediakan antarmuka kepada pengguna untuk membuat / menghapus direktori.

·         Sistem operasi menyediakan antarmuka untuk membuat cadangan dari sistem file.

Komunikasi

Dalam kasus sistem terdistribusi yang merupakan kumpulan prosesor yang tidak berbagi memori, perangkat periferal, atau jam, sistem operasi mengelola komunikasi antara proses. Beberapa proses dengan satu sama lain melalui jalur komunikasi dalam jaringan.
OS menangani routing dan koneksi strategi, dan masalah-masalah pertentangan dan keamanan. Berikut ini adalah kegiatan utama dari sistem operasi sehubungan dengan komunikasi.

·         Dua proses sering membutuhkan data yang ditransfer antara mereka.

·         Kedua proses dapat berada di satu komputer atau pada komputer yang berbeda namun terhubung melalui jaringan komputer.

·         Komunikasi dapat diimplementasikan dengan dua metode baik dengan Shared Memory atau Pesan Passing.

Penanganan kesalahan

Kesalahan dapat terjadi kapan saja dan dimana saja. Kesalahan dapat terjadi pada CPU, I / O perangkat atau perangkat keras memori. Berikut ini adalah kegiatan utama dari sistem operasi sehubungan dengan kesalahan penanganan.

·         OS terus tetap menyadari kemungkinan kesalahan.

·         OS mengambil tindakan yang tepat untuk memastikan komputasi yang benar dan konsisten.

Pengelolaan sumber daya

Dalam kasus multi-user atau lingkungan multi-tasking, sumber daya seperti memori utama, siklus CPU dan penyimpanan file yang akan dialokasikan untuk setiap pengguna atau pekerjaan. Berikut ini adalah kegiatan utama dari sistem operasi sehubungan dengan pengelolaan sumber daya.

·         OS mengelola semua jenis sumber daya menggunakan penjadwal.

·         Algoritma penjadwalan CPU yang digunakan untuk pemanfaatan yang lebih baik dari CPU.

Perlindungan

Mengingat sistem komputer memiliki beberapa pengguna pelaksanaan bersamaan beberapa proses, maka berbagai proses harus dilindungi dari kegiatan masing-masing orang lain.
Perlindungan mengacu mekanisme atau cara untuk mengontrol akses program, proses atau pengguna untuk sumber daya didefinisikan oleh sistem komputer. Berikut ini adalah kegiatan utama dari sistem operasi sehubungan dengan perlindungan.

·         OS memastikan bahwa semua akses ke sumber daya sistem dikendalikan.

·         OS memastikan bahwa perangkat I / O eksternal dilindungi dari upaya akses tidak valid.

·         OS menyediakan fitur otentikasi untuk setiap pengguna dengan cara password.

File System Introduction

Semua file sistem terdiri dari struktur yang diperlukan untuk menyimpan dan mengelola data. Struktur ini biasanya mencakup sebuah sistem operasi boot record, direktori, dan file.

Fungsi dari File System:

1. Pelacakan dialokasikan dan ruang bebas
2. Mempertahankan direktori dan nama file
3. Pelacakan di mana setiap file secara fisik disimpan pada disk

Sistem file yang berbeda yang digunakan oleh sistem operasi yang berbeda. Beberapa sistem operasi dapat mengenali hanya satu file sistem, sementara sistem operasi lain dapat mengenali beberapa. Beberapa sistem file yang paling umum adalah sebagai berikut:

FAT (File Allocation Tabel)
Sistem berkas FAT digunakan oleh DOS, Windows 3.x, dan Windows 95. Sistem file FAT juga dapat diakses oleh Windows 98 / Me / NT / 2000, dan oleh OS / 2.
Sistem berkas FAT ditandai dengan penggunaan tabel alokasi file (FAT) dan cluster. FAT adalah jantung dari sistem file; untuk keselamatan, FAT diduplikasi untuk melindungi data dari penghapusan disengaja atau korupsi. Cluster adalah unit terkecil sistem FAT tentang penyimpanan data; satu cluster terdiri dari sejumlah tetap sektor disk. Catatan FAT yang cluster yang digunakan, yang belum digunakan, dan di mana file berada dalam cluster.
Sistem berkas FAT mendukung ukuran disk atau partisi hingga 2 GB, tetapi hanya memungkinkan
maksimum 65.525 cluster. Oleh karena itu, apa pun ukuran hard disk atau partisi,
jumlah sektor dalam satu cluster harus cukup besar sehingga semua ruang yang tersedia dapat
dimasukkan dalam kelompok 65525. Semakin besar ruang yang tersedia, semakin besar cluster
Ukuran harus.

FAT32 (File Allocation Table 32)
FAT32 adalah sistem berkas yang dapat digunakan oleh Windows 95 OEM Service Release 2 (versi 4.00.950B), Windows 98, Windows Me, dan Windows 2000. Namun, DOS, Windows 3.x, Windows NT 3.51 / 4.0, versi sebelumnya Windows 95, dan OS / 2 tidak mengenali FAT32 dan tidak dapat boot dari atau menggunakan file pada disk atau partisi FAT32.
FAT32 merupakan pengembangan dari sistem file FAT dan didasarkan pada alokasi file 32-bit
entri tabel, daripada entri 16-bit yang digunakan oleh sistem FAT. Akibatnya, FAT32
mendukung ukuran disk atau partisi yang jauh lebih besar (hingga 2 terabyte).
File FAT32 sistem menggunakan cluster yang lebih kecil daripada sistem berkas FAT, memiliki catatan duplikat boot, dan fitur direktori root yang dapat ukuran dan dapat ditempatkan dimana saja pada disk atau partisi.

NTFS (New Technology File System)
NTFS (New Technology File System) hanya dapat diakses oleh Windows NT / 2000. NTFS tidak dianjurkan untuk digunakan pada disk kurang dari 400 MB karena menggunakan banyak ruang untuk struktur sistem.
Sistem struktur pusat dari sistem file NTFS adalah MFT (Master File Table). NTFS terus beberapa salinan dari bagian kritis dari tabel master file untuk melindungi terhadap korupsi dan kehilangan data.
Seperti FAT dan FAT32, NTFS menggunakan cluster untuk menyimpan file data; Namun, ukuran cluster tidak tergantung pada ukuran disk atau partisi. Sebuah ukuran cluster sekecil 512 byte dapat ditentukan, terlepas dari apakah sebuah partisi adalah 500 MB atau 5 GB. Menggunakan kelompok kecil tidak hanya mengurangi jumlah ruang disk yang terbuang, tetapi juga mengurangi berkas
fragmentasi, suatu kondisi dimana file yang rusak lebih banyak cluster noncontiguous,
sehingga akses file lebih lambat. Karena kemampuannya untuk menggunakan kelompok kecil, NTFS menyediakan
kinerja yang baik pada drive besar.
Akhirnya, sistem file NTFS mendukung memperbaiki panas, proses melalui mana bad sector secara otomatis terdeteksi dan ditandai, sehingga mereka tidak akan digunakan.

HPFS (High Performance File System)
The HPFS adalah sistem file pilihan untuk OS / 2 dan juga didukung oleh versi Windows NT. Berbeda dengan sistem berkas FAT, HPFS macam direktori yang berdasarkan nama file. HPFS juga menggunakan struktur yang lebih efisien untuk mengatur direktori. Akibatnya, akses file seringkali lebih cepat dan ruang yang digunakan lebih efisien daripada dengan sistem file FAT.
HPFS mengalokasikan file data di sektor bukan cluster. Untuk melacak yang sektor memiliki atau belum digunakan, HPFS menyelenggarakan disk atau partisi ke 8 MB band, dengan 2 KB alokasi bitmap antara band. Banding ini meningkatkan kinerja karena membaca / menulis kepala tidak harus kembali ke nol melacak setiap kali OS kebutuhan untuk mengakses informasi tentang ruang yang tersedia atau lokasi file yang dibutuhkan itu.

NetWare File System
Sistem operasi Novell NetWare menggunakan NetWare File System, yang dikembangkan secara khusus untuk digunakan oleh server NetWare.

Linux Ext2, ext3 dan Linux Swap
Linux Ext2 dan Linux file sistem Swap dikembangkan untuk OS GNU / Linux. Sistem file Linux Ext2 mendukung disk atau partisi ukuran maksimum 4 terabyte. Terlepas dari sistem file Linux Ext2 versi terbaru adalah Linux Ext3 yang menggunakan konsep jurnal.