OS mobile merupakan suatu sistem operasi yang mengontrol sistem dan kinerja pada barang elektronik yang mobile, mirip dengan fungsi Windows, Mac OS X, dan Linux pada Desktop PC atau Laptop/Notebook tetapi lebih sederhana.

Contoh system operasi mobile:

• Android
• iOS
• Windows Phone
• BlackBerry
• Symbian
• Java
• dll

1. Android OS

Android adalah sistem operasi berbasis Linux yang dirancang untuk perangkat mobile layar sentuh seperti smartphone dan tablet.

Android awalnya dikembangkan oleh Android,Inc., kemudian dibeli Google pada tahun 2005. Sistem operasi ini dirilis secara resmi pada tahun 2007

Android adalah sistem operasi open source yang memungkinkan untuk dimodifikasi secara bebas dan didistribusikan oleh para pembuat perangkat, operator nirkabel, dan pengembang aplikasi.

versi-versi android : 

• No Codename 1.0 September 23, 2008
• Petit Four (internal) 1.1 February 9, 2009
• Cupcake 1.5 April 27, 2009
• Donut 1.6 September 15, 2009
• Eclair 2.0 – 2.1 October 26, 2009
• Froyo 2.2 – 2.2.3 May 20, 2010
• Gingerbread 2.3 – 2.3.7 December 6, 2010
• Honeycomb 3.0 – 3.2.6 February 22, 2011
• Ice Cream Sandwich 4.0 – 4.0.4 October 18, 2011
• Jelly Bean 4.1 – 4.3.1 July 9, 2012
• KitKat 4.4 – 4.4.4 October 31, 2013
• Lollipop 5.0 – 5.1.1 November 12, 2014
• Marshmallow 6.0 – 6.0.1 October 5, 2015
• Nougat 7.0 – 7.1.2 August 22, 2016
• Oreo 8.0 – 8.1 August 21, 2017
• Pie 9.0 August 6, 2018
• Android 10 10.0 September 3, 2019
• Android 11 11.0 September 8, 2020

Istilah Dalam Android

Root

Root merupakan sistem akun yang memberikan akses penuh terhadap sistem file perangkat Android atau disebut juga sebagai akses super user yang merupakan hak akses tertinggi dalam sistem operasi Android. Dengan melakukan root, maka pengguna memegang penuh hak atas akses dan eksuksi file, aplikasi, dan semua bagian piranti lunak Android.

Bahaya Root

Secara default, hak akses penuh tersebut tidak diberikan kepada pengguna bahkan pemilik perangkat sekalipun.

Hal ini bertujuan mencegah akses terhadap file-file yang bersifat penting yang dapat mengakibatkan kerusakan apabila disalahgunakan.

Resiko terburuk adalah kerusakan sistem secara permanen yang berpotensi merugikan pengguna perangkat.

ROM Atau Firmware

Dalam Android ada istilah Stock ROM atau Stock Firmware

ROM singkatan dari Read Only Memory merujuk kepada media penyimpanan internal (Internal Storage) dimana firmware dan aplikasi bawaan tersimpan.

Stock ROM atau Stock Firmware merupakan sistem file firmware bawaan dari smartphone.

Custom ROMs

Custom ROM merupakan hasil dari modifikasi pihak ketiga terhadap sistem file firmware perangkat tertentu dalam hal ini adalah Android atau disebut juga Android mod (Android modification).

• Alasan dilakukan Custome ROM : 
• Meningkatkan Performa
• Meningkatkan Daya tahan baterai
• Pembaruan Versi Android
• Kustomisasi Tampilan UI

2. iOS

iOS merupakan sistem operasi mobile yang dikembangkan dan didistribusikan oleh Apple Inc.

Pertama diluncurkan tahun 2007 untuk iPhone dan iPod Touch.

Apple tidak melisensikan iOS untuk diinstal di perangkat keras non-Apple.

• iOS iPhone OS 1
• iPhone OS 2
• iPhone OS 3
• iOS 4
• iOS 5
• iOS 6
• iOS 7
• iOS 8
• iOS 9
• iOS 10
• iOS 11
• iOS 12
• iOS 13
• iOS 14

Sistem operasi adalah salah satu perangkat lunak atau software yang bertanggung jawab mengatur atau mengontrol kerja perangkat keras (hardware) dan menjalankan aplikasi (software) didalam suatu sistem komputer. Sistem operasi juga dapat dikatakan sebagai penghubung antara user dengan program komputer. Secara umum, sistem operasi adalah software pada lapisan pertama yang ditaruh pada memori komputer pada saat komputer dinyalakan.

Dengan kata lain sistem operasi adalah sistem yang mengendalikan operasi dasar dan memastikan sistem dalam komputer dapat berjalan dengan semestinya. Tanpa sistem operasi, pengguna tidak dapat menjalankan program aplikasi pada komputer mereka, kecuali program booting.

Apa itu Sistem Operasi Mobile ?

Sistem operasi mobile adalah software utama yang melakukan manajemen dan kontrol terhadap hardware secara langsung serta manajemen dan mengontrol software-software lain sehingga software-software lain tersebut dapat bekerja.

Sehingga suatu sistem operasi mobile akan bertanggung jawab dalam mengoperasikan berbagai fungsi dan fitur yang tersedia dalam perangkat ponsel tersebut seperti, schedulling task, keyboard, WAP, email, text message, sinkronisasi dengan aplikasi dan perangkat lain, memutar musik, camera, dan mengontrol fitur-fitur lainnya.

Selain berfungsi untuk mengkontrol sumber daya hardware dan software ponsel seperti keypad, layar, phonebook, baterai, dan koneksi ke jaringan, sistem operasi juga mengontrol agar semua aplikasi bisa berjalan stabil dan konsisten. Sistem operasi harus dirancang fleksibel sehingga para software developer lebih mudah menciptakan aplikasi-aplikasi baru yang canggih.

Banyak perusahaan ponsel yang membenamkan sistem operasi dalam produknya baik pada PDA, Smartphone maupun handphone. Perkembangan aplikasi atau game selular (mobile content) sangat cepat, perusahaan pembuat mobile Operating System (OS) telah berlomba untuk memasarkan produk-produk mereka dengan menciptakan fungsi-fungsi dan teknologi yang kian hari kian memanjakan pengguna smartphone dari segi entertainment dan fungsionalitas penggunaan selular untuk memudahkan tugas sehari-hari.

Beberapa contoh sistem operasi yang digunakan pada perangkat mobile/smartphone adalah:

- Android

Android adalah sistem operasi berbasis Linux yang dirancang untuk perangkat bergerak layar sentuh seperti smartphone atau komputer tablet. Android awalnya dikembangkan oleh Android, inc., dengan dukungan finansial dari Google, yang kemudian dibeli oleh Google pada tahun 2006. Beberapa versi android yaitu :  Android 7 "Nougat", Android 8 "Oreo", Android 9 "Pie", dan lain-lain.

- iOS

Sama seperti MacOS, iOS merupakan sistem operasi seluler yang dikembangkan oleh Apple Inc yang dibuat khusus oleh Apple untuk perangkat mobilenya. Beberapa versi iOS yaitu : iOS 1, iOS 2, iOS 3, dan lain-lain.

- Windows Phone

Windows Phone merupakan sistem operasi yang dikembangkan oleh Microsoft dan merupakan pengganti platform windows mobile.

- Blackberry OS

Blackberry OS adalah sistem operasi mobile yang dikembangkan oleh Research In Moiton untuk perusahaan Blackberry.

Thread adalah sebuah alur kontrol dari sebuah proses. Kontrol thread tunggal ini hanya memungkinkan proses untuk menjalankan satu tugas pada satu waktu. Thread merupakan unit dasar dari penggunaan CPU, yang terdiri dari Thread_ID, program counter,register set, dan stack. Sebuah thread berbagi code section, data section, dan sumber daya sistem operasi dengan Thread lain yang dimiliki oleh proses yang sama

Thread juga sering disebut lightweight process. 

Perbedaan antara proses dengan thread tunggal (single- threaded) dengan proses dengan thread yang banyak (multi-threaded) adalah proses dengan thread yang banyak dapat mengerjakan lebih dari satu tugas pada satu satuan waktu

Keuntungan Thread

Responsi : Membuat aplikasi yang interaktif menjadi multithreading dapat membuat sebuah program terus berjalan meskipun sebagian dari program tersebut diblok atau melakukan operasi yang panjang, karenaitu dapat meningkatkan respons kepada pengguna. Sebagai contohnya dalam web browser yang multithreading, sebuah thread dapat melayani permintaan pengguna sementara thread lain berusaha menampilkan image.

Berbagi Sumber Daya : thread berbagi memori dan sumber daya dengan thread lain yang dimiliki oleh proses yang sama. Keuntungannya adalah mengizinkan sebuah aplikasi untuk mempunyai beberapa thread yang berbeda dalam lokasi memori yang sama.

Ekonomi : dalam pembuatan sebuah proses banyak dibutuhkan pengalokasian memori dan sumber daya. Alternatifnya adalah dengan penggunaan thread, karena thread berbagi memori dan sumber daya proses yang memilikinya maka akan lebih ekonomis untuk membuat dan context switch thread. Akan susah untuk mengukur perbedaan waktu antara proses dan thread dalam hal pembuatan dan pengaturan, tetapi secara umum pembuatan dan pengaturan proses lebih lama dibandingkan thread. Pada Solaris, pembuatan proses lebih lama 30 kali dibandingkan pembuatan thread, dan context switch proses 5 kali lebih lama dibandingkan context switch thread.

Utilisasi arsitektur multiprocessor : Keuntungan dari multithreading dapat sangat meningkat pada arsitektur multiprocessor, dimana setiap thread dapat berjalan secara pararel di atas processor yang berbeda. Pada arsitektur processor tunggal, CPU menjalankan setiap thread secara bergantian tetapi hal ini berlangsung sangat cepat sehingga menciptakan ilusi pararel, tetapi pada kenyataannya hanya satu thread yang dijalankan CPU pada satu-satuan waktu (satusatuan waktu pada CPU biasa disebut time slice atau quantum).

Multithreading

Thread pengguna : Thread yang pengaturannya dilakukan oleh pustaka thread pada tingkatan pengguna. Karena pustaka yang menyediakan fasilitas untuk pembuatan dan penjadwalan thread, thread pengguna cepat dibuat dan dikendalikan. 

Thread Kernel : Thread yang didukung langsung oleh kernel. Pembuatan, penjadwalan dan manajemen thread dilakukan oleh kernel pada kernel space. Karena dilakukan oleh sistem operasi, proses pembuatannya akan lebih lambat jika dibandingkan dengan thread pengguna.

Contoh Multithreading

Banyak perangkat lunak yang berjalan pada PC modern dirancang secara multi-threading. Sebuah aplikasi biasanya diimplementasi sebagai proses yang terpisah dengan beberapa thread yang berfungsi sebagai pengendali. Contohnya sebuah web browser mempunyai thread untuk  menampilkan gambar atau tulisan sedangkan thread yang lain berfungsi sebagai penerima data dari network.

Situasi dimana sebuah aplikasi diperlukan untuk menjalankan beberapa tugas yang serupa Contohnya adaah sebuah web server yang dapat mempunyai ratusan klien yang mengaksesnya secara concurrent

Kalau web server berjalan sebagai proses yang hanya mempunyai thread tunggal maka ia hanya dapat melayani satu klien pada pada satu satuan waktu.

Bila ada klien lain yang ingin mengajukan permintaan maka ia harus menunggu sampai klien sebelumnya selesai dilayani. Solusinya adalah dengan membuat web server menjadi multi threading.

Dengan ini maka sebuah web server akan membuat thread yang akan mendengar permintaan klien, Ketika permintaan lain diajukan maka web server akan menciptakan thread lain yang akan melayani permintaan tersebut.

Penjadwalan merupakan kumpulan dan mekanisme di sistem operasi yang berkaitan dengan urutan kerja yang dilakukan sistem komputer. Penjadwalan bertugas memutuskan:

• Proses yang harus berjalan
• Kapan dan selama berapa lama proses itu berjalan

Sasaran Penjadwalan Proses

Sasaran utama penjadwalan proses adalah Optimasi kinerja sistem komputer menurut kriteria tertentu. Kriteria untuk mengukur dan optimasi kinerja penjadwalan yaitu:

Adil (fairness), proses diperlakukan sama yaitu mendapat jatah pemroses yang sama dan tak ada proses yang tak kebagian layanan pemroses sehingga mengalami startvation. Sasaran penjadwalan seharusnya menjamin tiap proses mendapat pelayanan dari pemroses yang adil.

Efisiensi, Efisiensi atau utilisasi pemroses dihitung dengan perbandingan (rasio) waktu sibuk pemroses. Sasaran penjadwalan menjaga agar pemroses tetap dalam keadaan sibuk sehingga efisiensi mencapai maksimum.

Waktu Tanggap (Response Time)

Waktu tanggap berbeda untuk:

- Sistem Interaktif

Waktu tanggap dalam sistem interaktif didefinisikan sebagai waktu yang dihabiskan dari saat karakter terakhir dari perintah dimasukkan atau transaksi sampai hasil terakhir muncul di layar (terminal). Waktu tanggap ini disebut juga terminal rensponse time.

- Sistem waktu nyata

Pada sistem waktu nyata (real-time), waktu tanggap didefinisikan sebagai waktu dari saat kejadian (internal atau eksternal) sampai instruksi pertama rutin layanan yang dimaksud dieksekusi, disebut juga event response time. Sasaran penjadwalan adalah meminimalkan waktu tanggapnya.

Turn Arround Time

Turn arround time adalah waktu yang dihabiskan dari saat program atau job mulai masuk ke sistem sampai proses diselesaikan sistem. Waktu yang dimaksud adalah waktu yang dihabiskan di dalam sistem, diekspresikan sebagai penjumlahan waktu eksekusi (waktu pelayanan job) dan waktu menunggu. Turn arround time = waktu eksekusi + waktu menungg. Sasaran penjadwalan adalah meminimalkan turn arround time.

Throughput

Throughput adalah jumlah kerja yang dapat diselesaikan dalam satu unit waktu. Cara untuk mengekspresikan throughput adalah dengan jumlah job pemakai yang dapat dieksekusi dalam satu unit/interval waktu.

Sasaran penjadwalan adalah memaksimalkan jumlah job yang diproses per satu interval waktu. Lebih tinggi angka throughput, lebih banyak kerja yang dilakukan sistem.

Tipe-tipe Penjadwalan

Terdapat tiga tipe penjadwalan berada secara bersama-sama pada sistem operasi yang kompleks, yaitu:

Penjadwalan Jangka Pendek

Penjadwalan ini bertugas menjadwalkan alokasi pemroses diantara proses-proses ready di memori utama.

Sasaran utama penjadwalan ini memaksimumkan kinerja untuk memenuh satu  kumpulan kriteria yang diharapkan. Penjadwalan ini dijalankan setiap terjadi pengalihan proses untuk memilih proses berikutnya  yang harus dijalankan.

Penjadwalan jangka menengah

Setelah eksekusi selama suatu waktu, proses mungkin ditunda karena membuat permintaan layanan I/O atau memanggil suatu system call. Agar ruang memori bermanfaat, maka proses dipindahkan dari memori utama ke memori skunder agar tersedia ruang untuk proses-proses lain

Aktivitas pemindahan proses yang ditunda dari memori utama ke memori sekunder disebut swapping.

Penjadwal jangka menengah:

• Menangani proses-proses swapping
• Mengendalikan transisi dari suspended-to-ready proses-proses swapping

Begitu penyebab tertunda hilang maka proses dimasukan kembali ke memori utama dan ready.

Penjadwalan jangka Panjang

Penjadwalan jangka panjang bekerja terhadap antrian batch dan memilih batch berikutnya yang harus di eksekusi.

Batch biasanya adalah proses-proses dengan penggunaan sumber daya yang intensif (yaitu waktu pemroses, memori, perangkat masukan atau keluaran), program-program ini berprioritas rendah, digunakan sebagai pengisi (agar pemroses sibuk) selama periode aktifitas job-job interaktif rendah.

Sasaran utama penjadwalan jangka panjang adalah memberi keseimbangan job-job campuran.

Strategi Penjadwalan

Terdapat 2 strategi penjadwalan, yaitu:

- Penjadwalan nonpreemptive (run-to-completion)

Begitu proses diberi jatah layanan pemroses aka pemroses tidak dapat diambil alih oleh proses lain sampai proses itu selesai. Non-preemptive juga disebut run-to-completion karena proses yang telah dijadwalkan akan dijalankan sampai selesainya atau proses tersebut meminta layanan masukan/keluaran.

- Penjadwalan preemptive

Saat proses diberi jatah layanan pemroses maka pemroses dapat diambil alih proses lain yang mempunyai prioritas lebih tinggi berdasarkan kriteria sistem itu. Pada penjadwalan preemptive, proses dapat disela oleh proses lain sebelumnya selesainya dan harus dilanjutkan menunggu jatah waktu layanan pemroses tiba kembali pada proses itu. Proses yang disela berubah menjadi state Ready.

Algoritma-algoritma Penjadwalan

ada banyak algoritma penjadwalan, diantaranya yaitu :

Penjadwalan Round Robin (RR)

Penjadwalan Round Robin merupakan :

Penjadwalan Preemptive, namun proses tidak di-preempt secara langsung oleh proses lain, namun oleh penjadwal berdasarkan lama waktu berjalannya suatu proses. Maka penjadwalan ini disebut preempt-by-time

Penjadwalan tanpa prioritas, semua proses dianggap penting dan diberi jumlah waktu pemroses yang disebut kwanta (quantum) atau time-slice tempat proses tsb berjalan. Proses berjalan selama 1 kwanta, kemudian penjadwal akan mengalihkan kepada proses berikutnya juga untuk berjalan satu kwanta, begitu seterusnya sampai kembali pada proses pertama dan berulang.

Ketentuan algoritma round robin adalah sebagai berikut:

- Jika kwanta habis dan proses belum selesai maka proses Runing menjadi Ready dan pemroses dialihkan ke proses lain

- Jika kwanta belum habis dan proses menunggu suatu kejadian (misalnya menunggu selesainya suatu operasi I/O), maka proses Running menjadi Blocked dan pemroses dialihkan ke proses lain.

- Jika kwanta belum habis tapi proses telah selesai maka proses Running itu diakhiri dan pemroses dialihkan ke proses lain

Algoritma penjadwalan ini dapat diimplementasi sebagai :

- Sistem mengelola senarai proses Ready sesuai urutan kedatangannya

- Sistem mengambil proses yang berada di ujung depan antrian Ready menjadi Running

- Bila kwanta belum habis dan proses selesai maka sistem mengambil proses di ujung depan antrian proses Ready

- Jika kwanta habis dan proses belum selesai maka ditempatkan proses Running ke ekor antrian proses Ready dan sistem mengambil proses di ujung depan antrian proses Ready

Masalah penjadwalan ini adalah dalam hal menentukan besar kwanta, yaitu :

- Kwanta terlalu besar menyebabkan waktu tanggap besar dan turn arround time rendah

- Kwanta terlalu kecil mengakibatkan peralihan proses terlalu banyak sehingga menurunkan efisiensi pemroses

Harus diterapkan besar kwanta waktu yang optimal berdasarkan kebutuhan sistem, terutama dari hasil percobaan atau data historis dari sistem. Besar kwanta waktu beragam yang bergantung beban sistem.

Berdasarkan kriteria penilaian penjadwalan :

- Fairness, penjadwalan RR adil bila dipandang dari persamaan pelayanan oleh pemroses

- Efisiensi, penjadwalan ini cenderung efisien pada sistem interatif

- Respons Time(waktu tanggap), penjadwalan ini memuaskan untuk sistem interaktif, tidak memadai untuk sistem waktu nyata.Turn arround Time, penjadwalan RR cukup bagus

- Throughput, penjadwlan RR cukup bagus

Penjadwalan FIFO

Penjadwalan FIFO merupakan :

- Penjadwalan non preemptive (run-to-completion)

- Penjadwalan tidak berprioritas

Penjadwal FIFO adalah penjadwalan dengan ketentuan-ketentuan paling sederhana, yaitu :

- Proses-proses diberi jatah waktu pemroses diurutkan berdasarkan waktu kedatangan proses-proses itu ke sistem.

- Begitu proses mendapat jatah waktu pemroses, proses dijalankan sampai selesai.

Penjadwalan ini dikatakan adil dalam arti resmi, tapi dikatakan tidak adil karena proses yang memerlukan waktu lama membuat proses pendek menunggu. Proses tidak penting dapat membuat proses penting menjadi menunggu.

FIFO jarang digunakan secara mandiri tapi dikombinasikan dengan skema lain, misalnya keputusan berdasarkan prioritas proses, sedangkan untuk proses berprioritas sama diputuskan berdasarkan FIFO.

Berdasarkan kriteria penilaian penjadwalan :

- Fairness, penjadwalan FIFO adil dalam arti resmi

- Efisiensi, FIFO sangat efisien dalam penggunaan pemroses

- Waktu tanggap, penjadwalan sangat tidak memuaskan karena proses dapat menunggu lama. Tidak cocok untuk sistem interaktifTurn arround time, penjadwalan FIFO tidak bagus

- Throughput, penjadwalan FIFO tidak bagus.

Deskripsi Proses

Proses adalah sebuah program yang sedang dieksekusi. Sedangkan program adalah kumpulan instruksi yang ditulis ke dalam bahasa yang dimengerti sistem operasi.

Proses berisi instruksi dan data. program counter dan semua register pemroses, dan stack berisi data sementara seperti parameter rutin, alamat pengiriman dan variabel-variabel lokal.

Sistem operasi mengelola semua proses di sistem dan mengalokasikan sumber daya ke proses-proses sesuai kebijaksanaan untuk memenuhi sasaran sistem.

Beberapa isitilah penting berkaitan dengan proses:

• Multiprogramming (multitasking)
• Multiprocessing
• Distributed processing

1. Multiprogramming (multitasking)

Proses yang dijalankan pada sistem multiprogramming bersifat :

Multiprogramming adalah manajemen banyak proses di satu pemroses. Pada multiprogramming, pemakai memandang terdapat banyak proses dijalankan bersamaan pada satu saat.

• Saling tidak bergantung
• Satu program pada satu saat

2. Multiprocessing

Multiprocessing adalah manajemen banyak proses pada komputer multiprocessor (banyak pemroses).

Menggunakan komputer semaksimal mungkin dengan beberapa CPU sehingga beberapa program bisa dijalankan secara bersama-sama , masing-masing dengan menggunakan prosesornya sendiri-sendiri.

3. Distributed Processing

Distributed processing adalah manajemen banyak proses yang dieksekusi pada banyak sistem komputer yang tersebar di satu jaringan.

Kecenderungan masa mendatang adalah menuju komputasi tersebar.

Kebutuhan Utama Pengendalian Proses

Menurut Stalling kebutuhan utama pengendalian proses dapat mengacu ke proses :

• Interleave (saling melanjutkan), Sistem operasi melakukan interleave eksekusi proses untuk memaksimalkan penggunaan pemroses sambil memberi waktu tanggap yang memadahi.
• Mengikuti Kebijakan Tertentu, memperhatikan proses dengan prioritas tertinggi sambil menghindari deadlock
• Mendukung Komunikasi antarproses dan Penciptaan Proses

Status Proses

Sebuah proses dapat memiliki tiga status utama yaitu:

• Running, status yang dimiliki pada saat instruksi-instruksi dari sebuah proses dieksekusi
• Waiting, Status yang dimiliki pada saat proses menunggu suatu sebuah event seperti proses M/K.
• Ready, Status yang dimiliki pada saat proses siap untuk dieksekusi oleh prosesor

Status Tambahan

Terdapat dua, yaitu saat pembentukan dan terminasi:

• New, Status yang dimiliki pada saat proses baru saja dibuat
• Terminated, Status yang dimiliki pada saat proses telah selesai dieksekusi.

Diagram Status Proses

Warning

Hanya satu proses yang dapat berjalan pada prosesor mana pun pada satu waktu. Namun, banyak proses yang dapat berstatus Ready atau Waiting. Ada tiga kemungkinan bila sebuah proses memiliki status Running:

Jika program telah selesai dieksekusi maka status dari proses tersebut akan berubah menjadi Terminated.

Jika waktu yang disediakan oleh OS untuk proses tersebut sudah habis maka akan terjadi interrupt dan proses tersebut kini berstatus Ready.

Jika suatu event terjadi pada saat proses dieksekusi (seperti ada permintaan M/K) maka proses tersebut akan menunggu event tersebut selesai dan proses berstatus Waiting.

Operasi-Operasi pada Proses

• Penciptaan Proses
• Penghancuran proses
• Penundaan proses
• Pelanjutan kembali proses
• Pengubahan prioritas proses
• Mem-block proses
• Membangunkan proses
• Menjadwal proses
• Memungkinkan proses berkomunikasi dengan proses lain

Sistem operasi merupakan perangkat lunak yang sangat kompleks, sistem operasi menangani banyak hal seperti perangkat keras, perangkat lunak, dan pengguna sehingga Sistem operasi memiliki banyak komponen yang memiliki fungsi masing-masing. Dari berbagai macam sistem operasi tidak semuanya memiliki komponen yang sama.

Kegiatan Sistem Operasi

Sistem operasi mempunyai mekanisme untuk memproteksi dirinya sendiri, program yang berjalan dan data-data penggunanya berjalan dengan baik. Sehingga sistem operasi mempunyai dua mode :

• Mode User (User mode) : eksekusi program dikendalikan oleh pengguna,
• Mode Kernel (Kernel mode) : eksekusi program  dikendalikan oleh sistem operasi atau dinamakan dual- mode operation

Kernel adalah bagian utama software yang mengatur jalannya semua program yang nantinya dapat mengakses perangkat keras komputer.

Dual-mode Operation diimplementasikan pada arsitektur perangkat keras

Sebuah bit (disebut mode bit) ditambahkan pada perangkat keras untuk menunjukkan mode operasi saat itu :

• 0 untuk kernel mode
• 1 untuk user mode

Dengan adanya dual mode operation maka eksekusi sebuah program dapat mengetahui sumbernya.

Komponen Sistem Operasi

1. Manajemen proses

Proses adalah keadaan ketika sebuah program sedang di eksekusi. Sebuah proses membutuhkan beberapa sumber daya untuk menyelesaikan tugasnya. Sumber daya tersebut dapat berupa CPU time, memori, berkas-berkas, dan perangkat-perangkat I/O.

Sistem operasi mengalokasikan sumber daya saat proses diciptakan atau sedang diproses, ketika proses berhenti sistem operasi mengambil kembali semua sumber daya agar dapat digunakan proses lain.

Sistem operasi bertanggung jawab atas aktivitas- aktivitas yang berkaitan dengan manajemen proses seperti:

• Pembuatan dan penghapusan proses yang diinginkan user atau sistem.
• Menunda atau melanjutkan proses.
• Menyediakan mekanisme untuk proses sinkronisasi.
• Menyediakan mekanisme untuk proses komunikasi.
• Menyediakan mekanisme untuk penanganan deadlock.

2. Manajemen Memory Utama

Memori utama (RAM & ROM) adalah sebuah array yang besar dari word atau byte, yang ukurannya mencapai ratusan, ribuan, atau bahkan jutaan byte. Setiap word atau byte mempunyai alamat tersendiri. Memori Utama berfungsi sebagai tempat penyimpanan yang akses datanya digunakan oleh CPU atau perangkat I/O. Memori utama termasuk tempat penyimpanan data yang sementara (volatile), artinya data dapat hilang begitu sistem dimatikan.

Sistem Operasi bertanggung jawab atas aktivitas- aktivitas yang berkaitan dengan manajemen memori seperti:

• Menjaga track dari memori yang sedang digunakan dan siapa yang menggunakannya.
• Memilih program yang akan di-load ke memori.
• Mengalokasikan dan meng-dealokasikan ruang memori sesuai kebutuhan.

3. Managemen Secondary-Storage

Data yang disimpan dalam memori utama bersifat sementara dan jumlahnya sangat kecil, Oleh karena itu, untuk meyimpan keseluruhan data dan program komputer dibutuhkan secondary-storage yang bersifat permanen dan mampu menampung banyak data.

Sistem operasi bertanggung-jawab atas aktivitas-aktivitas yang berkaitan dengan disk-management  seperti: free-space management, alokasi penyimpanan, & penjadualan disk.

Sarana penyimpanan sekunder memiliki fungsi-fungsi sebagai berikut : 

• Menyimpan berkas secara permanen. Data atau berkas diletakkan secara fisik pada piringan magnet dari disk, yang tidak hilang walaupun komputer dimatikan (non volatile)
• Menyimpan program yang belum dieksekusi prosesor. Jika sebuah program ingin dieksekusi oleh prosesor, program tersebut dibaca dari disk, lalu diletakkan di memori utama komputer untuk selanjutnya dieksekusi oleh prosesor menjadi proses.

4. Manajemen Sistem I/O

Pekerjaan utama yang dilakukan sistem komputer selain melakukan komputasi adalah masukan / keluaran (I/O). Dalam kenyataanya waktu yang dibutuhkan untuk komputasi lebih sedikit dibandingkan waktu untuk I/O, sehingga manajemen I/O menjadi komponen penting bagi sebuah sistem operasi.

Fungsi-fungsi sistem operasi untuk I/O :

• Penyanggahan (buffering): menampung data sementara dari/ke perangkat I/O
• Penjadwalan (scheduling): melakukan penjadwalan pemakaian I/O sistem agar lebih efisien.
• Spooling: meletakkan suatu program pada buffer agar setiap perangkat dapat mengaksesnya.
• Menyediakan driver perangkat yang umum, Driver digunakan agar sistem operasi dapat memberikan perintah untuk operasi pada perangkat keras. I/O yang umum seperti optical drive , media penyimpanan sekunder, layar monitor.
• Menyediakan driver perangkat yang khusus, Perangkat keras I/O tertentu, seperti kartu suara, kartu grafis, dan motherboard.

5. Managemen Berkas

Berkas adalah kumpulan informasi yang berhubungan sesuai dengan tujuan pembuat berkas tersebut. Berkas dapat mempunyai struktur yang bersifat hirarkis (direktori, volume, dll).

Sistem operasi bertanggung-jawab terhadap:

• Pembuatan dan penghapusan berkas.
• Pembuatan dan penghapusan direktori.
• Mendukung manipulasi berkas dan direktori.
• Memetakan berkas ke secondary storage.
• Mem-backup berkas ke media penyimpanan yang permanen (non-volatile).

6. Sistem Proteksi

Proteksi mengacu pada mekanisme untuk mengontrol akses yang dilakukan oleh program, prosesor, atau pengguna ke sistem sumber daya.

Mekanisme proteksi harus:

• Membedakan antara penggunaan yang sudah diberi izin dan yang belum.
• Menetapkan sistem pengaturan yang digunakan).
• Menyiapkan alat yang digunakan).

7. Manajemen Jaringan

Dukungan terhadap komunikasi data antar perangkat komputer mutlak diperlukan. Pada model sistem terdistribusi, jaringan komputer peer to peer ataupun client server, sistem operasi berfungsi untuk mengatur model komunikasi antar komputer dan komunikasi antar device jaringan.

Jaringan komputer menyediakan akses bagi pengguna ke bermacam sumber-daya sistem pada jaringan. Akses tersebut menyebabkan: 

• proses komputasi semakin cepat
• peningkatan ketersediaan data
• peningkatan kemampuan

8. Command-Interpreter System

Command-Interpreter System adalah Sistem Operasi menunggu instruksi dari user (command driven). Program yang dapat membaca instruksi dan mengartikan control statements berdasarkan masukan dari user umumnya disebut: control-card interpreter, atau command-line interpreter. Pada sistem UNIX sering disebut juga shell atau console.

Command-Interpreter System sangat bervariasi dari satu sistem operasi ke sistem operasi yang lain dan disesuaikan dengan tujuan dan teknologi I/O devices yang ada. Contohnya: Command Line Interpreter (CLI), Windows (GUI-dgn Click, drag ‘n drop), Pen-based (touch), dan lain-lain.

Apa itu Sistem Operasi ?

Sistem Operasi merupakan program utama (Sekumpulan program kontrol atau alat pengendali) yang secara terpadu bertindak sebagai penghubung Software Aplikasi yang digunakan oleh user dengan hardware komputer.

Sistem operasi mempunyai dua tugas utama yaitu :

1. Pengelolaan seluruh sumber daya sistem komputer (Resource Manager),

2. Sistem Operasi sebagai Extended/Virtual Machine.

1. Pengelolaan seluruh sumber daya sistem komputer (Resource Manager)

a. Mengelola seluruh sumber daya yang terdapat pada sistem komputer agar beroperasi secara benar dan efesien. Seperti : pengaturan pemakaian prosesor, memori, disk, printer, dan lain-lain.

b. Pada sistem komputer dimungkinkan beberapa job dijadwal secara bergantian untuk menggunakan processor.

c. Setiap kali terjadi pergantian job, status eksekusi dari job sebelumnya harus disimpan sehingga jika eksekusi kembali lagi padanya, job tersebut dapat melanjutkan eksekusinya dari keadaan terakhirnya. Ini merupakan tugas sistem operasi.

Yang dimaksud sumber daya sistem komputer adalah semua komponen sistem komputer yang dapat memberi manfaat. Sumber daya terdiri dari : sumber daya fisik dan sumber daya abstrak.

Sumber daya fisik misalnya :

• Perangkat Masukan : keyboard, bar-code reader, dsb.
• Perangkat tunjuk (pointing devices) : mouse, joystick, light-pen, track-ball, touch-screen, dsb.
• Perangkat penyimpanan sekunder : floppy disk drive, hard disk, tape drive, optical disk, CD ROM drive, DVD drive dsb.
• Perangkat pencetak : printer, plotter, dsb.
• Perangkat penampil : layar monitor, LCD, dsb.
• Perangkat komunikasi : modem, ethernet card, PCMCIA dsb.
• Perangkat memori : memori akses acak (RAM = Ramdom Access Memory), chace memory, register, dsb.
• Perangkat multimedia : kamera, sound card, radio, dsb.
• Perangkat grafis : digitizer, scanner dsb.
• Perangkat pengendalian proses : sensor dan actuator.

Sumber daya abstrak terdiri dari :

Data yang dapat dapat berupa :

PCB (Proses Control Block) untuk mencatat dan mengendalikan proses

• Semaphore untuk pengendalian sinkronisasi proses-proses
• Berkas (file) utuk menyimpan data atau program

Program Berupa kumpulan intruksi yang dapat dijalankan sistem komputer dapat berupa:

• Utilitas, atau
• Aplikasi untuk tujuan komputasi tertentu

2. Sistem Operasi Sebagai Extended/Virtual Machine

Sistem operasi sebagai extended machine berfungsi :

a. Memberikan abstraksi tingkat tinggi yang lebih sederhana dan menyembunyikan kerumitan perangkat keras, contoh:

• Bagaimana caranya data-data dikirim ke printer lewat kabel paralel.
• Bagaimana SO menyimpan data ke suatu alamat disk.
• Melakukan perhitungan di processor.

b. Menyediakan System Call berupa API (Application Programming Interface)

c. Sebagai basis untuk program lain.

Arsitektur Sistem Operasi

Arsitektur Sistem Operasi merupakan arsitektur perangkat lunak yang digunakan dalam membangun perangkat lunak sistem operasi.

Arsitektur sistem operasi yang terkenal antara lain :

• Sistem Monolitik
• Sistem Berlapis
• Sistem Client/Server
• Sistem Mesin Maya
• Sistem Berorientasi Objek

Kategori Sistem Operasi

Sistem Operasi dapat dikategorikan sebagai berikut :

1. Single User – Single Tasking (SU-ST), Satu komputer hanya bisa digunakan oleh satu user dan hanya bisa menjalankan satu program di satu waktu. contoh: DOS (Disk Operating System).

2. Multi User – Single Tasking (MU-ST), Satu komputer dapat digunakan oleh banyak user, namun tiap user hanya bisa menjalankan 1 program (aplikasi) di satu waktu. contoh: Novell Netware (3.x, 4.x)

3. Single User – Multi Tasking (SU-MT), Satu komputer dipakai bersamaan oleh banyak user yang dapat menjalankan banyak program di satu waktu. contoh: Unix, Linux, FreeBSD, SunSolaris

4. Multi User – Multi Tasking (MU-MT), Satu komputer dipakai oleh satu user dan dapat menjalankan banyak program disatu waktu. (Tampilan Desktop GUI). contohnya: Windows, MacOS, Linux, Java Desktop System, Symbian, Palm OS, dll.

Perangkat Keras Komputer (Hardware) adalah sebuah komponen fisik pada komputer yang digunakan oleh sistem untuk menjalankan perintah yang telah diprogramkan atau dalam arti singkatnya sebuah komponen pada komputer yang bisa disentuh, dilihat dan diraba. Hardware sendiri umumnya dibagi dalam 4 bagian, yaitu:

1. Perangkat Masukan (Input Device)

Merupakan perangkat pada hardware komputer yang fungsinya sebagai alat untuk memasukkan data-data atau perintah pada komputer. Contoh seperti mouse, keyboard, dll.

2. Perangkat Pemroses (Processing Device)

Atau disebut processor merupakan perangkat pada komputer yang fungsinya sebagai pusat pengolahan data. Jadi dapat dikatakan perangkat ini adalah otak dari komputer dan sering juga disebut sebagai CPU (Central Processing Unit).

Urutan langkah kerja pemroses sebagai berikut :

- Mengambil instruksi yang dikodekan secara biner dari memori.

- Men-decode intruksi menjadi aksi-aksi sederhana.

- Melaksanakan aksi-aksi ini.

Processor terdiri dari tiga komponen yaitu : 

- Control Unit (CU), yang berfungsi mengendalikan operasi yang dilaksanakan sistem komputer,

- Arithmetic Logic Unit (ALU), yang berfunsgi melakukan operasi aritmatika dan logika,

- Register, yang berfungsi sebagai tempat operand-operand dari operasi yang akan dilakukan pemroses.

3. Perangkat Keluaran (Output Device)

Merupakan perangkat pada komputer yang fungsinya menampilkan/mengeluarkan hasil pemrosesan data-data. Contoh: Monitor, speaker, dll.

4. Perangkat Penyimpanan (Storage Device)

Storage device merupakan sebuah perangkat penyimpanan yang memiliki fungsi untuk menyimpan berbagai jenis data pada perangkat komputer. Device storage sendiri terbagi menjadi dua yakni Primary Storage atau penyimpanan utama dan Secondary Storage atau penyimpanan sekunder. Kedua jenis storage device ini memiliki fungsi dan peranan yang berbeda walau sama-sama disebut sebagai storage device. Berikut penjelasannya:

- Primary Storage

Primary storage digunakan untuk membaca, menulis, dan melakukan proses pengolahan data yang ada pada secondary storage, ciri-ciri primary storage ini adalah memiliki kecepatan akses yang tinggi, tidak memiliki kapasitas yang besar, mampu diakses langsung oleh CPU dan hanya bias menyimpan data sementara sebelum nantinya disimpan secara permanen di secondary storage. Contoh: RAM.

- Secondary Storage

Secondary Storage atau penyimpanan sekunder adalah media penyimpanan data hasil olahan dari komputer atau CPU. Storage jenis ini juga akan menyediakan berbagai jenis data yang nantinya akan diolah oleh primary storage. Ciri dari penyimpanan sekunder ini adalah memiliki kapasitas yang besar dan mampu menyimpan berbagai jenis file data seperti gambar, dokumen, audio, dan lain sebagainya. Contoh: Harddisk, SSD.

Interkoneksi Antar Komponen

Interaksi antar komponen disebut Bus. Bus terdiri dari tiga macam, yaitu :

1. Bus alamat (Address Bus)

Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. 

2. Bus Data (Data Bus)

Bus data adalah jalur‐jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. 

3. Bus Kendali (Control Bus)

Bus kendali digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus.

Terdapat banyak sistem bus, yang popular diantaranya ISA, AGP dan PCI.