Sejarah dan Perkembangan Sistem Operasi Komputer

        Untuk memahami sistem operasi (operating system), terlebih dahulu akan diulas mengenai sistem komputer. Pada dasarnya agar komputer dapat digunakan haruslah terdiri dari suatu kesatuan sistem yang terdiri dari 3 komponen utama, yaitu hardware (perangkat keras), software (perangkat lunak) dan brainware (user/pengguna).

       Hardware adalah perangkat fisik komputer yang menjadi inti dari sumber daya sebuah komputer.Perangkat fisik dari sebuah komputer adalah bagian yang dapat dilihat dan disentuh. Contoh dari hardware adalah monitor, keyboard, processor dan lain sebagainya.Hardware dapat digolongkan sesuai dengan fungsinya menjadi 4 macam golongan:

1. Input Device (perangkat keras masukan), berfungsi sebagai masukandata pengguna untuk diolah oleh komputer misalnya: keyboard (masukan data berupa angka/text/karakter), mouse (masukan data berupa arah/pointer), microphone (masukan data berupa suara), camera (masukan data berupa gambar), scanner dsb.
2. Processing Device (Perangkat keras pemrosesan), berfungsi untuk mengolah atau memproses data yang diinputkan agar dapat disajikan/dioutputkan ke pengguna. Contoh: processor, RAM/main memory, VGA card, sound card, network interface card/LAN card dsb.
3. Output Device (Perangkat keras keluaran), berfungsi untuk menampilkan hasil pengolahan komputer bagi pengguna, misalnya: monitor & proyektor (keluaran berupa gambar), speaker & earphone (keluaran berupa suara), printer & plotter (keluaran berupa hasil cetakan pada kertas) dsb.
4. Storage Device (Perangkat keras penyimpanan), berfungsi untuk menyimpan hasil pengolahan komputer. Contoh: harddisk, flashdisk, disket, CD/DVD/Blueray disk dsb.

       Software merupakan program berupa kode-kode dan perhitungan matematis yang dapat dimengerti oleh perangkat keras komputer (hardware) yang disesuaikan dengan tujuan dan fungsinya agar komputer tersebut dapat dioperasikan oleh brainware. Apabila dimisalkan seorang manusia, hardware merupakan raga atau fisiknya dan software merupakan jiwa atau ruhnya sedangkan brainware merupakan akal pikiran yang mengendalikannya. Software secara umum dibagi menjadi “program aplikasi” dan “sistem operasi”. Program aplikasi adalah program yang digunakan oleh pengguna untuk menyelesaikan suatu tugas tertentu misalnya untuk hiburan, menyetel video, pengolah grafis, pengolah kata, pengolah angka dll. Contoh perangkat lunak aplikasi yang sering digunakan adalah MS Word, MS Word digunakan sebagai perangkat pengolah kata yaitu membuat surat, makalah dan lain sebagainya.

           Brainware biasa juga disebut dengan user atau pengguna, merupakan manusia atau program yang menggunakan dan mengoperasikan komputer. Pada umumnya brainware adalah seorang manusia yang mengoperasikan komputer. Namun sebenarnya brainware bukan hanya manusia, software semisal program aplikasi juga dapat bertindak sebagai brainware.

           Ketiga komponen sistem komputer tersebut dibutuhkan dalam sebuah kesatuan yang utuh untuk menjalankan komputer agar dapat berfungsi. Tanpa adanya salah satu komponen, mustahil komputer  dapat digunakan. Hardware tanpa software hanya seonggok rangkaian semikonduktor tak berarti, software tidak akan dapat digunakan tanpa adanya hardware. Dan tanpa adanya brainware, hardware dan software tidak akan dapat menjalankan fungsi sesuai tujuannya untuk menyelesaikan pekerjaan manusia sebagaimana mestinya.

          Sistem operasi bisa dikatakan merupakanprogram yang menghubungkan semua komponen sistem komputer tersebut. Sistem operasi dapat diibaratkan sebuah jembatan yang menghubungkan antara brainware, software aplikasi dan hardware agar dapat saling berkomunikasi.Sebuah sistem operasilah yang mengatur hardware komputer, dengan menyediakan landasan untuk aplikasi yang berada di atasnya, serta bertindak sebagai penghubung antara brainware dengan hardware. Sistem operasi bertugas untuk mengendalikan (kontrol) serta mengkoordinasikan pengunaan hardware untuk berbagai program aplikasi yang digunakan brainware.

          Sistem operasi merupakan software pada lapisan pertama yang diletakan didalam memori utama pada saat komputer pertama kali dinyalakan. Sedangkan software lainnya baru diaktifkan setelah sistem operasi berjalan, sistem operasi akan menyediakan layanan inti umum bagi software-software itu. Layanan inti tersebut seperti akses ke disk, manajemen memori, scheduling task, dan memberikan antar muka bagi user. Software-software lainnya tidak perlu lagi melakukan tugas-tugas inti umum tersebut, karena dapat dilakukan dan dilayani oleh sistem operasi. Bagian kode (source code) yang melakukan tugas-tugas inti umum dan berjalan setiap saat disebut dengan “kernel” dalam sistem operasi.

TUJUAN DAN FUNGSI SISTEM OPERASI

      
       Dari sudut pandang pengguna, Sistem operasi merupakan alat yang bertujuan untuk mempermudah penggunaan komputer. Dari sudut pandang sistem komputer, sistem operasi dapat dianggap sebagai alat yang bertujuan menempatkan sumber daya secara efisien (Resource Allocator). Sistem operasi ialah manager bagi sumber daya, yang menangani konflik permintaan sumber daya secara efisien. Sistem operasi juga mengatur eksekusi aplikasi dan operasi dari hardware I/O (Input/Output). Fungsi ini dikenal juga sebagai program pengendali (Control Program).

           Jadi dari sudut pandang tujuan sistem operasi itu sendiri, sistem operasi dapat dipandang sebagai alat yang membuat komputer lebih nyaman digunakan (convenient) untuk menjalankan program aplikasi dan menyelesaikan masalah pengguna. Tujuan lain sistem operasiialah membuat penggunaan sumber daya komputer menjadi efisien.

             Sistem operasi yang baik adalah yang mampu memberikan keadaan aman dan tetap konsisten pada saat hardware dan software aplikasi berkomunikasi, juga tetap memberikan antar muka yang mudah, nyaman dan menarik bagi pengguna. Berikut ini adalah 8 fungsi  sistem operasi :

1. Resource Manager : Mengalokasikan sumber daya, maksud sumber daya disini adalah hardware seperti memori, CPU, Printer, disk drive dan perangkat lainnya.
2. Coordinator : menyediakan fasilitas sehingga aktivitas yang kompleks dapat diatur untuk dikerjakan dalam urutan yang telah disusun sebelumnya.
3. Interface: sebagai perantara antara pengguna (user) dengan hardware untuk menyediakan lingkungan yang bersahabat atau mudah digunakan (User Friendly). Pengguna tidak akan dikhawatirkan dan dirumitkan oleh bahasa mesin atau perangkat level bawah.
4. Guardian: menyediakan kontrol akses yang melindungi file dan memberi pengawasan pada pembacaan/penulisan/eksekusi data dan program.
5. Gatekeeper: mengendalikan siapa saja yang berhak masuk (log) kedalam sistem dan mengawasi tindakan apa saja yang dapat mereka kerjakan ketika telah log dalam sistem.
6. Optimizer: menjadwal pemasukan (input) oleh pengguna, pengaksesan basis data, proses komunikasi, dan pengeluaran (output) untuk meningkatkan kegunaan.
7. Accountant: mengatur waktu CPU (CPU time), penggunaan memori, pemanggilan perangkat I/O (masukan/keluaran), disk storage dan waktu koneksi terminal.
8. Server: untuk menyediakan layanan yang sering dibutuhkan pengguna, baik secara eksplisit maupun implisit, seperti mekanisme akses file.

         Dapat disimpulkan, bahwa Sistem operasi merupakan komponen penting dari setiap sistem komputer. Konsep sistem operasi dapat lebih mudah dipahami, jika juga memahami jenis hardware yang digunakan. Demikian pula sebaliknya. Dari sejarah diketahui bahwa sistem operasi dan hardware saling mempengaruhi dan saling melengkapi. Struktur dari sebuah sistem operasi sangat tergantung pada hardware yang pertama kali digunakan untuk mengembangkannya. Sedangkan perkembangan hardware sangat dipengaruhi dari hal-hal yang diperlukan oleh sebuah sistem operasi.

SEJARAH PERKEMBANGAN SISTEM OPERASI

           Arsitektur hardware komputer tradisional terdiri dari empat komponen utama yaitu “Prosesor”, “Memori Penyimpanan”, “Masukan” (Input), dan “Keluaran” (Output). Model tradisional tersebut sering dikenal dengan nama arsitektur von-Neumann. Pada saat awal, komputer berukuran sangat besar sehingga komponen-komponennya dapat memenuhi sebuah ruangan yang sangat besar. Sang pengguna menjadi programer yang sekaligus merangkap menjadi menjadi operator komputer dan bekerja masih di dalam ruang komputer tersebut.

         Walaupun berukuran besar, sistem tersebut dikategorikan sebagai “komputer pribadi” (PC). Siapa saja yang ingin melakukan komputasi harus memesan untuk antri mendapatkan alokasi waktu (rata-rata 30-120 menit). Jika ingin melakukan kompilasi program Fortran, maka pengguna pertama kali akan me-load kompilator Fortran, yang diikuti dengan “load” program dan data. Hasil yang diperoleh, biasanya berbentuk cetakan (print-out).

          Dari cara penggunaan seperti itu, timbul beberapa masalah pada sistem PC tersebut.Alokasi pesanan apa saja yang akan dilakukan harus dilakukan diawal. Jika pekerjaan selesai sebelum rencana awal, maka sistem komputer menjadi “idle” (tidak tergunakan). Sebaliknya, jika perkerjaan selesai lebih lama dari rencana semula, para calon pengguna berikutnya harus menunggu hingga pekerjaan selesai. Selain itu, seorang pengguna kompilator Fortran akan beruntung jika pengguna sebelumnya juga menggunakan Fortran. Namun, jika pengguna sebelumnya menggunakan Cobol, maka pengguna Fortran harus me-”load” kembali dari awal (Set-Up). Masalah ini ditanggulangi dengan menggabungkan para pengguna kompilator sejenis ke dalam satu kelompok (batch) yang sama. Untuk mengurangi waktu set-up tersebut, digunakan jasa operator komputer dan menggabungkan tugas-tugas yang sama (sistem batch).

     
        Selanjutnya terjadi pemisahan tugas antara programer dan operator. Para operator biasanya secara eksklusif menjadi penghuni “ruang kaca” seberang ruang komputer. Para programer yang merupakan pengguna (users), mengakses komputer secara tidak langsung melalui bantuan para operator. Para pengguna mempersiapkan sebuah job yang terdiri dari program aplikasi, data masukan, serta beberapa perintah pengendali program. Medium yang lazim digunakan ialah kartu berlubang (punch card). Setiap kartu dapat menampung informasi satu baris hingga 80 karakter. Set kartujob lengkap kemudian diserahkan kepada para operator.

         Perkembangan Sistem operasi dimulai dari sini. Dengan memanfaatkan sistembatch para operator mengumpulkan job-job yang mirip yang kemudian dijalankan secara berkelompok. Misalnya, job yang memerlukan kompilator Fortran akan dikumpulkan ke dalam sebuah batch bersama denganjob-job lainnya yang juga memerlukan kompilator Fortran. Setelah sebuah kelompok job selesai, maka kelompok job berikutnya akan dijalankan secara otomatis.

           Sistem batch mengizinkan pengurutan tugas secara otomatis dengan menggunakan Sistem operasi yang terintegrasi dan memberikan peningkatan yang cukup besar dalam utilisasi komputer. Komputer tidak perlu lagi menunggu operasi oleh pengguna. Tapi utilisasi CPU tetap saja rendah. Hal ini dikarenakan lambatnya kecepatan alat-alat untuk I/O secara relatif terhadap kecepatan CPU. Operasi off-line dari alat-alat yang lambat bertujuan untuk menggunakan beberapa sistem reader-to-tape dan tape-to-printer untuk satu CPU. Untuk meningkatkan keseluruhan kemampuan dari sistem komputer, para developer memperkenalkan konsep multiprogramming.

          Pada perkembangan berikutnya, diperkenalkan konsep Multiprogrammed System. Dengan sistem ini job-job disimpan di memori utama di waktu yang sama dan CPU dipergunakan bergantian. Hal ini membutuhkan beberapa kemampuan tambahan yaitu: penyediaan I/O yang rutin oleh sistem, pengaturan memori untuk mengalokasikan memori pada beberapa Job, penjadwalan CPU untuk memilih job mana yang akan dijalankan, serta pengalokasian hardware lain.

       Peningkatan lanjut dikenal sistem “bagi waktu” (Time Sharing System),”tugas ganda” (Multitasking), dan “komputasi interaktif” (Interactive Computing). Sistem ini, secara simultan dapat diakses lebih dari satu pengguna. CPUdigunakan bergantian oleh job-job di memori dan di disk. CPU dialokasikan hanya pada job di memori dan job dipindahkan dari dan ke disk. Interaksi langsung antara pengguna dan komputer ini melahirkan konsep baru, yaitu response time (waktu respon) yang diupayakan wajar agar tidak terlalu lama menunggu.

           Hingga akhir tahun 1980-an, sistem komputer dengan kemampuan yang “normal”, lazim dikenal dengan istilah main frame. Sistem komputer dengan kemampuan jauh lebih rendah (dan lebih murah) disebut “komputer mini”. Sebaliknya, komputer dengan kemampuan jauh lebih canggih disebut komputer super (super computer). Namun prinsip kerja dari Sistem operasi dari semua komputer tersebut lebih kurang sama saja.

              Menurut Tanenbaum, sistem operasi mengalami perkembangan yang sangat pesat, yang dapat dibagi kedalam empat generasi:

1.    Generasi Pertama (1945-1955)

Generasi pertama merupakan awal perkembangan sistem komputasi elektronik sebagai pengganti sistem komputasi mekanik, hal itu disebabkan kecepatan manusia untuk menghitung terbatas dan manusia sangat mudah untuk membuat kecerobohan, kekeliruan bahkan kesalahan. Pada generasi ini belum ada sistem operasi, maka sistem komputer diberi instruksi yang harus dikerjakan secara langsung.

2. Generasi Kedua (1955-1965)

Generasi kedua memperkenalkan Batch Processing System, yaitu Job yang dikerjakan dalam satu rangkaian, lalu dieksekusi secara berurutan. Pada generasi ini sistem komputer belum dilengkapi sistem operasi, tetapi beberapa fungsi sistem operasi telah ada, contohnya fungsi sistem operasi ialah FMS dan IBSYS.

3. Generasi Ketiga (1965-1980)

Pada generasi ini perkembangan sistem operasi dikembangkan untuk melayani banyak pemakai sekaligus, dimana para pemakai interaktif berkomunikasi lewat terminal secara on-line ke komputer, maka sistem operasi menjadi multi-user(di gunakan banyak pengguna sekaligus) dan multi-programming (melayani banyak program sekaligus).

4. Generasi Keempat (Pasca 1980-an)

Dewasa ini, sistem operasi dipergunakan untuk jaringan komputer dimana pemakai menyadari keberadaan komputer-komputer yang saling terhubung satu sama lainnya. Pada masa ini para pengguna juga telah dinyamankan dengan Graphical User Interface yaitu antar-muka komputer yang berbasis grafis yang sangat nyaman, pada masa ini juga dimulai era komputasi tersebar dimana komputasi-komputasi tidak lagi berpusat di satu titik, tetapi dipecah dibanyak komputer sehingga tercapai kinerja yang lebih baik.