Dasar-dasar Komputer - Fungsi OS
Seperti yang Anda ketahui, sistem operasi bertanggung jawab atas berfungsinya sistem komputer. Untuk melakukan itu, ia melaksanakan tiga kategori besar kegiatan -
Essential functions - Memastikan pemanfaatan sumber daya secara optimal dan efektif
Monitoring functions - Memantau dan mengumpulkan informasi yang berkaitan dengan kinerja sistem
Service functions - Memberikan layanan kepada pengguna
Mari kita lihat beberapa fungsi terpenting yang terkait dengan aktivitas ini.
Manajemen prosesor
Mengelola CPU komputer untuk memastikan pemanfaatannya yang optimal disebut processor management. Mengelola prosesor pada dasarnya melibatkan pengalokasian waktu prosesor untuk tugas-tugas yang perlu diselesaikan. Ini disebutjob scheduling. Pekerjaan harus dijadwalkan sedemikian rupa sehingga -
- Ada pemanfaatan maksimum CPU
- Waktu penyelesaian, yaitu waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan setiap pekerjaan, adalah minimum
- Waktu tunggu minimal
- Setiap pekerjaan mendapatkan waktu respons secepat mungkin
- Throughput maksimum tercapai, di mana throughput adalah waktu rata-rata yang dibutuhkan untuk menyelesaikan setiap tugas
Ada dua metode penjadwalan pekerjaan yang dilakukan oleh sistem operasi -
- Penjadwalan preemptive
- Penjadwalan Non-Preemptive
Penjadwalan Preemptive
Dalam jenis penjadwalan ini, pekerjaan berikutnya yang harus diselesaikan oleh prosesor dapat dijadwalkan sebelum pekerjaan saat ini selesai. Jika pekerjaan dengan prioritas yang lebih tinggi muncul, prosesor dapat dipaksa untuk melepaskan pekerjaan saat ini dan melanjutkan pekerjaan berikutnya. Ada dua teknik penjadwalan yang menggunakan penjadwalan pre-emptive -
Round robin scheduling - Unit kecil waktu dipanggil time slicedidefinisikan dan setiap program hanya mendapatkan satu bagian waktu. Jika tidak diselesaikan selama waktu itu, itu harus bergabung dengan antrian pekerjaan di akhir dan menunggu sampai semua program mendapat satu pembagian waktu. Keuntungannya di sini adalah semua program mendapatkan kesempatan yang sama. Kekurangannya adalah jika sebuah program menyelesaikan eksekusi sebelum pembagian waktu selesai, CPU tidak aktif selama sisa durasi.
Response ratio scheduling - Rasio respon didefinisikan sebagai
$$ \ frac {Berlalu \: Waktu} {Eksekusi \: waktu \: diterima} $$
Pekerjaan dengan waktu respons yang lebih singkat mendapat prioritas lebih tinggi. Jadi program yang lebih besar mungkin harus menunggu bahkan jika diminta lebih awal dari program yang lebih pendek. Ini meningkatkan throughput CPU.
Penjadwalan Non-preemptive
Dalam jenis penjadwalan ini, keputusan penjadwalan pekerjaan diambil hanya setelah pekerjaan saat ini selesai. Pekerjaan tidak pernah terputus untuk mendahulukan pekerjaan dengan prioritas lebih tinggi. Teknik penjadwalan yang menggunakan penjadwalan non-preemptive adalah -
First come first serve scheduling - Ini adalah teknik paling sederhana di mana program pertama yang mengeluarkan permintaan diselesaikan terlebih dahulu.
Shortest job next scheduling - Di sini pekerjaan yang membutuhkan waktu paling sedikit untuk eksekusi dijadwalkan berikutnya.
Deadline scheduling - Pekerjaan dengan tenggat waktu paling awal dijadwalkan untuk eksekusi berikutnya.
Manajemen memori
Proses mengatur memori komputer dan menggunakan teknik optimasi untuk meningkatkan kinerja sistem secara keseluruhan disebut memory management. Ruang memori sangat penting dalam lingkungan komputasi modern, sehingga manajemen memori merupakan peran penting dari sistem operasi.
Seperti yang Anda ketahui, komputer memiliki dua jenis memori - primary dan secondary. Memori utama adalahfast but expensive dan memori sekunder adalah cheap but slower. OS harus mencapai keseimbangan antara keduanya untuk memastikan bahwa kinerja sistem tidak rusak karena memori utama yang sangat sedikit atau biaya sistem tidak naik karena terlalu banyak memori utama.
Data masukan dan keluaran, instruksi pengguna dan data sementara untuk pelaksanaan program perlu disimpan, diakses dan diambil secara efisien untuk kinerja sistem yang tinggi. Setelah permintaan program diterima, OS mengalokasikannya ke area penyimpanan primer dan sekunder sesuai kebutuhan. Setelah eksekusi selesai, ruang memori yang dialokasikan untuk itu dibebaskan. OS menggunakan banyak teknik manajemen penyimpanan untuk melacak semua ruang penyimpanan yang dialokasikan atau gratis.
Alokasi Penyimpanan Berdekatan
Ini adalah teknik alokasi ruang penyimpanan yang paling sederhana di mana lokasi memori yang berdekatan ditetapkan ke setiap program. OS harus memperkirakan jumlah memori yang dibutuhkan untuk proses lengkap sebelum alokasi.
Alokasi Penyimpanan Tidak Bersebelahan
Seperti namanya, program dan data terkait tidak perlu disimpan di lokasi yang berdekatan. Program ini dibagi menjadi beberapa komponen yang lebih kecil dan setiap komponen disimpan di lokasi terpisah. Tabel menyimpan catatan di mana setiap komponen program disimpan. Ketika prosesor perlu mengakses komponen apa pun, OS menyediakan akses menggunakan tabel alokasi ini.
Dalam skenario kehidupan nyata, ruang memori utama mungkin tidak cukup untuk menyimpan seluruh program. Dalam hal ini, OS mengambil bantuanVirtual Storageteknik, di mana program secara fisik disimpan dalam memori sekunder tetapi tampaknya disimpan dalam memori primer. Ini memperkenalkan jeda waktu yang sangat kecil dalam mengakses komponen program. Ada dua pendekatan untuk penyimpanan virtual -
Program paging - Sebuah program dipecah menjadi ukuran tetap pagedan disimpan di memori sekunder. Halaman-halaman diberikanlogical address or virtual addressdari 0 sampai n. SEBUAHpage table memetakan alamat logis ke alamat fisik, yang digunakan untuk mengambil halaman bila diperlukan.
Program segmentation - Program dipecah menjadi unit logis yang disebut segments, menetapkan alamat logis dari 0 hingga n dan disimpan dalam memori sekunder. SEBUAHsegment table digunakan untuk memuat segmen dari memori sekunder ke memori primer.
Sistem operasi biasanya menggunakan kombinasi halaman dan segmentasi program untuk mengoptimalkan penggunaan memori. Segmen program besar dapat dipecah menjadi beberapa halaman atau lebih dari satu segmen kecil dapat disimpan sebagai satu halaman.
Manajemen file
Data dan informasi disimpan di komputer dalam bentuk file. Mengelola sistem file untuk memungkinkan pengguna menyimpan data mereka dengan aman dan benar merupakan fungsi penting dari sistem operasi. Mengelola sistem file dengan OS disebutfile management. Manajemen file diperlukan untuk menyediakan alat untuk aktivitas terkait file ini -
- Membuat file baru untuk menyimpan data
- Updating
- Sharing
- Mengamankan data melalui sandi dan enkripsi
- Pemulihan jika terjadi kegagalan sistem
Manajemen perangkat
Proses implementasi, operasi dan pemeliharaan perangkat oleh sistem operasi disebut device management. Sistem operasi menggunakan perangkat lunak utilitas yang disebutdevice driver sebagai antarmuka ke perangkat.
Ketika banyak proses mengakses perangkat atau meminta akses ke perangkat, OS mengelola perangkat dengan cara yang efisien membagi perangkat di antara semua proses. Memproses perangkat akses melaluisystem call interface, antarmuka pemrograman yang disediakan oleh OS.