SISTEM OPERASI

Apa itu sistem operasi?

Sistem operasi (OS) adalah program yang, setelah awalnya dimuat ke komputer oleh program boot, mengatur semua program aplikasi lain di komputer. Program aplikasi memanfaatkan sistem operasi dengan membuat permintaan layanan melalui antarmuka program aplikasi ( API ) yang ditentukan. Selain itu, pengguna dapat berinteraksi langsung dengan sistem operasi melalui antarmuka pengguna, seperti antarmuka baris perintah (CLI) atau UI grafis (GUI).

Mengapa menggunakan sistem operasi?

Sistem operasi membawa manfaat yang kuat untuk perangkat lunak komputer dan pengembangan perangkat lunak. Tanpa sistem operasi, setiap aplikasi perlu menyertakan UI-nya sendiri, serta kode komprehensif yang diperlukan untuk menangani semua fungsionalitas tingkat rendah dari komputer yang mendasarinya, seperti penyimpanan disk, antarmuka jaringan, dan sebagainya. Mempertimbangkan banyaknya perangkat keras dasar yang tersedia, ini akan sangat membengkakkan ukuran setiap aplikasi dan membuat pengembangan perangkat lunak menjadi tidak praktis.

Sebaliknya, banyak tugas umum, seperti mengirim paket jaringan atau menampilkan teks pada perangkat keluaran standar, seperti tampilan, dapat dialihkan ke perangkat lunak sistem yang berfungsi sebagai perantara antara aplikasi dan perangkat keras. Perangkat lunak sistem menyediakan cara yang konsisten dan berulang bagi aplikasi untuk berinteraksi dengan perangkat keras tanpa aplikasi perlu mengetahui detail apa pun tentang perangkat keras.

Selama setiap aplikasi mengakses sumber daya dan layanan yang sama dengan cara yang sama, perangkat lunak sistem itu — sistem operasi — dapat melayani hampir semua aplikasi. Ini sangat mengurangi jumlah waktu dan pengkodean yang diperlukan untuk mengembangkan dan men-debug aplikasi, sekaligus memastikan bahwa pengguna dapat mengontrol, mengonfigurasi, dan mengelola perangkat keras sistem melalui antarmuka yang umum dan dipahami dengan baik.

Setelah diinstal, sistem operasi bergantung pada pustaka driver perangkat yang luas untuk menyesuaikan layanan OS dengan lingkungan perangkat keras tertentu. Dengan demikian, setiap aplikasi dapat melakukan panggilan umum ke perangkat penyimpanan, tetapi OS menerima panggilan tersebut dan menggunakan driver yang sesuai untuk menerjemahkan panggilan tersebut menjadi tindakan (perintah) yang diperlukan untuk perangkat keras yang mendasarinya pada komputer tertentu tersebut. Saat ini, sistem operasi menyediakan platform komprehensif yang mengidentifikasi, mengonfigurasi, dan mengelola serangkaian perangkat keras, termasuk prosesor; perangkat memori dan manajemen memori; chipset; penyimpanan; jaringan; komunikasi port, seperti Video Graphics Array (VGA), High-Definition Multimedia Interface (HDMI) dan Universal Serial Bus (USB); dan antarmuka subsistem, seperti Peripheral Component Interconnect Express (PCIe).

Apa saja fungsi sistem operasi?

Sistem operasi menyediakan tiga kemampuan penting: Ia menawarkan UI melalui CLI atau GUI; itu meluncurkan dan mengelola eksekusi aplikasi; dan itu mengidentifikasi dan memaparkan sumber daya perangkat keras sistem ke aplikasi tersebut — biasanya, melalui API standar.

UI. Setiap sistem operasi memerlukan UI, yang memungkinkan pengguna dan administrator berinteraksi dengan OS untuk menyiapkan, mengonfigurasi, dan bahkan memecahkan masalah sistem operasi dan perangkat keras yang mendasarinya. Ada dua jenis utama UI yang tersedia: CLI dan GUI.

CLI, atau jendela mode terminal , menyediakan antarmuka berbasis teks di mana pengguna mengandalkan keyboard tradisional untuk memasukkan perintah, parameter, dan argumen tertentu yang terkait dengan tugas tertentu. GUI, atau desktop , menyediakan antarmuka visual berdasarkan ikon dan simbol tempat pengguna bergantung pada gerakan yang disampaikan oleh perangkat antarmuka manusia, seperti panel sentuh, layar sentuh, dan perangkat mouse.

GUI paling sering digunakan oleh pengguna biasa atau pengguna akhir yang terutama tertarik untuk memanipulasi file dan aplikasi, seperti mengklik dua kali ikon file untuk membuka file dalam aplikasi defaultnya. CLI tetap populer di kalangan pengguna tingkat lanjut dan administrator sistem yang harus menangani serangkaian perintah yang sangat terperinci dan berulang secara teratur, seperti membuat dan menjalankan skrip untuk menyiapkan komputer pribadi (PC) baru untuk karyawan.

Manajemen aplikasi. Sistem operasi menangani peluncuran dan pengelolaan setiap aplikasi. Ini biasanya mendukung serangkaian perilaku, termasuk berbagi waktu beberapa proses, atau utas , sehingga berbagai tugas dapat berbagi waktu prosesor yang tersedia; menangani interupsi yang dihasilkan aplikasi untuk mendapatkan perhatian langsung dari prosesor, memastikan ada cukup memori untuk menjalankan aplikasi dan data terkaitnya tanpa mengganggu proses lain; melakukan penanganan kesalahan yang dapat menghapus proses aplikasi dengan anggun; dan melakukan manajemen memori tanpa mengganggu aplikasi lain atau OS.

Sistem operasi juga dapat mendukung API yang memungkinkan aplikasi menggunakan fungsi OS dan perangkat keras tanpa perlu mengetahui apa pun tentang OS tingkat rendah atau status perangkat keras. Sebagai contoh, API Windows dapat mengaktifkan program untuk mendapatkan input dari keyboard atau mouse; membuat elemen GUI, seperti jendela dialog dan tombol; membaca dan menulis file ke perangkat penyimpanan; dan banyak lagi. Aplikasi hampir selalu disesuaikan untuk menggunakan sistem operasi tempat aplikasi ingin dijalankan.

Selain itu, sistem operasi dapat melakukan layanan berikut untuk aplikasi:

• Dalam sistem operasi multitasking, di mana banyak program dapat berjalan pada saat yang sama, OS menentukan aplikasi mana yang harus dijalankan dalam urutan apa dan berapa banyak waktu yang harus diberikan untuk setiap aplikasi sebelum memberikan giliran pada aplikasi lain.
• Ini menangani input/output (I/O) ke dan dari perangkat keras yang terpasang, seperti hard disk, printer, dan port dial-up.
• Ini mengirimkan pesan ke setiap aplikasi atau pengguna interaktif — atau ke operator sistem — tentang status operasi dan kesalahan apa pun yang mungkin terjadi.
• Ini dapat membongkar manajemen pekerjaan batch — misalnya, mencetak — sehingga aplikasi yang memulai dibebaskan dari pekerjaan ini.
• Pada komputer yang dapat menyediakan pemrosesan paralel, sistem operasi dapat mengatur cara membagi program agar berjalan di lebih dari satu prosesor dalam satu waktu.

Semua platform komputer utama (perangkat keras dan perangkat lunak) memerlukan, dan terkadang menyertakan, sistem operasi, dan sistem operasi harus dikembangkan dengan fitur yang berbeda untuk memenuhi kebutuhan khusus dari berbagai faktor bentuk.

Manajemen perangkat. Sistem operasi bertanggung jawab untuk mengidentifikasi, mengonfigurasi, dan menyediakan aplikasi dengan akses umum ke perangkat perangkat keras komputer yang mendasarinya. Saat OS mengenali dan mengidentifikasi perangkat keras, OS akan menginstal driver perangkat yang sesuai yang memungkinkan OS dan aplikasi yang berjalan di OS untuk menggunakan perangkat tanpa pengetahuan khusus tentang perangkat keras atau perangkat tersebut.

Sistem operasi bertanggung jawab untuk mengidentifikasi printer yang benar dan menginstal driver printer yang sesuai sehingga aplikasi hanya perlu melakukan panggilan ke printer tanpa harus menggunakan kode atau perintah yang khusus untuk printer tersebut — itulah tugas sistem operasi. Situasinya serupa untuk perangkat lain, seperti port USB; port jaringan; perangkat grafis, seperti graphics processing unit (GPU); chipset motherboard; dan perangkat penyimpanan, seperti adapter disk Serial-Attached SCSI (SAS) dan disk yang diformat dengan sistem file yang sesuai.

OS mengidentifikasi dan mengonfigurasi perangkat fisik dan logis untuk layanan dan biasanya mencatatnya dalam struktur standar, seperti Windows Registry. Produsen perangkat menambal dan memperbarui driver secara berkala, dan OS harus memperbaruinya untuk memastikan kinerja dan keamanan perangkat terbaik. Saat perangkat diganti, OS juga menginstal dan mengonfigurasi driver baru.

Macam-macam sistem operasi dan contohnya

Meskipun peran mendasar dari sistem operasi ada di mana-mana, ada sistem operasi yang tak terhitung jumlahnya yang melayani berbagai kebutuhan perangkat keras dan pengguna.

Sistem operasi tujuan umum. Sebuah OS tujuan umum mewakili susunan sistem operasi yang dimaksudkan untuk menjalankan banyak aplikasi pada berbagai pilihan perangkat keras, memungkinkan pengguna untuk menjalankan satu atau lebih aplikasi atau tugas secara bersamaan. OS tujuan umum dapat diinstal pada banyak model desktop dan laptop yang berbeda dan menjalankan aplikasi dari sistem akuntansi ke database ke browser web hingga game. Sistem operasi tujuan umum biasanya berfokus pada proses (utas) dan manajemen perangkat keras untuk memastikan bahwa aplikasi dapat secara andal berbagi berbagai perangkat keras komputasi yang ada.

Sistem operasi desktop yang umum termasuk yang berikut:

• Windows adalah sistem operasi andalan Microsoft, standar de facto untuk komputer rumahan dan bisnis. Diperkenalkan pada tahun 1985, OS berbasis GUI telah dirilis dalam banyak versi sejak saat itu. Windows 95 yang ramah pengguna sebagian besar bertanggung jawab atas perkembangan pesat komputasi personal.
• Mac OS adalah sistem operasi untuk jajaran PC dan workstation Apple Macintosh.
• Unix adalah sistem operasi multiuser yang dirancang untuk fleksibilitas dan kemampuan beradaptasi. Awalnya dikembangkan pada tahun 1970-an, Unix adalah salah satu sistem operasi pertama yang ditulis dalam bahasa C.
• Linux adalah sistem operasi mirip Unix yang dirancang untuk memberikan alternatif gratis atau berbiaya rendah kepada pengguna PC. Linux memiliki reputasi sebagai sistem yang efisien dan berkinerja cepat.

Sistem operasi seluler. Sistem operasi seluler dirancang untuk mengakomodasi kebutuhan unik komputasi seluler dan perangkat yang berpusat pada komunikasi, seperti smartphone dan tablet. Perangkat seluler biasanya menawarkan sumber daya komputasi yang terbatas dibandingkan dengan PC tradisional, dan OS harus diskalakan kembali dalam ukuran dan kompleksitas untuk meminimalkan penggunaan sumber dayanya sendiri, sambil memastikan sumber daya yang memadai untuk satu atau lebih aplikasi yang berjalan di perangkat. Sistem operasi seluler cenderung menekankan kinerja yang efisien, daya tanggap pengguna, dan perhatian yang cermat terhadap tugas penanganan data, seperti mendukung streaming media. Apple iOS dan Google Android adalah contoh sistem operasi seluler.

Sistem operasi tertanam. Tidak semua perangkat komputasi adalah tujuan umum. Beraneka ragam perangkat khusus — termasuk asisten digital rumah, anjungan tunai mandiri (ATM), sistem pesawat, terminal titik penjualan ritel (POS), dan perangkat Internet of Things (IoT) — termasuk komputer yang memerlukan sistem operasi. Perbedaan utamanya adalah bahwa perangkat komputasi terkait hanya melakukan satu hal utama, sehingga OS sangat dipreteli dan didedikasikan untuk kinerja dan ketahanan. OS harus berjalan dengan cepat, tidak macet, dan menangani semua kesalahan dengan baik agar dapat terus beroperasi dalam segala keadaan. Dalam kebanyakan kasus, OS disediakan pada sebuah chip yang dimasukkan ke dalam perangkat yang sebenarnya. Perangkat medis yang digunakan dalam peralatan pendukung kehidupan pasien, misalnya, akan menggunakanOS tertanam yang harus berjalan dengan andal agar pasien tetap hidup. Embedded Linux adalah salah satu contoh OS tertanam.

Sistem operasi jaringan. Sistem operasi jaringan (NOS) adalah OS khusus lainnya yang dimaksudkan untuk memfasilitasi komunikasi antar perangkat yang beroperasi pada jaringan area lokal ( LAN ). NOS menyediakan tumpukan komunikasi yang diperlukan untuk memahami protokol jaringan untuk membuat, menukar, dan menguraikan paket jaringan. Saat ini, konsep NOS khusus sebagian besar sudah usang karena jenis OS lain sebagian besar menangani komunikasi jaringan. Windows 10 dan Windows Server2019, misalnya, mencakup kemampuan jaringan yang komprehensif. Konsep NOS masih digunakan untuk beberapa perangkat jaringan, seperti router, switch, dan firewall, dan pabrikan dapat menggunakan NOSe berpemilik, termasuk Sistem Operasi Internetwork Cisco (IOS), RouterOS, dan ZyNOS.

Sistem operasi waktu nyata. Ketika perangkat komputasi harus berinteraksi dengan dunia nyata dalam batasan waktu yang konstan dan berulang, produsen perangkat dapat memilih untuk menggunakan sistem operasi real-time ( RTOS). Misalnya, sistem kontrol industri dapat mengarahkan operasi pabrik atau pembangkit listrik yang luas. Fasilitas semacam itu akan menghasilkan sinyal dari berbagai sensor dan juga mengirim sinyal untuk mengoperasikan katup, aktuator, motor, dan perangkat lain yang tak terhitung jumlahnya. Dalam situasi ini, sistem kontrol industri harus merespons dengan cepat dan dapat diprediksi terhadap perubahan kondisi dunia nyata — jika tidak, bencana dapat terjadi. RTOS harus berfungsi tanpa buffering, latensi pemrosesan, dan penundaan lainnya, yang dapat diterima dengan sempurna di jenis sistem operasi lainnya. Dua contoh RTOS termasuk FreeRTOS dan VxWorks.

Perbedaan antara jenis sistem operasi tidak mutlak, dan beberapa sistem operasi dapat memiliki karakteristik yang sama dengan yang lain. Misalnya, sistem operasi tujuan umum secara rutin mencakup kemampuan jaringan yang ditemukan di NOS tradisional. Demikian pula, sistem operasi yang disematkan biasanya menyertakan atribut RTOS, sementara sistem operasi seluler biasanya masih dapat menjalankan banyak aplikasi secara bersamaan seperti sistem operasi tujuan umum lainnya.