Sistem Operasi Terdistribusi

MAKALAH STATISTIKA

      NAMA          : Faisal AlFaqin

      KELAS         : 2KA27

      NPM             : 12116513

      MATERI       : Sistem Operasi Terdistribusi 

LABORATURIUM STATISTIKA

UNIVERSITAS GUNADARMA

PTA 2017/2018

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Perkembangan pesat teknologi informasi menyebabkan bertambahnya permintaan suatu sistem, baik berupa perangkat keras maupun perangkat lunak yang dapat digunakan dengan baik dan cepat. Permintaan yang terus bertambah ini tidak sebanding dengan kemampuan perangkat keras yang ada. Salah satu cara untuk mengatasi hal itu dibuat pengembangan di sisi perangkat lunak dengan membuat suatu sistem virtual di mana beberapa perangkat keras atau komputer dihubungkan dalam jaringan dan diatur oleh sebuah sistem operasi yang mengatur seluruh proses yang ada pada setiap komputer tersebut sehingga memungkinkan proses berjalan dengan cepat. Sistem operasi yang mengatur proses ini sering disebut sebagai sistem operasi terdistribusi (distributed operating system) .

Sistem operasi terdistribusi ini sekarang menjadi trend, terutama untuk research yang kadang membutuhkan CPU yang sangat cepat untuk melakukan perhitungan yang sangat kompleks. Dalam makalah ini akan dibahas mengenai sistem operasi terdistribusi, terutama untuk mengetahui apa dan bagaimana cara sistem ini bekerja.

Apakah yang Dimaksud Dengan Sistem Operasi Terdistribusi?

Sistem operasi terdistribusi adalah salah satu implementasi dari sistem terdistribusi, di mana sekumpulan komputer dan prosesor yang heterogen terhubung dalam suatu jaringan. Koleksi-koleksi dari objek-objek ini secara tertutup bekerja secara bersama-sama untuk melakukan suatu tugas atau pekerjaan tertentu. Tujuan utamanya adalah untuk memberikan hasil secara lebih, terutama dalam:

• file system
•  name space
• waktu pengolahan
• keamanan
• akses ke seluruh resources, seperti prosesor, memori, penyimpanan sekunder, dan perangkat keras.

Sistem operasi terdistribusi bertindak sebagai sebuah infrastruktur/rangka dasar untuk network-transparent resource management. Infrastruktur mengatur low-level resources (seperti Processor, memory, network interface dan peripheral device yang lain) untuk menyediakan sebuah platform  untuk  pembentukan/penyusunan  higher-level  resources(seperti  Spreadsheet,  electronic mail messages, windows).

MANFAAT SISTEM OPERASI TERDISTRIBUSI

Sistem operasi terdistribusi memiliki manfaat dalam banyak sistem dan dunia komputasi yang   luas.  Manfaat-manfaat   ini   termasuk   dalam  sharing   resource,   waktu  komputasi   dan komunikasi.

1.     Shared Resource

Walaupun perangkat sekarang sudah memiliki kemampuan yang cepat dalam proses- proses komputasi, atau misal dalam mengakses data, tetapi pengguna masih saja menginginkan sistem berjalan dengan lebih cepat. Apabila hardware terbatas, kecepatan yang diinginkan user dapat di atasi dengan menggabung perangkat yang ada dengan sistem DOS.

2.     Manfaat Komputasi

Salah satu keunggulan sistem operasi terdistribusi ini adalah bahwa komputasi berjalan dalam keadaan paralel. Proses komputasi ini dipecah dalam banyak titik, yang mungkin berupa komputer pribadi, prosesor tersendiri, dan kemungkinan perangkat prosesor- prosesor yang lain. Sistem operasi terdistribusi ini bekerja baik dalam memecah komputasi ini dan baik pula dalam mengambil kembali hasil komputasi dari titik-titik cluster untuk ditampilkan hasilnya.

3.     Reliabilitas

Fitur unik yang dimiliki oleh DOS ini adalah reliabilitas. Berdasarkan design dan implementasi dari design sistem ini, maka hilangnya suatu node tidak akan berdampak terhadap integritas system. Hal ini berbeda dengan komputer personal, apabila ada salah satu hardware yang mengalami kerusakan, maka system akan berjalan tidak seimbang, bahkan sistem bisa tidak dapat berjalan atau mati. Dalam sistem operasi terdistribusi tadi sebenarnya cara kerjanya mirip dengan personal computer, tetapi bedanya apabila ada node yang mati, maka akan terjadi proses halt terhadap node tersebut dan proses komputasi dapat dialihkan. Hal ini akan membuat sistem DOS selalu memiliki reliabilitas yang tinggi. 

4.     Komunikasi

      Sistem operasi terdistribusi berjalan dalam jaringan dan biasanya melayani koneksi jaringan. Sistem ini umumnya digunakan user untuk proses networking. User dapat saling bertukar data, atau saling berkomunikasi antar titik baik secara LAN maupun WAN.

Fungsi Sistem Operasi

Secara garis besar Sistem Operasi mempunyai 2 tugas utama, yaitu sebagai :

A.   Pengelola Seluruh Sumber Daya Pada Sistem Komputer (Resource Manager).

Yang dimaksud dengan sumber daya pada sistem komputer adalah semua komponen yang memberikan fungsi (manfaat) atau dengan pengertian lain adalah semua yang terdapat atau terhubung ke sistem komputer yang dapat untuk memindahkan, menyimpan, dan memproses data, serta untuk mengendalikan fungsi-fungsi tersebut.

Sumber daya pada sistem komputer, antara lain :

1)    Sumber daya fisik

Contoh dari sumber daya fisik diantaranya keyboard, bar-code reader, mouse, joystick, light- pen,  track-ball,  touchscreen,  pointing  devices,  floppy  disk drive,  hard-disk,  tape  drive, optical disk, CD ROM drive, CRT, LCD, printer, modem, ethernet card, PCMCIA, RAM, cache  memory,  register,  kamera, sound  card,  radio,  digitizer,  scanner,  plotter,  dan sebagainya.

1)  Sumber daya abstrak

Terdiri dari.

• Data, misalnya :Semaphore untuk pengendalian sinkronisasi proses-proses, PCB (Process Control Block) untuk mencatat dan mengendalikan proses, tabel segmen, tabel page, i-node, FAT, file dan sebagainya.  
• Program yang berupa kumpulan instruksi yang dapat dijalankan oleh sistem komputer, yang dapat berupa utilitas dan program aplikasi pengolahan data tertentu.

A.   Penyedia layanan (extended/virtual machine)

Secara spesifik berfungsi :

• Memberi  abstaksi  mesin  tingkat  tinggi  yang  lebih  sederhana  dan menyembunyikan kerumitan perangkat keras. Sistem operasi menyediakan system call (API=Application Programming Interface) yang berfungsi menghindarkan kompleksitas pemograman dengan memberi sekumpulan instruksi yang mudah digunakan.
• Basis untuk program lain. Program aplikasi dijalankan di atas sistem operasi yang bertujuan untuk  memanfaatkan  dan  mengendalikan  sumber  daya  sistem  komputer  secara  benar, efisien, dan mudah dengan meminta layanan sistem operasi.

Komponen system operasi terdiri dari :

1. Manajemen Proses,
2. Manajemen Memory Utama,
3. Manajemen Berkas,
4. Manajemen Sistem I/O,
5. Manajemen penyimpanan Sekunder,
6. Sistem Proteksi,
7. Jaringan dan
8. Command-Interpreter System.

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

·        Pembuatan dan penghapusan proses penggunaan dan system proses.

·        Menunda atau melanjutkan proses.

·        Menyediakan mekanisme untuk proses sinkronisasi.

·        Menyediakan mekanisme untuk proses komunikasi.

·        Menyediakan mekanisme untuk penanganan deadlock.

         2.     Manajemen Memori utama

Memori utama atau lebih dikenal sebagai memori adalah sebuah array yang besar dari word atau byte, yang ukurannya mencapai ratusan, ribuan, atau bahkan jutaan. 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 menggunakanya.

·        Memilih program yang akan di-load ke memori.

·        Mengalokasikan dan meng-dealokasikan ruang memori sesuai kebutuhan.

           3. Manajemen Berkas

Dalam sistem operasi terdistribusi ini sistem berkas dipetakan dengan baik dengan berorientasi pada objek yang ada dan kapabilitasnya. Hal ini akan menjadi berkesan abstrak, terutama untuk kelas pengguna. Ada tingkatan yang lebih ekstra dalam pemetaan berkas yang ada, mulai dari simbol, pengurutan nama path, dan kapabilitasnya. Melalui sistem ini objek lokal tidak ada bedanya dengan objek publik.

Dalam sistem ini ada semacan tingkatan akses yang sebenarnya mirip UNIX. Setiap user dan group memiliki hak akses yang berbeda-beda pada setiap berkas atau folder yang ada pada sistem operasi terdistribusi.

Dalam implementasi sistem Amoeba, terutama di negeri Belanda, hak akses yang dimiliki pengguna terbatas pada hak baca file, tulis/membuat file, dan hapus file. Dengan hal ini, maka keamanan server dapat terjaga.

Pelayanan terhadap direktori yang ada dibuat sangat ketat dalam hal keamanan. Bahkan dibuat semacan kode acak yang akan menyandikan file tersebut sehingga tidak mudah dibaca oleh siapapun. Kode penyandinya akan digunakan lagi oleh sistem untuk mengembalikan file seperti semula kepada user. Kode ini hanya akan diberikan kepada pemilik file tersebut. Jadi ketika user mengakses file/berkas yang bersangkutan, maka kode penyandi akan dibuat oleh sistem, agar pemilik file dapat membacanya.

Pelayanan direktori ini juga bertanggungjawab dalam hal backup sistem. Hal ini akan menyebabkan file selalu berada dalam keadaan yang aman, dan lebih kebal tehadap gangguan yang terjadi di dalam sistem, karena pelayanan direktori ini menyimpan cache dari file atau direktori yang berada pada sistem.

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

Sistem operasi bertanggunng-jawab :

·        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).

4.     Manajemen Sistem I/O

Sering disebut device manager. Menyediakan "device driver" yang umum sehingga operasi I/O  dapat  seragam (membuka,  membaca,  menulis,  menutup).  Contoh:  pengguna  menggunakan operasi yang sama untuk membaca berkas pada hard-disk, CD-ROM dan floppy disk.

Komponen Sistem Operasi untuk sistem I/O:

·        Buffer: menampung sementara data dari/ ke perangkat I/O.

·        Spooling: melakukan penjadualan pemakaian I/O sistem supaya lebih efisien (antrian dsb).

·        Menyediakan driver untuk dapat melakukan operasi "rinci" untuk perangkat keras I/O tertentu.

5.     Manajemen Penyimpanan Sekunder

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. Contoh dari secondary- storage adalah harddisk, disket, dll.

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

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.

·        specify the controls to be imposed.

·        provide a means of enforcement.

7.     Jaringan

Sistem terdistribusi adalah sekumpulan prosesor yang tidak berbagi memori atau clock. Tiap prosesor mempunyai memori sendiri. Prosesor-prosesor tersebut terhubung melalui jaringan komunikasi  Sistem  terdistribusi  menyediakan  akses  pengguna  ke  bermacam  sumber-daya sistem.

·        Increased data availability.

·        Enhanced reliability.

·        Computation speed-up.

·        Increased data availability.

·        Enhanced reliability.

8.     Command-Interpreter System

Sistem Operasi menunggu instruksi dari pengguna (command driven). Program yang membaca instruksi dan mengartikan control statements umumnya disebut: control-card interpreter, command- line interpreter, dan UNIX shell. 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: CLI, Windows, Pen-based (touch), dan lain-lain.

Sistem Operasi Terdistribusi Versus Sistem Operasi Jaringan

Suatu sistem operasi terdistribusi yang sejati adalah yang berjalan pada beberapa buah mesin, yang tidak melakukan sharing memori, tetapi terlihat bagi user sebagai satu buah komputer single. Pengguna tidak perlu memikirkan keberadaan perangkat keras yang ada, seperti prosesor. Contoh dari sistem seperti ini adalah Amoeba.

Sistem operasi terdistribusi berbeda dengan sistem operasi jaringan. Untuk dapat membedakannya, sistem operasi jaringan memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

       a.    Tiap komputer memiliki sistem operasi sendiri

       b.   Tiap personal komputer memiliki sistem file sendiri, di mana data-data disimpan

       c.    Sistem operasi tiap komputer dapat berbeda-beda atau heterogen

       d.  Pengguna harus memikirkan keberadaan komputer lain yang terhubung, dan harus         mengakses, biasanya menggunakan remote login (telnet)

       e.    File system dapat digunakan dengan dukungan NFS 

Contoh dari sistem ini adalah UNIX dan LINUX Server.

     MANFAAT DAN KEUNGGULAN SISTEM OPERASI TERDISTRIBUSI

Sistem operasi terdistribusi memiliki manfaat dalam banyak sistem dan dunia komputasi yang luas. Manfaat-manfaat ini termasuk dalan sharing resource, waktu komputasi, reliabilitas, dan komunikasi (Silverschatz Galvin, 1998 hal. 17).

HARDWARE SISTEM OPERASI TERDISTRIBUSI

Sistem operasi terdistribusi, yang saat ini akan dibahas sebagai titik tolak adalah Amoeba, yang saat ini banyak digunakan sebagai salah satu implementasi dari sistem operasi terdistribusi itu sendiri. Sistem Amoeba ini tumbuh dari bawah hingga akhirnya tumbuh menjadi sistem operasi terdistribusi.

Sistem operasi terdistribusi pada umumnya memerlukan hardware secara spesifik. Komponen utama dalam sistem ini adalah : workstation, LAN, gateway, dan processor pool, seperti yang diilustrasikan pada gambar di atas.

Workstation atau komputer personal mengeksekusi proses yang memerlukan interaksi dari user seperti text editor atau manager berbasis window. Server khusus memiliki fungsi untuk melakukan tugas yang spesifik. Server ini mengambil alih proses yang memerlukan I/O yang khusus dari larikan disk. Gateway berfungsi untuk mengambil alih tugas untuk terhubung ke jaringan WAN.

Procesor pool mengambil alih semua proses yang lain. Tiap unit ini biasanya terdiri dari prosesor, memori lokal, dan koneksi jaringan. Tiap prosesor mengerjakan satu buah proses sampai prosesor yang tidak digunakan habis. Untuk selanjutnya proses yang lain berada dalam antrian menunggu proses yang lain selesai. Inilah keunggulan sistem operasi terdistribusi dalam hal reliabilitas. Apabila ada satu unit pemroses yang mati, maka proses yang dialokasikan harus di restart, tetapi integritas sistem tidak akan terganggu, apabila proses deteksi berjalan dengan baik. Desain sistem ini memungkinkan untuk 10 sampai 100 prosesor.

Spesifikasi perangkat keras yang harus disediakan pada tiap cluster minimalnya adalah :

• File server: 16 MB RAM, 300MB HD, Ethernet card.
• Workstation: 8 MB RAM, monitor, keyboard, mouse
• Pool processor: 4 MB RAM, 3.5” floppy drive

ARSITEKTUR SOFTWARE

Sistem operasi terdistribusi sejati memiliki arsiitektur software yang unik. Arsitektur software ini dikarakterkan dalam objek di dalam hubungan antara klien dan server. Proses-proses yang terjadi di klien menggunakan remote procedure yang memanggil dan mengirimkan request ke server untuk memproses data atau objek yang dibawa. Tiap objek yang dibawa memiliki karakteristik yang disebut sebagai kapabilitas.

Kapabilitas ini besarnya adalah 128 bits. 48 bits pertama menunjukkan servis mana yang memiliki objek tersebut. 24 bits berikutnya adalah nomor dari objek. 8 bits berikutnya menampilkan operasi yang diijinkan terhadap objek yang bersangkutan.  Dan 48 bits terakhir merupakan “check field” yang merupakan field yang telah terenkripsi agar tidak dapat dimodifikasi oleh proses yang lain.

Operasi diselesaikan oleh RPC (remote procedure calls) yang dibuat oleh klien di dalam proses yang kecil dan ringan. Proses dengan tipe seperti ini memiliki bidang alamat sendiri, dan bisa saja memiliki satu atau lebih hubungan. Hubungan ini ketika berjalan memiliki program counter dan stack sendiri, tetapi dapat saling berbagi kode dan data antara hubungan lain di dalam proses. Ada 3 macam basis

panggilan sistem yang dapat digunakan dalam proses yang dimiliki user, yaitu do_operation, get_request, dan send_reply.

Bagian yang pertama mengirimkan pesan ke server, setelah proses memblok sampai server mengirimkan balasan. Server menggunakan panggilan sistem ke dua untuk mengindikasikan bahwa server akan menerima pesan pada port tertentu. Server juga menggunakan panggilan sistem ke tiga untuk mengirimkan kembali informasi ke proses yang dipanggil.

Dengan dibangun dari perintah sistem yang primitif, maka sistem ini menjadi antarmuka untuk program aplikasi. Hal ini diselesaikan oleh tingkat dari pengarahan yang mengijinkan pengguna untuk berfikir terhadap struktur ini sebagai objek dan operasi-operasi terhadap objek ini.

Berhubungan dengan objek-objek adalah class. Kelas dapat berisi kelas yang lain dan juga hierarki secara alami. Pewarisan membuat antarmuka objek untuk implementasi manipulasi objek seperti menghapus, membaca, menulis, dan sebagainya.  

JENIS SISTEM OPERASI TERDISTRIBUSI

Ada berbagai macam sistem operasi terdistribusi yang saat ini beredar dan banyak digunakan.

Keanekaragaman sistem ini dikarenakan semakin banyaknya sistem yang bersifat opensource sehingga banyak yang membangun OS sendiri sesuai dengan kebutuhan masing-masing, yang merupakan pengembangan dari OS opensource yang sudah ada.

Beberapa contoh dari sistem operasi terdistribusi ini diantaranya : 

• Amoeba (Vrije Universiteit) 

Amoeba adalah sistem berbasis mikro-kernel yang tangguh yang menjadikan banyak workstation personal menjadi satu sistem terdistribusi secara transparan. Sistem ini sudah banyak digunakan di kalangan akademik, industri, dan pemerintah selama sekitar 5 tahun.

• Angel (City University of London) 

Angel  didesain sebagai sistem operasi terdistribusi yang pararel, walaupun sekarang ditargetkan untuk PC dengan jaringan berkecepatan tinggi. Model komputasi ini memiliki manfaal ganda, yaitu memiliki biaya awal yang cukup murah dan juga biaya incremental yang rendah. Dengan memproses titik-titik di jaringan sebagai mesin single yang bersifat shared memory, menggunakan teknik distributed virtual shared memory (DVSM), sistem ini ditujukan baik bagi yang ingin meningkatkan performa dan menyediakan sistem yang portabel dan memiliki kegunaan yang tinggi pada setiap platform aplikasi.

•  Chorus (Sun Microsystems) 

CHORUS merupakan keluarga dari sistem operasi berbasis mikro-kernel untuk mengatasi kebutuhan komputasi terdistribusi tingkat tinggi di dalam bidang telekomunikasi, internetworking, sistem tambahan, realtime, sistem UNIX, supercomputing, dan kegunaan yang tinggi. Multiserver CHORUS/MiX merupakan implementasi dari UNIX yang memberi kebebasan untuk secara dinamis mengintegrasikan bagian-bagian dari fungsi standar di UNIX dan juga service dan aplikasi-aplikasi di dalamnya.

•   GLUnix (University of California, Berkeley) 

Sampai saat ini, workstation dengan modem tidak memberikan hasil yang baik untuk membuat eksekusi suatu sistem operasi terdistribusi dalam lingkungan yang shared dengan aplikasi yang berurutan. Hasil dari penelitian ini adalah untuk menempatkan resource untuk performa yang lebih baik baik untuk aplikasi pararel maupun yang seri/berurutan. Untuk merealisasikan hal ini, maka sistem operasi harus menjadwalkan pencabangan dari program pararel, mengidentifikasi idle.

KESIMPULAN

Dalam sistem operasi terdistribusi terjadi proses yang lebih rumit dari sistem yang biasa, tetapi dapat menghasilkan suatu sistem dengan performa dan kemampuan yang lebih.

Dari uraian di atas telah banyak disinggung keunggulan-keunggulan dari sistem operasi terdistribusi. Tetapi di samping keunggulan-keunggulan yang ada sistem ini juga memiliki kelemahan yang banyak, diantaranya adalah perawatan tiap cluster yang sangat sulit, selain itu juga boros daya, karena harus menghidupkan banyak CPU, membutuhkan jaringan berkecepatan tinggi.

Kelemahan-kelemahan tersebut sebenarnya tidak seberapa jika dibandingkan dengan hasilnya. Misalnya saja search engine paling ramai seperti Google™, yang menggunakan teknologi ini, karena hardware yang paling canggih saat ini masih belum mencukupi untuk menangani jutaan request ke server Google tiap detiknya, sehingga mereka harus membuat sistem pararel yang mampu melayani keperluan tersebut. Selain itu dalam dunia research, juga diperlukan sistem ini, terutama untuk melakukan perhitungan-perhitungan yang tentu saja sangat rumit dan membutuhkan pemroses yang hebat dan cepat supaya dapat segera dicari hasilnya. 

DAFTAR PUSTAKA

http://www.ilmukomputer.org/wp-content/uploads/2006/08/wahyu-disos.zip

http://mfile.narotama.ac.id/files/Zakki%20Falani/Study%20UNNAR%20all%20smt/wahyu-disos.pdf

Read More