Search

Memuat...

18.1.13

Struktur Sistem Operasi System (OS)

Struktur
Sistem Operasi


Struktur-struktur OS
Tanpa adanya modularitas maka fungsi dan struktur OS secara keseluruhan rumit
Dibagi dalam modul dengan fungsi tertentu, dengan akses (input, output) tertentu

Komponen dalam Sistem operasi
  • Manajemen Proses
  • Manajemen Memori
  • Manajemen Storage/Data
  • Manajemen I/O dan Berkas (File)
  • Proteksi
  • Networking
  • Interface dengan user (command interpreter)

Manajemen Proses

Proses adalah program yang dieksekusi, memerlukan resource, CPU time, memory, file, I/O device.
OS bertanggung jawab dalam :
  • Create & delete ; baik proses user maupun sistem
  • Suspend & meneruskan proses
  • Mendukung mekanisme-mekanisme sinkronisasi proses
  • Mendukung mekanisme proses communication
  • Mendukung mekanisme penanganan deadlock

Manajemen Memori Utama

Memory merupakan array words/byte dalam jumlah besar. Akses share data secara cepat oleh CPU dan I/O device
Volatile storage device
OS bertanggung jawab dalam :
  • Keep track bagian mana dari memori yang sedang digunakan & oleh siapa
  • Memutuskan proses-proses mana yang di-load ke ruang memori saat available
  • Alokasi & dealokasi ruang memori

Manajemen Secondary-Storage
Back up main memory, non-volatile
Data dan program disimpan disimpan dalam secondary storage (penyimpanan sekunder; disk)
OS bertanggung jawab dalam :
  • Bagaimana mengelola ruang yang kosong dalam storage
  • Bagaimana mengalokasi storage
  • Bagaimana melakukan scheduling penggunaan disk

Manajemen I/O
OS bertanggung jawab dalam :
“menyembunyikan” kekhususan perangkat keras tertentu dari user
Melakukan optimalisasi dalam akses
Buffer cache system : menampung sementara data dari/ke piranti I/O
Spooling : melakukan penjadwalan pemakaian I/O sistem supaya lebih efisien (antrian, dsb)
Interface device-driver : open, read, write, close
Drivers untuk spesifik perangkat keras :
Menyediakan driver untuk melakukan operasi detail untuk perangkat keras tertentu

Manajemen File

Berkas (File) adalah kumpulan informasi yang berhubungan (sesuai dengan tujuan pembuat berkas tersebut). Biasanya berkas merepresentasikan program dan data
OS bertanggung jawab dalam :
  • Pembuatan dan penghapusan file
  • Pembuatan dan penghapusan direktori
  • Mendukung primitif-primitif manipulasi file dan direktori
  • Pemetaan file dalam secondary storage
  • Backup file dalam media yang stabil (non-volatile)

Networking (Distributed System)
Distributed system : kumpulan prosesor yang terdistribusi, tidak berbagi (share) memory atau clock. Setiap prosesor memiliki memori lokal masing-masing
Prosesor-prosesor dalam sistem terhubung dalam jaringan komunikasi
Sebagai pengatur (protokol) dalam komunikasi data
Menentukan strategi-strategi menangani masalah-masalah komunikasi
Mengatur network file system
Dengan adanya shared resource :
  1. Peningkatan kecepatan komputasi
  2. Peningkatan penyediaan data
  3. Meningkatkan reliabilitas (kehandalan)

Sistem Proteksi
Mekanisme untuk mengontrol akses yang dilakukan oleh program, prosesor atau user ke resource-resource dalam sistem komputer
Mekanisme proteksi :
Dapat membedakan pemakaian yang sah (authorized) & yang tidak sah (unauthorized)
Spesifikasi kontrol yang dikenakan
Menyediakan alat untuk pemberlakuan sistem

Command Interpreter :
Memungkinkan sistem berkomunikasi dengan user melalui perintah-perintah menjalankan proses yang telah didefinisikan dan parameternya serta melakukan respon
OS menunggu instruksi dari user (command driven)
Control statement berhubungan dengan :
process creation and management
I/O handling
secondary-storage management
main-memory management
file-system access
protection
networking

Program yang membaca instruksi dan mengartikan control statements (keinginan pengguna) umumnya disebut :
control-card interpreter
 command-line interpreter
 UNIX Shell
Command-Interpreter System sangat bervariasi dari satu sistem operasi ke sistem operasi yang lain dan disesuaikan dengan tujuan dan teknologi I/O peranti yang ada.
Contohnya : CLI, Windows, Pen-based (touch), dll

Layanan Operating System
Eksekusi program : load program user ke memory dan menjalankannya (run)
Operasi-operasi I/O : pengguna tidak bisa mengontrol I/O secara langsung (untuk efisiensi & keamanan), sistem harus bisa menyediakan mekanisme untuk melakukan operasi I/O
Manipulasi file system : read, write, create & delete
System Call
Menyediakan antarmuka antara proses (program yang run) dengan OS
Umumnya dalam bentuk instruksi bahasa assembly
Bahasa untuk system programming tingkat tinggi biasanya memungkinkan system call dilakukan langsung
Misal C, C++, Bliss, PL/360
Tiga metode untuk passing parameter antara running program dan OS :
Pass parameter melalui register
Meyimpan parameter dalam blok atau tabel pada memory, dan alamat tabel di-passing sebagai parameter dlm register
Mmenyimpan parameter (push) ke dalam stack (oleh program), dan pop off parameter pada stack (oleh OS)


Jenis-jenis System Call
  1. Process Control
  2. File Manipulation
  3. Device Manipulation
  4. Information Maintenance
  5. Communication
Model Komunikasi
Komunikasi dapat dilakukan dengan cara message passing atau shared memory

Pemrograman Sistem
Pemrograman sistem menyediakan lingkungan yang memungkinkan pengembangan program dan eksekusi berjalan dengan baik
Dapat dikategorikan :
Manipulasi Berkas (File)
Informasi Status : tanggal, jam, jumlah memori, disk, dll
Modifikasi Berkas
Mendukung bahasa pemrograman : kompilator, assembly, interpreter
Loading & eksekusi program
Komunikasi : menyediakan mekanisme komunikasi antara proses, user dan sistem komputer yang berbeda
Dari sisi user, operasional sistem dilakukan dengan system program, bukan system call

Struktur Sistem

  • Struktur Sederhana : Dimulai dengan sistem yang kecil, sederhana dan terbatas kemudian berkembang dengan cakupan original
  • Struktur sistem MS-DOS : disusun untuk mendukung fungsi yang banyak pada ruang yang kecil
  • Struktur Lapisan MS-DOS
  • Struktur Sistem UNIX 

Memiliki struktur yang terbatas
Terdiri dari 2 bagian :
  • Kernel : Berada dibawah antarmuka system call dan diatas hardware Menyediakan sistem berkas, penjadualan CPU, manajemen memori, device driver, dan fungsi OS lainnya
  • Program Sistem
Kernel
Kategori kernel :
Monolithic kernel. Kernel yang menyediakan abstraksi akses ke perangkat keras yang kaya dan handal. Semua layanan OS dilakukan pada kernel
Semua code pada address space yang sama (kernel space) Meningkatkan performance system
Mudah dalam hal design dan implementasi Bugs dapat menyebabkan sistem crash


Microkernel adalah Kernel yang menyediakan hanya sekumpulan kecil abstraksi perangkat keras sederhana, dan menggunakan aplikasi-aplikasi yang disebut sebagai server untuk menyediakan fungsi-fungsi lainnya.
Banyak layanan OS yang run pada user space untuk me-minimalisasi kernel (seperti networking)
Modularity  : mudah dalam me-memaintain code


Hybrid (modifikasi dari microkernel). Kernel yang mirip microkernel, tetapi ia juga memasukkan beberapa service tambahan di kernel (network stack, file system) agar menjadi lebih cepat.

Running beberapa layanan OS (network stack, file system) dalam kernel space untuk mengurangi performance overhead dari metode microkernel, tetapi tetap menjalankan kernel code (seperti device driver) sebagai server di user space


Exokernel. Kernel yang tidak menyediakan sama sekali abstraksi hardware, tapi ia menyediakan sekumpulan library yang menyediakan fungsi-fungsi akses ke perangkat keras secara langsung.

Mikrokernel
Menyusun sistem operasi dengan menghapus semua komponen yang tidak esensial dari kernel, dan mengimplementasikannya sebagai sistem program dan level pengguna
Fungsi utama : mendukung fasilitas komunikasi antara program klien dan bermacam-macam layanan yang juga berjalan di user-space
Keuntungan :
Ketika layanan baru akan ditambahkan ke user-space, kernel tidak perlu di-modif
OS lebih mudah ditempatkan (porting) pada suatu desain perangkat keras ke desain perangkat keras lainnya (asrsitektur sistem yang baru)
Mendukung keamanan & reliabilitas lebih
 Contoh sistem operasi :
Tru64 UNIX, MacOSX, QNX


Virtual Machine (VM)

Menggunakan layered approach
Melihat hardware dan kernel OS sebagai suatu “hardware”
Menyediakan interface yang identik dengan underlaying bare hardware
OS menyediakan illusion dari banyak proses yang masing-masing berjalan pada prosesornya serta memorinya (virtual) sendiri

Resource dari komputer fisiknya di-share menjadi sejumlah mesin-mesin virtual
CPU scheduling yang menciptakan penampilan seakan-akan user memiliki prosesor sendiri
Spooling & file system menyediakan virtual card readers dan virtual line printers
Sebuah time-sharing terminal user berlaku sebagai virtual console
VM software membutuhkan ruang di dalam disk untuk menyediakan memori virtual dan spooling, yaitu sebuah disk virtual





Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

jangan buat spam dan komentar link website !