Sistem Operasi Lanjutan

1. Multiprogramming

          Multiprogramming adalah kegiatan menjalankan beberapa program pada memori pada satu waktu. Untuk meningkatkan keseluruhan kemampuan dari sistem komputer, para developer memperkenalkan konsep multiprogramming. Dengan multiprogramming, beberapa tugas disimpan dalam memori dalam satu waktu; CPU digunakan secara bergantian sehingga menambah utilisasi CPU dan mengurangi total waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan tugas-tugas tersebut.

Melayani banyak program yang tidak ada hubungannya satu sama lain dan dijalankan sekaligus dalam satu komputer yang sama. Pelaksanaan instruksi yang diterapkan adalah:
- program dimuat ke dalam memori,
- program dijalankan sampai mengakses perangkat I/O,
- berpindah (switch) ke pekerjaan lain,
- langkah tersebut berulang terus menerus,
- untuk proses perpindahan (switching), dilaksanakan oleh software

Time sharing

          Time-sharing adalah berbagi sumber daya komputasi antara banyak pengguna melalui multiprogramming dan multi-tasking. Time sharing memungkinkan komputer komputer besar memproses banyak tugas secara simultan, dengan memberikan potongan waktu pada masing-masing tugas, dan beralih dari satu tugas ke tugas lainnya dengan cepat.

Time Sharing merupakan Metode yang dipakai dalam sistem operasi yang memungkinkan sejumlah pemakai dapat berinteraksi dengan proses yang dibuatnya secara bergantian dengan jumlah waktu yang sama.

Time sharing merupakan pengembangan lebih lanjut dari multiprogramming.

Dengan memungkinkan sejumlah besar pengguna untuk berinteraksi bersamaan dengan satu komputer, time-sharing secara dramatis menurunkan biaya menyediakan kemampuan komputasi, memungkinkan bagi individu dan organisasi untuk menggunakan komputer tanpa memiliki satu, dan mempromosikan penggunaan komputer dan interaktif pengembangan aplikasi interaktif baru.

1.2       Proses Time Sharing

Pada Time Sharing System beberapa terminal terhubung secara seri ke sebuah host komputer. Dalam proses TSS mulai nampak perpaduan teknologi komputer dan teknologi telekomunikasi yang pada awalnya berkembang sendiri- sendiri. Dalam proses ini beberapa host komputer mengerjakan sebuah pekerjaan besar secara paralel untuk melayani beberapa terminal yang tersambung secara seri disetiap host komputer. Dalam proses distribusi mutlak diperlukan perpaduan atau kerjasama yang mendalam antara teknologi komputer dan telekomunikasi, karena selain proses yang harus didistribusikan, semua host komputer wajib melayani terminal-terminalnya dalam satu perintah dari komputer pusat.

. Proses merupakan unit kerja terkecil yang secara individu memiliki sumber daya-sumber daya dan dijadwalkan sistem operasi. Setelah sebuah program dimuat dari media penyimpanan, sebuah instance dari program dijalankan. Instance ini disebut sebuah proses. Sebuah proses memiliki memorinya sendiri, disebut ruang alamat proses (process address space). Ruang alamat proses memiliki dua area penting: area teks dan area data.

Area teks adalah kode program yang sebenarnya; digunakan untuk memberitahukan sistem apa yang harus dilakukan. Area data digunakan untuk menyimpan data konstan dan juga runtime. Sistem operasi memberikan waktu bagi setiap proses untuk dieksekusi. Pada sistem dengan prosesor tunggal, proses tidak sepenuhnya berjalan secara bersamaan. Pada kenyataannya, sebuah penjadwal pada kernel membagi waktu CPU pada semua proses, memberikan sebuah ilusi bahwa proses-proses dijalankan secara bersamaan. Proses ini disebut dengan time-sharing. Pada sistem dengan lebih dari satu CPU atau inti CPU, lebih dari satu proses dapat berjalan bersamaan, tetapi konsep time-sharing masih dipakai untuk membagi waktu CPU yang ada pada setiap proses. Proses-proses baru dibuat dengan menduplikasi proses yang sedang berjalan dengan system call fork system call.

Kernel akan merespon terhadap panggilan ini dengan menduplikasi proses, menamai proses lain sebagai induk (parent), dan proses lain sebagai anak (child). Fork bisa digunakan oleh sebuah program untuk membuat dua proses yang berjalan secara bersamaan pada mesin dengan banyak prosesor. Namun, hal ini seringkali tidak ideal, karena kedua proses akan memiliki alamat ruang prosesnya masing-masing. Duplikasi pertama dari memori proses cukup memakan waktu, dan sangat susah untuk melakukan share data diantara dua proses. Masalah ini diselesaikan oleh sebuah konsep yang disebut multithreading. Multithreading berarti banyak instance dari area teks dapat dijalankan pada waktu yang bersamaan, melakukan pertukaran area data. Instance ini disebut thread dapat dieksekusi secara parallel pada banyak CPU.

Time Sharing System (TSS) merupakan konsep distribusi proses berdasarkan waktu, ini merupakan bentuk pertama pengaplikasian jaringan (network) komputer. Pada sistem TSS beberapa terminal terhubung secara seri ke sebuah host komputer. Time-sharing dikembangkan dari kesadaran bahwa sementara setiap pengguna tunggal tidak efisien, sekelompok besar pengguna bersama-sama tidak. Hal ini disebabkan pola interaksi, dalam banyak kasus pengguna masuk semburan informasi diikuti oleh jeda yang panjang, tapi sekelompok pengguna yang bekerja pada saat yang sama akan berarti bahwa jeda dari satu pengguna akan digunakan oleh aktivitas yang lain . Mengingat ukuran kelompok yang optimal, proses keseluruhan bisa sangat efisien. Demikian pula, irisan kecil dari waktu yang dihabiskan menunggu disk, tape, atau input jaringan dapat diberikan kepada pengguna lain.

Beberapa perusahaan mulai menyediakan layanan time-sharing sebagai biro jasa. Awal digunakan sistem Teletype K/ASR-33s atau K/ASR-35s dalam lingkungan ASCII, dan Selectric mesin tik IBM terminal berbasis di lingkungan EBCDIC. Mereka akan terhubung ke komputer pusat dengan dial-up modem Bell 103A atau modem akustik ditambah beroperasi pada 10-15 karakter per detik. Kemudian terminal dan modem didukung 30-120 karakter per detik. Sistem time-sharing akan menyediakan lingkungan operasi yang lengkap, termasuk berbagai bahasa pemrograman prosesor, berbagai paket perangkat lunak, penyimpanan file, pencetakan massal, dan penyimpanan off-line. Pengguna yang dibebankan sewa terminal, biaya selama berjam-jam waktu terhubung, biaya untuk detik waktu CPU, dan biaya untuk kilobyte-bulan penyimpanan disk.

Sistem yang umum digunakan untuk time-sharing termasuk SDS 940, PDP-10, dan IBM 360. Perusahaan yang menyediakan layanan ini termasuk GE GEISCO, IBM anak Layanan Biro Corporation, Tymshare (didirikan pada 1966), Nasional CSS (didirikan pada 1967 dan dibeli oleh Dun & Bradstreet di 1979), Dial Data (dibeli oleh Tymshare pada tahun 1968), dan Bolt , Beranek, dan Newman. Pada tahun 1968, ada 32 biro jasa seperti melayani NIH sendiri [1]. Panduan Auerbach untuk Timesharing 1973 Edisi 125 daftar layanan timesharing berbeda dengan menggunakan peralatan dari Burroughs, CDC, DEC, HP, Honeywell, IBM, RCA, Univac dan XDS.

Banyak pemikiran diberikan pada tahun 1970 untuk sumber daya komputer terpusat yang ditawarkan sebagai utilitas komputasi, sama dengan utilitas listrik atau telepon. asli Ted Nelson “Xanadu” hypertext repositori dibayangkan sebagai layanan tersebut. Ini menjadi jelas sebagai industri komputer tumbuh bahwa tidak ada konsolidasi seperti sumber daya komputasi akan terjadi sebagai sistem time sharing. Beberapa berpendapat bahwa bergerak melalui komputasi client-server ke server terpusat dan virtualisasi menyajikan pasar untuk utilitas komputasi lagi. Keamanan tidak menjadi isu utama untuk sistem pemrosesan batch terpusat yang umum saat paradigma time-sharing muncul. Tidak jauh lebih dari username keamanan diperlukan pada berbagai kampus. User Komersial, terutama di kategori keuangan dan ritel, menuntut keamanan jauh lebih tinggi dan juga mengangkat isu-isu yang sedang dibahas saat ini sebagai perusahaan mempertimbangkan outsourcing .

Dengan bangkitnya microcomputing pada awal tahun 1980, time-sharing memudar ke latar belakang karena mikroprosesor individu cukup murah yang satu orang bisa memiliki semua waktu CPU yang didedikasikan sepenuhnya untuk kebutuhan mereka, bahkan ketika idle.

Internet telah membawa konsep umum kembali waktu-sharing ke popularitas. peternakan Mahal server perusahaan costing jutaan dapat host ribuan pelanggan semua berbagi sumber daya umum yang sama. Seperti dengan terminal serial awal, website beroperasi terutama di semburan kegiatan diikuti oleh periode waktu idle. Sifat meledak memungkinkan layanan yang akan digunakan oleh pelanggan banyak situs sekaligus, dan tidak satupun dari mereka melihat adanya keterlambatan dalam komunikasi sampai server mulai menjadi sangat sibuk.

1.4 Contoh Penggunaan TSS

Salah satu penggunaan time sharing system ini dapat dilihat dalam pemakaian suatu teller terminal pada suatu bank. Bilamana seorang nasabah datang ke bank tersebut untuk menyimpan uang atau mengambil uang, maka buku tabungannya ditempatkan pada terminal. Dan oleh operator pada terminal tersebut dicatat melalui papan ketik (keyboard), kemudian data tersebut dikirim secara langsung ke pusat komputer, memprosesnya, menghitung jumlah uang seperti yang dikehendaki, dan mencetaknya pada buku tabungan tersebut untuk transaksi yang baru saja dilakukan

multiprocesing

          Multiprocessing adalah istilah teknologi informasi dalam bahasa Inggris yang merujuk kepada kemampuan pemrosesan komputer yang dilakukan secara serentak. Hal ini dimungkinkan dengan menggunakan dua CPU atau lebih dalam sebuah sistem komputer. Istilah ini juga dapat merujuk kepada dukungan sebuah sistem untuk mendukung lebih dari satu prosesor dan mengalokasikan tugas kepada prosesor-prosesor tersebut.Multiprocessing juga kadang merujuk kepada kemampuan eksekusi terhadap beberapa proses perangkat lunak dalam sebuah sistem secara serentak, jika dibandingkan dengan sebuah proses dalam satu waktu, meski istilah multiprogramming lebih sesuai untuk konsep ini. Multiprocessing sering di implementasikan dalam perangkat keras (dengan menggunakan beberapa CPU sekaligus), sementara multiprogramming sering digunakan dalam perangkat lunak.Sebuah sistem mungkin dapat memiliki dua kemampuan tersebut,salah satu di antaranya, atau tidak sama sekali.

 Keuntungan Multiprocessing

Beberapa keuntungan multiprocessing antara lain:

 a.Peningkatan throughput.Yang meningkat adalah peningkatan jumlah pekerjaan yang dapat dilakukan dalam waktu tertentu. b.Lebih ekonomis.Daripada sistem dengan banyak prosesor tunggal, karena bisa berbagi memori, storage,dan power supply.Peningkatan kehandalan.Jika pekerjaan terbagi rata, maka kegagalan salah satu prosesor bisa ditanggulangi oleh prosesor-prosesor yang lain.

 Jenis-jenis Multiprocessing

Berdasarkan simetrinya, multiprocessing dapat dibagi ke dalam:

a. Asymmetric Multiprocessing(ASMP)

b. Symmetric Multiprocessing(SMP

system computer terdistribusi

        Sistem komputer terdistribusi adalah sebuah sistem yang memungkinkan aplikasi komputer beroperasi secara terintegrasi pada lebih dari satu lingkungan yang terpisah secara fisis. Sistem informasi kesehatan yang diilustrasikan di atas menunjukkan komponen-komponen aplikasi yang terdistribusi (di tempat praktek dokter, di rumah sakit, di apotik, dan di perusahaan asuransi kesehatan). Ciri khas sistem komputer terdistribusi adalah heterogenitas dalam berbagai hal: perangkat keras, sistem operasi, dan bahasa pemrograman. Adalah tidak mungkin untuk mengembangkan sistem terdistribusi yang homogen secara paksaan, karena secara alamiah sistem komputer terdistribusi tumbuh dari lingkungan yang heterogen. Kata kunci dalam menjembatani perbedaan-perbedaan yang muncul adalah interoperabilitas (interoperability).

Karakteristik Komputasi Terdistribusi

Ciri khas dari komputasi terdistribusi adalah heterogenitas dalam berbagai hal seperti perangkat keras, sistem operasi, dan bahasa pemrograman karena tidak mungkin untuk mengembangkan sistem terdistribusi yang homogen secara paksaan, karena secara alamiah sistem komputer terdistribusi tumbuh dari lingkungan yang heterogen. Kata kunci dalam menjembatani perbedaan-perbedaan yang muncul adalah interoperabilitas (interoperability).

Ciri lain dari komputasi terdistribusi adalah dimana pemakai tidak perlu menyadari komputer mana yang bekerja untuk melaksanakan tugas komputasi. Ibaratnya, pemakai ingin ini dan mendapat hasil komputasi yang diingkan tanpa memandang oleh siapa pekerjaan itu dikerjakan. Semua alokasi sumber daya dan penanganan kerja dikendalikan oleh sistem operasi. Dicirikan pula menggunakan banyak komputer yang saling terhubung dalam suatu jaringan komputer, untuk melakukan komunikasi proses antar komputer yang bekerja.

Compute Cluster

          Seringnya, penggunaan utama kluster komputer adalah untuk tujuan komputasi, ketimbang penanganan operasi yang berorientasi I/O seperti layanan Web atau basis data. Sebagai contoh, sebuah kluster mungkin mendukung simulasi komputasional untuk perubahan cuaca atau tabrakan kendaraan. Perbedaan utama untuk kategori ini dengan kategori lainnya adalah seberapa eratkah penggabungan antar node-nya. Sebagai contoh, sebuah tugas komputasi mungkin membutuhkan komunikasi yang sering antar node--ini berarti bahwa kluster tersebut menggunakan sebuah jaringan terdedikasi yang sama, yang terletak di lokasi yang sangat berdekatan, dan mungkin juga merupakan node-node yang bersifat homogen. Desain kluster seperti ini, umumnya disebut juga sebagai Beowulf Cluster. Ada juga desain yang lain, yakni saat sebuah tugas komputasi hanya menggunakan satu atau beberapa node saja, dan membutuhkan komunikasi antar-node yang sangat sedikit atau tidak ada sama sekali. Desain kluster ini, sering disebut sebagai "Grid". Beberapa compute cluster yang dihubungkan secara erat yang didesain sedemikian rupa, umumnya disebut dengan "Supercomputing". Beberapa perangkat lunak Middleware seperti MPI atau Paralel Virtual Machine (PVM)  mengizinkan program compute clustering agar dapat dijalankan di dalam kluster-kluster tersebut.

Real Time System (RTS)

        Real time system disebut juga dengan Sistem waktu nyata. Sistem yang harus menghasilkan respon yang tepat dalam batas waktu yang telah ditentukan. Jika respon komputer melewati batas waktu tersebut, maka terjadi degradasi performansi atau kegagalan sistem. Sebuah Real time system adalah sistem yang kebenarannya secara logis didasarkan pada kebenaran hasil-hasil keluaran sistem dan ketepatan waktu hasil-hasil tersebut dikeluarkan. Aplikasi penggunaan sistem seperti ini adalah untuk memantau dan mengontrol peralatan seperti motor, assembly line, teleskop, atau instrumen lainnya. Peralatan telekomunikasi dan jaringan komputer biasanya juga membutuhkan pengendalian secara Real time.

Berdasarkan batasan waktu yang dimilikinya, Real time system ini dibagi atas:

1. Hard Real time

2. Soft Real time

3. Firm Real time

Komponen dari Real time system ini adalah:

1. Perangkat keras,

2. Sistem Operasi Real time,

3. Bahasa Pemrograman Real time,

4. Sistem Komunikasi.

Berdasarkan response time dan dampaknya, maka komputasi real-time

dapat dibedakan menjadi :

1. Sistem Hard Real-Time ( HRTS )

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 penjadwal 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.

2. Sistem Soft Real-Time ( SRTS )

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.

3. Semi Hard Real-Time System (HRTS) atau Semi Soft Real-Time ( SRTS )

Metoda ini merupakan gabungan antara Semi Hard Real-Time System

(HRTS) atau Semi Soft Real-Time ( SRTS ). Dengan demikian waktu

deadlinenya lebih pendek jika dibandingkan dengan soft real-time ( SRTS ).

4. Interaktif Deadline ( Waktu Deadlinenya Bisa Ditawar )

Pada interaktif real-time, maka waktu deadlinennya bisa ditawar, artinya tidak secara mutlak pada titik tertentu, tetapi tergantung dari kesepakatan yang ditentukan dan fleksibel.

5. Probabilistic / Statistik

Metode ini biasanya menggunakan teori probabilitas / teori kemungkinan dengan metoda statistik.

6. Intelligence RTS

Metode ini biasanya menggunakan Expert Systems / Kecerdasan buatan / Artifial Inteligence atau Kendali Cerdas. 3. Semi Hard Real-Time System (HRTS) atau Semi Soft Real-Time ( SRTS )

Metoda ini merupakan gabungan antara Semi Hard Real-Time System

(HRTS) atau Semi Soft Real-Time ( SRTS ). Dengan demikian waktu

deadlinenya lebih pendek jika dibandingkan dengan soft real-time ( SRTS ).

4. Interaktif Deadline ( Waktu Deadlinenya Bisa Ditawar )

Pada interaktif real-time, maka waktu deadlinennya bisa ditawar, artinya tidak secara mutlak pada titik tertentu, tetapi tergantung dari kesepakatan yang ditentukan dan fleksibel.

5. Probabilistic / Statistik

Metode ini biasanya menggunakan teori probabilitas / teori kemungkinan dengan metoda statistik.

6. Intelligence RTS

Metode ini biasanya menggunakan Expert Systems / Kecerdasan buatan / Artifial Inteligence atau Kendali Cerdas.

Handheld computer

          Handheld computer adalah komputer yang cukup kecil sehingga dapat digenggam. Komputer genggam ini dapat bekerja dengan fungsi yang hampir sama dengan komputer biasa. Meskipun sangat mudah untuk dibawa, komputer genggam tidak dapat menggantikan komputer biasa (PC) karena hanya memiliki keyboard dan layar yang kecil. Beberapa produsen mencoba untuk memecahkan masalah keyboard yang terlalu kecil. Keyboard tersebut diganti dengan electronic pen. Bagaimanapun, electronic pen ini masih bergantung pada teknologi pengenalan tulisan tangan yang masih dalam tahap pengembangan.

Kelebihan dari komputer genggam ini adalah pengguna dapat menyimpan serta mengatur data dengan lebih efisien dan akurat. Biasanya komputer genggam dilengkapi dengan teknologi Bluetooth. Bluetooth memang tepat untuk mencetak secara nirkabel, menghubungkan antara komputer genggam dengan mobile printer. Tidak hanya dengan printer tetapi komputer genggam juga dapat dihubungkan dengan alat-alat lain melalui koneksi Bluetooth.

Komputer genggam dapat meningkatkan produktivitas pengguna dan memudahkan mereka untuk bekerja lebih efisien. Komputer genggam yang paling banyak digunakan adalah komputer yang khusus dirancang untuk menyediakan fungsi PIM (Personal Information Manager), seperti kalender, agenda, dan buku alamat.