Sistem operasi mungkin adalah perangkat lunak paling relevan yang berjalan di komputer kita. Sistem operasi bertanggung jawab untuk mengelola perangkat keras dan perangkat lunak komputer. Jadi, mereka menyediakan serangkaian Layanan Sistem Operasi untuk pengguna komputer, memungkinkan mereka menyelesaikan berbagai tugas.
Di antara layanan ini, kami dapat menyebutkan, misalnya, antarmuka yang disediakan bagi pengguna untuk berinteraksi dengan komputer, alokasi sumber daya, komunikasi jaringan, dan lain-lain.
Tentu saja, masing-masing layanan yang disediakan oleh sistem operasi memerlukan sumber daya dan kondisi khusus untuk dijalankan seperti yang diharapkan. Selain itu, layanan bekerja sama untuk mencapai tujuan bersama.
Dalam postingan ini, kita akan melihat layanan sistem operasi yang paling penting, berfokus pada cara kerjanya dan bekerja sama dengan layanan lain.
Pengertian Layanan Sistem operasi
Pertama, kita akan meninjau singkat tentang sistem operasi, memahami konsep umum namun penting tentangnya. Terakhir, kita akan secara khusus mempelajari layanan sistem operasi utama: antara lain antarmuka pengguna, pelaksana program, dan sistem file.
Singkatnya, sistem operasi menyediakan lingkungan yang abstrak dan mengelola sumber daya perangkat keras dan mengeksekusi beberapa program perangkat lunak.
Kita dapat membagi sistem operasional menjadi dua bagian utama: kernel dan layanan.
Kernel sistem operasi segera bertanggung jawab untuk mengabstraksi sumber daya perangkat keras komputer. Dengan cara ini, kernel menciptakan jembatan antara perangkat keras dan perangkat lunak.
Layanan sistem operasi, pada gilirannya, menggunakan sumber daya yang diaktifkan oleh kernel untuk menyediakan fungsionalitas bagi program komputer dan pengguna komputer.
Jadi, selain menjalankan program perangkat lunak, layanan sistem operasi memungkinkan pengguna komputer berinteraksi dengan program ini.
Gambar berikut menunjukkan sistem operasi dalam konteks sistem komputer:
Terakhir, penting untuk menyoroti bahwa kami memiliki beberapa jenis sistem operasi yang berbeda . Jadi, setiap jenis sistem operasi mungkin memiliki prosedur berbeda untuk menangani beberapa fungsi. Misalnya, sistem operasi batch menjadwalkan eksekusi program secara berbeda dari waktu nyata.
Jenis-Jenis Layanan Sistem Operasi
Seperti yang dibahas di bagian sebelumnya, kita tahu bahwa sistem operasi menyediakan banyak layanan untuk penggunanya. Beberapa dari Layanan Sistem Operasi ini memungkinkan interaksi antara pengguna, sistem operasi itu sendiri, dan program perangkat lunak lainnya. Layanan lain, pada gilirannya, menangani rutinitas internal siklus hidup sistem komputer.
Dalam subbagian berikut, kami akan menjelajahi layanan relevan yang disediakan oleh sistem operasi.
Antarmuka Pengguna (User Interface)
Antarmuka pengguna adalah layanan yang secara praktis memungkinkan pengguna untuk berinteraksi dengan sistem operasi. Jadi, artinya berinteraksi dengan seluruh sistem komputer itu sendiri.
Antarmuka pengguna sistem operasi memiliki dua bentuk umum: Antarmuka Baris Perintah (CLI) dan Antarmuka Pengguna Grafis (GUI).
Gambar berikut mencontohkan baris perintah dan antarmuka pengguna grafis:
CLI menetapkan interaksi antara pengguna dan sistem operasi melalui serangkaian perintah berbasis teks. Dengan demikian, pengguna mengetik perintah dan argumennya masing-masing dan mengirimkannya untuk diproses oleh sistem operasi.
Contoh antarmuka CLI adalah command prompt Windows dan terminal sistem berbasis Linux.
Pilihan kedua, GUI, terdiri dari desain grafis berjendela dimana pengguna dapat berinteraksi dengan mengklik mouse dan mengetik dengan keyboard.
Antarmuka grafis dianggap lebih ramah pengguna daripada antarmuka baris komando. Jadi, mereka diadopsi secara luas dalam sistem operasi tujuan umum.
Contoh desain GUI adalah Microsoft Metro dan Linux GNOME.
Eksekusi Program (Program Execution)
Layanan penting lainnya dari sistem operasi adalah eksekusi program. Menjalankan program bukanlah tugas yang mudah. Untuk melakukan itu, sistem operasi menangani banyak sekali operasi, seperti pemuatan program, manajemen tumpukan eksekusi, dan penjadwalan proses .
Gambar berikut menggambarkan layanan eksekusi program dari sistem operasi:
Meskipun kompleks, layanan eksekusi program membuat sistem operasi menjadi penting bagi pengguna. Layanan ini memungkinkan pengguna yang berbeda untuk menggunakan sistem operasi yang sama untuk menangani tugas yang berbeda melalui menjalankan program yang heterogen.
Operasi Masukan/Keluaran (Input/Output Operations)
Pengguna tidak dapat secara langsung mengontrol perangkat Input/Output (I/O), seperti monitor, speaker, keyboard, dan mouse. Jadi, sistem operasi memediasi komunikasi antara pengguna, perangkat I/O, dan sistem komputer. Mari kita lihat beberapa contoh pada gambar berikut:
Dalam kasus seperti itu, sistem operasi menyediakan layanan dengan beberapa panggilan sistem dan interupsi yang dapat mengirim dan menerima permintaan operasi ke perangkat I/O yang tersedia.
Penting untuk diperhatikan bahwa mengendalikan operasi I/O dari perangkat tertentu mungkin memerlukan penginstalan driver. Driver, pada gilirannya, menyediakan semacam pedoman untuk sistem operasi tentang cara berkomunikasi dengan perangkat I/O tertentu.
Manajemen Sistem File (File System Management)
Sistem file menyimpan dan mengatur semua file komputer dalam memori persisten, biasanya Hard Disk (HD) atau Solid-State Drive (SSD).
Namun, normal bagi pengguna untuk membuat, memodifikasi, menghapus, dan mencari file data di sistem file. Dengan demikian, sistem operasi menyediakan layanan bagi pengguna untuk memanipulasi sistem file, memungkinkan mereka menjalankan operasi manajemen yang disebutkan.
Selanjutnya, sistem operasi mengontrol izin yang diberikan kepada pengguna dan program untuk mengakses file. Izin (atau batasan) ini diterapkan untuk menghindari modifikasi yang tidak sah dan pembacaan file penting, yang dapat merusak sistem komputer.
Gambar selanjutnya menunjukkan contoh abstrak dari kontrol izin sistem operasi:
Komunikasi (Communications)
Dalam skenario khusus kami, komunikasi menganggap pertukaran data antar proses . Proses ini, pada gilirannya, dapat dijalankan di komputer yang sama atau komputer yang berbeda. Jadi, dalam kasus terakhir, komputer yang berbeda berkomunikasi satu sama lain melalui jaringan.
Sistem operasi memiliki mekanisme khusus untuk mengaktifkan proses yang berjalan di komputer yang sama untuk berkomunikasi. Contoh paling umum adalah pipa dan memori bersama.
Singkatnya, pipa terdiri dari buffer data yang menghubungkan dua proses. Dalam istilah teknis, sistem operasi mengaitkan deskriptor file ke setiap pipa: satu untuk membaca dan satu lagi untuk menulisnya.
Pilihan lainnya adalah menggunakan wilayah memori yang dibagi antara dua atau lebih proses. Dalam hal ini, sistem operasi menentukan wilayah memori bersama. Alamat wilayah ini termasuk dalam ruang pengalamatan proses, yang dapat bertukar data melaluinya.
Jika kami menganggap proses berkomunikasi melalui jaringan, sebagian besar sistem operasi menyediakan mekanisme soket .
Soket adalah deskriptor yang terkait dengan file yang mewakili koneksi jaringan. Jadi, proses dapat menunjukkan data yang akan dikirim dan tujuannya melalui soket. Sistem operasi, pada gilirannya, memicu pesan yang diminta dikirim melalui jaringan.
Gambar berikut menggambarkan mekanisme komunikasi yang dijelaskan sebelumnya:
Penting untuk digarisbawahi bahwa, selain pipa, memori bersama, dan soket, sistem operasi juga menyediakan mekanisme lain untuk mengimplementasikan komunikasi antar proses .
Deteksi Kesalahan (Error Detection)
Selama siklus hidup sistem komputer, beberapa kesalahan dapat terjadi. Misalnya, kita dapat mengalami kesalahan CPU, alokasi atau akses memori buruk, kegagalan komponen yang menyebabkan kesalahan perangkat keras, atau bahkan kesalahan yang disebabkan oleh perangkat I/O.
Pertama, layanan deteksi kesalahan sistem operasi harus menghindari sistem komputer benar-benar mogok saat terjadi kesalahan. Jadi, layanan ini harus menangkap kesalahan dan mengelolanya, menjaga agar seluruh sistem berfungsi sebaik mungkin.
Selain itu, layanan deteksi kesalahan harus dapat memberi tahu pengguna tentang kesalahan, menunjukkan kode, deskripsi, dan, jika diketahui, tata cara untuk memperbaikinya.
Gambar selanjutnya menyajikan situasi kesalahan yang mungkin terjadi dan ditangani oleh sistem operasi:
Alokasi Sumber Daya (Resource Allocation)
Alokasi sumber daya berarti mendedikasikan sumber daya komputasi untuk proses dan pengguna. Kami memiliki banyak jenis sumber daya, seperti CPU (sebenarnya, waktu CPU), memori, jaringan, dan perangkat I/O. Jadi, saat sistem operasi mengontrol sumber daya ini, ia secara alami memutuskan proses mana yang menggunakannya.
Selama siklus hidup mereka, suatu proses biasanya membutuhkan banyak sumber daya komputasi. Ada dua tantangan utama pengelolaan sumber daya: (i) menghindari proses yang menuntut sumber daya tertentu tidak pernah mendapatkannya; (ii) menghindari proses dengan sumber daya tidak pernah melepaskannya.
Konsekuensi dari tidak menangani tantangan yang dikutip sebelumnya mungkin rumit. Misalnya, dua proses menyimpan sumber daya tertentu yang dibutuhkan oleh keduanya. Jadi, mereka tanpa batas menunggu satu sama lain untuk melepaskan sumber daya ini. Kami menyebut kondisi ini kebuntuan .
Gambar berikut mencontohkan kondisi kebuntuan:
Kondisi kompleks lainnya yang mungkin terjadi adalah kandang ternak dan kelaparan . Sistem operasi harus menghindari kondisi ini dengan manajemen sumber daya yang efisien dan menyelesaikannya jika tetap terjadi.
Akuntansi (Accounting)
Akuntansi terdiri dari melacak perilaku pengguna dan proses dalam sistem komputasi.
Misalnya, sistem operasi menganalisis pengguna mana yang memerlukan pelaksanaan proses mana. Jadi, itu juga dapat menyelidiki berapa banyak sumber daya komputasi yang diminta oleh proses yang dijalankan di komputer.
Terakhir, sistem operasi dapat mengkorelasikan informasi yang diperoleh dan menghasilkan statistik tentang pengguna sistem komputer dan proses yang berjalan di atasnya.
Gambar berikut menunjukkan contoh sederhana dari akuntansi penggunaan sumber daya sistem:
Keamanan (Security)
Mengenai sistem operasi, kita dapat memahami keamanan dalam berbagai aspek.
Aspek pertama terdiri dari keamanan internal untuk proses. Sistem operasi harus dapat menjamin eksekusi proses yang benar.
Dengan demikian, sistem operasi harus menyediakan sumber daya komputasi yang diperlukan untuk proses dan mengontrolnya secara memadai. Selain itu, ia harus mencegah proses lain secara tidak sengaja atau jahat mengganggu eksekusi proses yang diberikan.
Aspek keamanan lain yang relevan adalah menjamin bahwa hanya pengguna yang berwenang yang memicu pembuatan, modifikasi, dan pemindahan sumber daya dan proses dalam sistem komputer.
Jadi, sistem operasi harus menyediakan metode autentikasi kepada pengguna untuk membuktikan bahwa mereka adalah seperti yang mereka klaim. Metode autentikasi yang paling umum digunakan oleh sistem operasi adalah autentikasi berbasis kata sandi satu faktor .
Gambar selanjutnya menunjukkan contoh layar masuk tradisional dari sistem operasional:
Kesimpulan
Dalam tutorial ini, kami mempelajari layanan penting dari sistem operasi. Pada awalnya, kami melakukan tinjauan singkat tentang sistem operasi, menyelidiki konsep dan persyaratan umum mereka. Jadi, kami memeriksa layanan paling relevan yang disediakan oleh sistem operasi.
Kami berfokus pada sembilan layanan penting: antarmuka pengguna, eksekusi program, operasi Input/Output, manajemen sistem file, komunikasi, deteksi kesalahan, alokasi sumber daya, akuntansi, dan keamanan.
Kita dapat menyimpulkan bahwa sistem operasi adalah perangkat lunak inti dari komputer mana pun. Layanan Sistem Operasi memungkinkan pelaksanaan proses yang benar dan efisien, sehingga memungkinkan pengguna untuk menggunakan sistem komputer dengan benar.
