DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Definisi Sistem Operasi Waktu Nyata
2.2 Manajemen Proses
2.3 Manajemen Memori
2.4 Manajemen Output Input
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Sistem waktu nyata saat ini sangat diperlukan untuk berbagai bidang yang ada didalam kehidupan manusia. Pada saat ini sistem waktu-nyata mungkin menjadi salah satu kebutuhan Karena dimana-mana system ini dipakai hamper semua hal. Contoh pada saat pengambilan uang di ATM ketika salah memasukan password ketiga kalinya akan diblokir. Contoh tersebut menunjukkan betapa pentingnya sebuah real time system dalam aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari manusia. contoh tersebut adalah salah satu dari sekian banyak dari penerapan sebuah system waktu nyata.
Trend saat ini di bidang teknologi adalah penggabungan data multimedia ke dalam sistem komputer. Bagaimanapun juga, sebuah sistem operasi seharusnya dapat menangani jenis data multimedia ini dengan baik. Multimedia merupakan salah satu aplikasi waktu nyata. Sistem waktu nyata yang digunakan pada aplikasi multimedia memiliki persyaratan yang berbeda dengan persyaratan yang harus dipenuhi pada sistem yang dipelajari pada bab-bab sebelumnya. Persyaratan yang harus dipenuhi pada sistem waktu nyata adalah hasil komputasi yang dihasilkan benar dan selesai pada batas waktu yang telah ditentukan. Oleh karena itu, algoritma penjadwalan yang tradisional haruslah dimodifikasi sehingga dapat memenuhi persyaratan batas waktu yang diminta. Dengan pembuatan makalah ini dapat memnbantu untuk mengetahui ilmu pengetahuan-ilmu pengetahuan yang belum dimengerti dari hal yang system waktu nyata ini.
1.2 Rumusan masalah
Permasalahan yang ingin dikemukakan dari penyusunan makalah ini adalah apa yang dimaksud dari sistem operasi waktu nyata. Apakah fungsi dari system waktu nyata dan contoh penggunaan system waktu nyata dalam kehidupan nyata. Serta membahas tentang manajemen proses, manajemen memori, manajemen input output.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Definisi Sistem Operasi Waktu Nyata
Menurut definisi Kamus komputer Oxford: Setiap sistem yang waktu terjadinya output sangat signifikan. Jarak antara waktu input terhadapat waktu terjadinya output harus sangat kecil terhadap waktu
yang diperbolehkan. Menurut Cooling pada buku Software Design for Real Time Systems (1991): Sistem Waktu Nyata adalah sistem yang harus memprodukis respon yang tepat dalam suatu batasan waktu yang tentu. Komputer yang responnya melebihi batasan waktu ini akan memberikan performansi yang terdegradasi atau malfunction Sebuah sistem waktu nyata membaca input dari plant dan mengirim sinyal kontrol ke plant pada waktu-waktu yang ditentukan oleh pertimbangan operasional dari plant bukan oleh system computer. Menurut Bennet: Sebuah program yang ketepatan operasinya tergantung pada hasil logika komputasi dan waktu suatu hasil diproduksi. Klasifikasi Sistem Waktu Nyata Suatu ciri sistem waktu nyata adalah komputer yang terhubung dengan lingkungan melalui peralatan interfacing yang banyak dan komputer menerima dan mengirim bervariasi sinyal. Contoh Sistem Waktu Nyata:
yang diperbolehkan. Menurut Cooling pada buku Software Design for Real Time Systems (1991): Sistem Waktu Nyata adalah sistem yang harus memprodukis respon yang tepat dalam suatu batasan waktu yang tentu. Komputer yang responnya melebihi batasan waktu ini akan memberikan performansi yang terdegradasi atau malfunction Sebuah sistem waktu nyata membaca input dari plant dan mengirim sinyal kontrol ke plant pada waktu-waktu yang ditentukan oleh pertimbangan operasional dari plant bukan oleh system computer. Menurut Bennet: Sebuah program yang ketepatan operasinya tergantung pada hasil logika komputasi dan waktu suatu hasil diproduksi. Klasifikasi Sistem Waktu Nyata Suatu ciri sistem waktu nyata adalah komputer yang terhubung dengan lingkungan melalui peralatan interfacing yang banyak dan komputer menerima dan mengirim bervariasi sinyal. Contoh Sistem Waktu Nyata:
• Proses pengambilan uang pada ATM
• Proses login atau pendaftaran online
• Proses pengenalan sidik jari pada absensi
• Proses perekaman suara
• Sistem pendeteksian dan alarm
• Sistem pengiriman data transmisi (TV, Telepon)
• Proses isi ulang pulsa
• Sistem Waktu Nyata diklasifikasikan menjadi
• Event-based Task (aperiodic)
• Interactive Systems
Adapun pengertian lain dari system waktu nyata yaiyu, Sistem waktu nyata adalah sebuah sistem komputer yang tidak hanya membutuhkan hasil komputasi yang benar tetapi juga harus sesuai dengan batas waktu yang dikehendaki. Hasil dari komputasi yang dilakukan (jika benar) mungkin tidak dalam nilai real. Sistem waktu nyata banyak digunakan dalam bermacam-macam aplikasi. Sistem waktu nyata tersebut ditanam di dalam alat khusus, seperti di kamera, mp3 players, serta di pesawat dan mobil. Beberapa sistem waktu nyata diidentifikasi sebagai sistem safety-critical, dalam skenario ini sistem waktu nyata harus merespon kejadian dalam batas waktu yang telah ditentukan, jika tidak dapat memenuhi batas waktu yang ditentukan maka akan terjadi bencana. Sistem manajemen penerbangan merupakan sebuah contoh sebuah sistem waktu nyata sebagai sistem safety-critical. Sistem waktu nyata dibagi menjadi dua tipe yaitu keras dan lembut. Sistem waktu nyata keras menjamin bahwa proses waktu nyata dapat diselesaikan dalam batas waktu yang telah ditentukan. Contoh: sistem safety-critical. Sistem waktu nyata lembut menyediakan prioritas untuk mendahulukan proses yang menggunakan waktu nyata dari pada proses yang tidak menggunakan waktu nyata. Contoh: Linux.
Sistem Waktu Nyata dapat dibedakan berdasarkan Batasan waktu, sistem waktu nyata dibedakan antara hard real time dan soft real time:
1. Hard Real-Time
Sistem Waktu Nyata yang harus memenuhi target waktu pada setiap kesempatan dan Sistem hard real-time dibutuhkan untuk menyelesaikan critical task dengan jaminan waktu tertentu. Jika kebutuhan waktu tidak terpenuhi, maka aplikasi akan gagal. Dalam definisi lain disebutkan bahwa kontrol sistem hard real-time dapat mentoleransi keterlambatan tidak lebih dari 100 mikro detik. Secara umum, sebuah proses di kirim dengan sebuah pernyataan jumlah waktu dimana dibutuhkan untuk menyelesaikan atau menjalankan I/O. Kemudian penjadual dapat menjamin proses untuk selesai atau menolak permintaan karena tidak mungkin dilakukan. Mekanisme ini dikenal dengan resource reservation. Oleh karena itu setiap operasi harus dijamin dengan waktu maksimum. Pemberian jaminan seperti ini tidak dapat dilakukan dalam sistem dengan secondary storage atau virtual memory, karena sistem seperti ini tidak dapat meramalkan waktu yang dibutuhkan untuk mengeksekusi suatu proses.
Contoh : dalam kehidupan sehari-hari adalah pada sistem pengontrol pesawat terbang. Dalam hal ini, keterlambatan sama sekali tidak boleh terjadi, karena dapat berakibat tidak terkontrolnya pesawat terbang. Nyawa penumpang yang ada dalam pesawat tergantung dari sistem ini, karena jika sistem pengontrol tidak dapat merespon tepat waktu, maka dapat menyebabkan kecelakaan yang merenggut korban jiwa. Dan contoh lain Pengontrolan Temperatur blower.
Contoh : dalam kehidupan sehari-hari adalah pada sistem pengontrol pesawat terbang. Dalam hal ini, keterlambatan sama sekali tidak boleh terjadi, karena dapat berakibat tidak terkontrolnya pesawat terbang. Nyawa penumpang yang ada dalam pesawat tergantung dari sistem ini, karena jika sistem pengontrol tidak dapat merespon tepat waktu, maka dapat menyebabkan kecelakaan yang merenggut korban jiwa. Dan contoh lain Pengontrolan Temperatur blower.
2. Soft Real-Time
Sistem Waktu Nyata yang tidak harus memenuhi target waktu tetapi harus memenuhi suatu nilai dan adapun pengertian lain dari soft real time. Soft real time adalah Komputasi soft real-time memiliki sedikit kelonggaran. Dalam sistem ini, proses yang kritis menerima prioritas lebih daripada yang lain. Walaupun menambah fungsi soft real-time ke sistem time sharing mungkin akan mengakibatkan ketidakadilan pembagian sumber daya dan mengakibatkan delay yang lebih lama, atau mungkin menyebabkan starvation, hasilnya adalah tujuan secara umum sistem yang dapat mendukung multimedia, grafik berkecepatan tinggi, dan variasi tugas yang tidak dapat diterima di lingkungan yang tidak mendukung komputasi soft real-time ketepatan yang diambil dari nilai rata-rata. Contoh : penerapan sistem ini dalam kehidupan sehari-hari adalah padaalat penjual/pelayan otomatis. Jika mesin yang menggunakan sistem ini telah lama digunakan, maka mesin tersebut dapat mengalami penurunan kualitas, misalnya waktu pelayanannya menjadi lebih lambat dibandingkan ketika masih baru.
2.2 Manajemen Proses
Proses adalah program yang sedang di jalankan atau software yang sedang dilaksanakan termasuk sistem operasi yang disusun menjadi sejumlah proses sequential.Keberadaan sistem operasi dalam sistem komputer adalah sebagai perangkat lunak yang mempunyai tugas mengendalikan dan mengkoordinasikan seluruh hardware dan software sebagai sumber daya komputer sekaligus memberikan pelayanan kepada program aplikasi dan pemrogram untuk memudahkan pemanfaatan sumber dayanya. Proses sebagai suatu entitas yang dinamis mengandung sejumlah instruksi, data, program counter, kumpulan register serta stack yang berisi alamat memori. Proses juga dapat dikatak sebagai program yang sedang dieksekusi (program aplikasi / sistem operasi). Proses dapat dikatakan sebagai unit kerja terkecil yang secara individu memiliki sumber daya – sumber daya dan dijadwalkan oleh sistem operasi. Dengan demikian sistem operasi mempunyai kegiatan yang sangat kompleks dalam mengelola seluruh sumber daya dan memberikan pelayanan terhadap proses – proses sesuai kebutuhan. Kegiatan tersebut menjadikan sistem operasi membutuhkan suatu manajemen proses.
Beberapa Istilah yang berkaitan dengan Sistem Operasi
1. Multi programming (multitasking)
Suatu komputer dikatakan berkemampuan multiprogramming jika komputer tersebut mampu melaksanakan tugas atau menjalankan sejumlah program secara bersama – sama.
Untuk itu komputer memerlukan sistem operasi yang dapat mendukung komputer menjalankan tugas multiprogramming. Sistem Operasi Komputer yang dapat mendukung multiprogramming antara lain : MS Wondows 3.0, Windows 95, Windows 98, Windows 2000, Windows NT, Linux, OS/2.
Untuk itu komputer memerlukan sistem operasi yang dapat mendukung komputer menjalankan tugas multiprogramming. Sistem Operasi Komputer yang dapat mendukung multiprogramming antara lain : MS Wondows 3.0, Windows 95, Windows 98, Windows 2000, Windows NT, Linux, OS/2.
Bentuk multiprogramming misalnya : Satu Komputer dapat menjalankan program EXCEL untuk pengolahan table. Saat mengolah data dengan Excel, pemakai memainkan musik dari CD ROM. Sambil memperbaiki dokumen pemakai juga mencetak dokumen yang sudah jadi. Jadi tugas yang dapat dilaksanakan komputer tersebut yaitu : pencetakan dokumen, pengolahan data, dan bermusik. Program – program yang berjalan pada dasarnya mempunyai sifat : Independen yaitu suatu program yang dapat berjalan sendiri dan tidak tergantung oleh program lain.
2. Multiprocessing
Kumpulan dari sejumlah microprosesor / pemroses yang melaksanakan satu tugas. Dalam hal ini sejumlah terminal komputer yang bersifat independen dapat melaksanakan tugas untuk menyelesaikan satu tugas. Contoh : Pengolahan data KPU yang bersifat terpusat di Jakarta dan dapat diakses dari seluruh jaringan di Indonesia. Super komputer sebagai mesin catur yang pernah bertarung dengan Grand Master Anatoly Karpov. Mainframe komputer yaitu komputer besar yang berisi prosesor yang banyak. Komputer sebagai central local pada jaringan telepon di Belanda. Sistem operasi yang mendukung tugas multiprocessing antara lain MS Windows, Novel Netware. Windows NT.
3. Distributed Processing/ Computing
Manajemen banyak proses yang dapat dijalankan oleh sejumlah komputer yang tersebar (terdistribusi). Sistem operasi yang menjalankan tugas distribusi antaralain AMOEBA, MATCH, LINUX.
2.3 Manajemen Memori
Memori adalah pusat dari operasi pada sistem komputer modern. Memori adalah array besar dari word atau byte, yang disebut alamat. CPU mengambil instruksi dari memory berdasarkan nilai dari program counter. Instruksi ini menyebabkan penambahan muatan dari dan ke alamat memori tertentu.
Bagian operating sistem yang mengatur memori disebut dengan memory manager. Pemakaian memori (manajemen memori dan organisasi) perlu dilakukan karena hal tersebut sangat mempengaruhi kinerja komputer, sehingga memiliki fungsi dan tugas penting dan kompleks yaitu berkaitan dengan :
a. Memori utama sebagai sumber daya yang harus dialokasikasikan dan dipakai bersama di antara sejumlah proses yang aktif, sehingga dapat memanfaatkan pemroses dan fasilitas masukan/keluaran secara efisien, sehingga memori dapat menampung sebanyak mungkin proses.
b. Upaya agar pemogram atau proses tidak dibatasi kapasitas memori fisik di
sistem komputer
Fungsi manajemen memori :
Manajemen memori merupakan salah satu bagian terpenting dalam sistem operasi. Memori perlu dikelola sebaik-baiknya agar :
1. Utilitas CPU meningkat.
2. Data dan instruksi dapat diakses dengan cepat oleh CPU.
3. Tercapai efisiensi dalam pemakaian memori yang terbatas.
4. Transfer data dari/ke memori utama ke/dari CPU dapat lebih efisien.
5. Mengelola informasi yang dipakai dan tidak dipakai.
6. Mengalokasikan memori ke proses yang memerlukan.
7. Mendealokasikan memori dari proses telah selesai.
8. Mengelola swapping atau paging antara memori utama dan disk.
Memori berdasarkan keberadaan swapping :
1. Manajemen tanpa swapping.
Manajemen memori tanpa pemindahan citra proses antara memori
utama dan disk selama ekseskusi.
2. Manajemen dengan swapping.
Manajemen memori dengan pemindahan citra proses antara
memori utama dan disk selama ekseskusi.
Manajemen Memori Berdasarkan Alokasi Memoriterdapat dua cara menempatkan informasi ke dalam memori kerja
1. Alokasi Memori Berurutan (contigouos Allocation)
- Pada alokasi memori berurutan, setiap proses menempati satu blok
tunggal lokasi memori yang berurutan.
- Kelebihan : sederhana, tidak ada rongga memory
bersebaran, proses berurutan dapat dieksekusi secara cepat.
- Kekurangan : memori boros, tidak dapat disisip apabila tidak ada
satu blok memori yang mencukupi.
2. Alokasi Memori Tak Berurutan (Non Contiguous Allocation)
- Program / proses ditempatkan pada beberapa sagmen berserakan,
tidak perlu saling berdekatan atau berurutan. biasanya digunakan
untuk lokasi memori maya sebagai lokasi page-page.
- Kelebihan : sistem dapat memanfaatkan memori utama secara lebih
efisien, dan system operasi masih dapat menyisip protes bila
jumlah lubang-lubang memori cukup untuk memuat proses yang
akan dieksekusi.
- Kekurangan : memerlukan pengendalian yang lebih rumit dan
memori jadi banyak berserakan tidak terpakai.
2.3 Manajemen Input Output
Pekerjaan utama yang paling sering dilakukan oleh sistem komputer selain melakukan komputasi adalah Masukan/Keluaran I/O Dalam kenyataannya, waktu yang digunakan untuk komputasi lebih sedikit dibandingkan waktu untuk I/O. Ditambah lagi dengan banyaknya variasi perangkat M/K sehingga membuat manajemen I/O menjadi komponen yang penting bagi sebuah sistem operasi. Sistem operasi juga sering disebut device manager, karena sistem operasi mengatur berbagai macam perangkat ( device). Menyediakan device driver yang umum sehingga operasi I/O dapat seragam (membuka, membaca, menulis,menutup). Contoh: pengguna menggunakan operasi yang sama untuk membaca berkas pada perangkat keras, CD-ROM dan floppy disk . Manajemen sistem I/O merupakan aspek perancangan sistem operasi yang terluas disebabkan sangat beragamnya perangkat dan begitu banyaknya aplikasi dari perangkat- perangkat itu.
Manajemen perangkat masukan/keluaran merupakan aspek perancangan sistem operasi terluas dan
kompleks karena sangat beragamnya perangkat dan aplikasinya.Beberapa fungsi manajemen input/ouput (I/O) :a. Mengirim perintah ke perangkat I/O agar menyediakan layanan.b. Menangani interupsi perangkat I/O.c. Menangani kesalahan perangkat I/O.d. Menyediakan interface ke pemakai.Klasifikasi perangkat I/O
Perangkat I/O dapat dikelompokkan berdasarkan :a. Sifat aliran datanya, yang terbagi atas :Ø Perangkat berorientasi blok.
Yaitu menyimpan, menerima, dan mengirim informasi sebagai blok-blok berukuran tetap yang berukuran
128 sampai 1024 byte dan memiliki alamat tersendiri, sehingga memungkinkan membaca atau menulis blok-blok secara independen, yaitu dapat membaca atau menulis sembarang blok tanpa harus melewati blok-blok lain. Contoh : disk,tape,CD ROM, optical disk.Ø Perangkat berorientasi aliran karakter.
Yaitu perangkat yang menerima, dan mengirimkan aliran karakter tanpa membentuk suatu struktur
blok. Contoh : terminal, line printer, pita kertas, kartu-kartu berlubang, interface jaringan, mouse.b. Sasaran komunikasi, yang terbagi atas :.Ø Perangkat yang terbaca oleh manusia.
Perangkat yang digunakan untuk berkomunikasi dengan manusia. Contoh : VDT (video display terminal) : monitor, keyboard, mouse.Ø Perangkat yang terbaca oleh mesin.
Perangkat yang digunakan untuk berkomunikasi dengan perangkat elektronik. Contoh : Disk dan tape, sensor, controller.Ø Perangkat komunikasi.
Perangkat yang digunakan untuk komunikasi dengan perangkat jarak jauh. Contoh : Modem.Ada juga beberapa perangkat keras yang terdapat pada I/O manajemen yaitu :
1. Pooling
- Busy-waiting/ polling adalah ketika host mengalami looping yaitu membaca status register secara terus-menerus sampai status busy di-clear.
- Pada dasarnya polling dapat dikatakan efisien. Akan tetapi polling menjadi tidak efisien ketika setelah berulang-ulang melakukan looping, hanya menemukan sedikit device yang siap untuk men-service, karena CPU processing yang tersisa belum selesai.
2. Interupsi
Mekanisme Dasar Interupsi :
- Ketika CPU mendeteksi bahwa sebuah controller telah mengirimkan sebuah sinyal ke interrupt request line (membangkitkan sebuah interupsi), CPU kemudian menjawab interupsi tersebut (juga disebut menangkap interupsi) dengan menyimpan beberapa informasi mengenai state terkini CPU–contohnya nilai instruksi pointer, dan memanggil interrupt handler agar handler tersebut dapat melayani controller atau alat yang mengirim interupsi tersebut.
- Fitur Tambahan pada Komputer Modern :
- Pada arsitektur komputer modern, tiga fitur disediakan oleh CPU dan interrupt controller (pada perangkat keras) untuk dapat menangani interrupsi dengan lebih bagus. Fitur-fitur ini antara lain adalah kemampuan menghambat sebuah proses interrupt handling selama prosesi berada dalam critical state, efisiensi penanganan interupsi sehingga tidak perlu dilakukan polling untuk mencari device yang mengirimkan interupsi, dan fitur yang ketiga adalah adanya sebuah konsep multilevel interupsi sedemikian rupa sehingga terdapat prioritas dalam penanganan interupsi (diimplementasikan dengan interrupt priority level system).
Penyebab Interupsi
- Interupsi dapat disebabkan berbagai hal, antara lain exception, page fault, interupsi yang dikirimkan oleh device controllers, dan system call Exception adalah suatu kondisi dimana terjadi sesuatu/ dari sebuah operasi didapat hasil tertentu yang dianggap khusus sehingga harus mendapat perhatian lebih, contoh nya pembagian dengan 0 (nol), pengaksesan alamat memori yang restricted atau bahkan tidak valid, dan lain-lain.
- System call adalah sebuah fungsi pada aplikasi (perangkat lunak) yang dapat mengeksekusikan instruksi khusus berupa software interrupt atau trap.
3. DMA
- DMA adalah sebuah prosesor khusus (special purpose processor) yang berguna untuk menghindari pembebanan CPU utama oleh program I/O (PIO).
4. Handshaking
- Proses handshaking antara DMA controller dan device controller dilakukan melalui sepasang kabel yang disebut DMA-request dan DMA-acknowledge. Device controller mengirimkan sinyal melalui DMA-request ketika akan mentransfer data sebanyak satu word. Hal ini kemudian akan mengakibatkan DMA controller memasukkan alamat-alamat yang dinginkan ke kabel alamat memori, dan mengirimkan sinyal melalui kabel DMA-acknowledge. Setelah sinyal melalui kabel DMA-acknowledge diterima, device controller mengirimkan data yang dimaksud dan mematikan sinyal pada DMA-request.
- Hal ini berlangsung berulang-ulang sehingga disebut handshaking. Pada saat DMA controller mengambil alih memori, CPU sementara tidak dapat mengakses memori (dihalangi), walau pun masih dapat mengaksees data pada cache primer dan sekunder. Hal ini disebut cycle stealing, yang walau pun memperlambat komputasi CPU, tidak menurunkan kinerja karena memindahkan pekerjaan data transfer ke DMA controller meningkatkan performa sistem secara keseluruhan.
Posting Komentar