konsep dasaar sistem operasi
Konsep Dasar Sistem Operasi
1.Komponen Sistem Operasi
2.Layanan Sistem Operasi
3.System Calls
4.Pemrograman Sistem
5.Struktur sistem
6.Mesin Virtual
7.Rancangan Sistem
8.System Generation
1)Komponen Sistem
- Managemen Proses
- Managemen Memori Utama
- Managemen Berkas
- Managemen I/O
- Managemen Penyimpanan Sekunder
- Jaringan
- Sistem Proteksi
- Command-Interpreter System1.1 Managemen Proses
Proses adalah sebuah program yang sedang dijalankan (eksekusi). Suatu proses memerlukan sumberdaya pada saat ekesekusi:
CPU time, memori, berkas dan peranti I/O
Sistem operasi bertanggung jawab terhadap aktifitas yang berhubungan dengan manajemen proses: - Pembuatan dan penghapusan proses
- Penundaan dan pelanjutan proses
- Penyedia mekanisme untuk:
• Sinkronisasi antar proses
• Komunikasi antar proses
• Penanganan Deadlock
Memori sebagai tempat penyimpanan instruksi/data dari program. Penyimpanan yang cepat sehingga dapat mengimbangi kecepatan eksekusi instruksi CPU Terdiri dari “array words/bytes” yang besar Alamat digunakan untuk mengakses data (shared oleh CPU dan I/O devices) Umumnya main memory bersifat “volatile”– tidak permanen Isinya akan hilang jika komputer di matikan.
Sistem operasi bertanggung jawab untuk aktivitas berikut yang berhubungan dengan manajemen memori:
- Melacak pemakaian memori (siapa dan berapa besar?).
- Memilih program mana yang akan diload ke memori ketika bisa digunakan
- Alokasi dan dealokasi memori sesuai yang dibutuhkan
Berkas adalah kumpulan informasi yang berhubungan (sesuai dengan tujuan pembuat berkas tersebut). Biasanya berkas merepresentasikan program dan data.
Sistem operasi bertanggung jawab untuk aktivitas berikut yang berhubungan dengan manajemen berkas:
- Pembuatan dan penghapusan berkas
- Pembuatan dan penghapusan direktori
- Mendukung primitive untuk manipulasi berkas dan direktori
- Memetakan berkas pada sistem sekunder
- Backup berkas pada media penyimpanan yang stabil (nonvolatile)
- Managemen system I/O
- Sistem buffer: menampung sementara data dari/ke peranti I/O
- Spooling: melakukan penjadwalan pemakaian I/O sistem supaya lebih efisien(antrian dsb)
- Antarmuka devices-driver yang umum: menyediakan device driver yang umum sehingga system operasi dapat seragam (buka, baca, tulis, tutup)
- Drivers untuk spesifik perangkat keras: menyediakan driver untuk melakukan operasi rinci /detail untuk perangkat keras tertentu.
Penyimpanan sekunder : Penyimpanan Permanen
Karena memori utama bersifat sementara dan kapasitasnya terlalu kecil, maka untuk menyimpan semua data dan program secara permanen, system computer harus menyediakan penyimpanan sekunder untuk dijadikan back-up memori utama.
Sistem Operasi bertanggung jawab dalam aktivitas yang berhubungan dengan manajemen penyimpanan sekunder:
- Manajemen ruang kosong
- Alokasi penyimpanan
- Penjadwalan disk
Sistem Terdistribusi adalah kumpulan prosesor yang tidak berbagi memori atau clock. Setiap prosesor memiliki memori lokal masing-masing. Prosesor-prosesor dalam system terhubung dalam jaringan komunikasi. Sistem terdistribusi menyediakan akses pengguna ke bermacam-macam sumber daya. Akses tersebut menyebabkan:
- Peningkatan kecepatan kompuatsi
- Peningkatan penyediaan data
- Peningkatan keandalan
Proteksi berkenaan dengan mekanisme untuk mengontrol akses yang dilakukan oleh program, prosesor, pengguna sistem maupun pengguna sumber daya.
Mekanisme Proteksi harus:
- Membedakan antara penggunaan yang sah dan yang tidak sah.
- Spesifikasi control untuk diterima
- Menyediakan alat untuk pemberlakuan sistem.
Sistem Operasi menunggu instruksi dari pengguna (command driven). Program yang membaca instruksi dan mengartikan control statements (keinginan pengguna) umumnya disebut:
- control-card interpreter
- command-line interpreter
- UNIX shell.
Contohnya: CLI, Windows, Pen-based (touch), dan lain-lain.
2)Pelayanan Sistem Operasi
- Eksekusi program : meload program ke memory dan menjalankannya (run)
- Operasi I/O: pengguna tidak bisa mengontrol I/O secara langsung ( untuk efisiensi dan keamanan), sistem harus bisa menyediakan mekanisme utk melakukan operasi I/O
- Manipulasi system berkas : membaca, menulis, membuat, dan menghapus file
Komunikasi : pertukaran informasi, dapat dilaksanakan melalui shared memory atau message passing - Deteksi error : mempertahankan kestabilan dengan mendeteksi error
(pada CPU, perangkat keras memori, I/O, program pengguna) dan jika bisa,
memperbaikinya
Pelayanan Tambahan Lebih diarahkan kepada upaya untuk menjaga efisiensi sistem, bukan untuk membantu pengguna - Alokasi sumber daya: mengalokasikan sumber daya kepada beberapa pengguna atau tugas yang dijalankan pada saat yang bersamaan
- Accounting: menentukan berapa banyak dan berapa lama users menggunakan sumber daya sistem
- Proteksi: menjaga semua akses ke sumber daya system terkontrol
- System calls menyediakan antarmuka antara proses (program yang sedang dijalankan) dan system operasi.
- Biasanya tersedia sebagai instruksi bahasa rakitan
- Beberapa system mengizinkan system calls dibuat langsung dari bahasa pemrograman tingkat tinggi
- Beberapa bahasa pemrograman tingkat tinggi (contoh: C, C++) telah didefenisikan untuk menggantikan bahasa rakitan untuk sistem pemrograman
- Tiga metode umum yang digunakan dalam memberikan parameter kepada system operasi
- Melalui register
- Menyimpan parameter dalam blok atau table pada memori dan alamat blok tersebut diberikan sebagai parameter dalam register
- Menyimpan parameter (push) kedalam stack (oleh program), dan melakukan pop off pada stack (oleh sistim operasi)
- Memberikan Parameter dalam TabelSumber: Silberschatz,et.al, Operating System Concepts, 6thed, .2003, New York: John Wiley & Son.Inc , page 65
- Jenis System Calls
- Pengendalian proses
- Manajemen berkas
- Manajemen Peranti
- Mempertahankan informasi
- Komunikasi
- Selesai, abort
- Load, eksekusi
- Membuat dan mengakhiri proses
- Mengambil dan mengeset atribut proses
- Menunggu waktu
- Wait event, signal event
- Alokasi dan pengosongan memori
- Membuat dan menghapus berkas
- Membuka dan menutup berkas
- Read, write, reposition
- Mengambil dan mengeset atribut berkas
- Meminta peranti, melepaskan peranti
- Read, write, reposition
- Mengambil dan mengeset atribut peranti
- Mengambil dan mengeset waktu dan tanggal
- Mengambil dan mengeset sistem data
- Mengambil proses, berkas atau atribut peranti
- Mengeset proses, berkas atau atribut peranti
- Menciptakan, menghapus hubungan komunikasi
- Mengirim dan menerima pesan
- Mentransfer status informasi
- Attach atau detach remote device
- Komunikasi dapat dilakukan melalui message passing atau shared memory
Pemrograman system menyediakan lingkungan yang memungkinkan pengembangan program dan eksekusi berjalan dengan baik
- Dapat dikategorikan : Manajemen/manipulasi berkas: membuat, menghapus, copy, rename, print, memanipulasi berkas dan direktori
- Informasi Status : tanggal, jam, jumlah memori dan disk yang tersedia, jumlah pengguna, dan informasi tentang status lainnya
- Modifikasi Berkas: modifikasi isi berkas
- Mendukung bahasa pemrograman: Kompilator, perakit, interpreter
- Loading dan eksekusi program: absolute loaders, relocatable loaders, linkage editors, overlay loaders
- Komunikasi: menyediakan mekanisme komunikasi antara proses, pengguna, dan sistem komputer yang berbeda
System program yang paling penting adalah command interpreter (mengambil dan menerjemahkan user-specified command selanjutnya)
- Struktur Sederhana
- Metode pendekatan Terlapis
- Mikrokernel
Dimulai dengan system yang kecil, sederhana dan terbatas kemudian berkembang dengan cakupan original
Struktur system MS-DOS : disusun untuk mendukung fungsi yang banyak pada ruang yang kecil.
Struktur Sistem UNIX Terdiri dari 2 bagian:
- Kernel :
•antarmuka
•device drivers - Program Sistem
Lapisan adalah implementasi dari objek abstrak yang merupakan enkapsulasi dari data dan operasi yang bias memanipulasi data tersebut
- Lapisan paling bawah: perangkat keras
- Lapisan paling atas: antarmuka pengguna
- Tingkatan Desain Sistem Operasi
Menyusun system operasi dengan menghapus semua komponen yang tidak esensial dari kernel, dan mengimplementasikannya sebagai system program dan level pengguna
Fungsi utama: mendukung fasilitas komunikasi antara program klien dan bermacam-macam layanan yang juga berjalan diuser-space
Keuntungan:
ketika layanan baru akan ditambahkan ke user-space, kernel tidak perlu dimodif OS lebih mudah ditempatkan pada suatu desain perangkat keras ke desain lainnya mendukung keamanan reliabilitas lebih
Contoh system operasi:
Tru64 UNIX, Mac OS X, QNX
6)Mesin Virtual
Mesin virtual mengambil pendekatan terlapis sebagai kesimpulan logis. Mesin virtual memperlakukan hardware dan system operasi seolah-olah berada pada level yang sama sebagai perangkat keras.
Pendekatan Mesin virtual menyediakan sebuah antarmuka yang identik dengan underlying bare hardware. Sistem Operasimembuat ilusi dari banyak proses, masing-masing dieksekusi pada prosesornya sendiri dengan virtual memorinya sendiri. VM dibuat dengan pembagian sumber daya oleh komputer fisik Sumber daya dari komputer fisik dibagi untuk membuat VM Penjadwalan CPU bias menciptakan penampilan seakan–akan pengguna mempunyai prosesor sendiri. Spooling dan system data bisa menyediakan virtual card readers dan virtual line printers. Sebuah time-sharing terminal user yang normal melayani sebagai mana operator konsulat VM software membutuhkan ruang di dalam disk untuk menyediakan memori virtual dan spooling, yaitu sebuah disk virtual. Keuntungan Penggunaan Mesin virtual.
Keamanan bukanlah masalah VM mempunyai pelindungan lengkap pada berbagai sistem sumber daya. Tidak ada pembagian sumber daya secara langsung. Pembagian disk mini dan jaringan diimplementasikan pada perangkat lunak. VM sistem adalah kendaraan yang“sempurna” untuk penelitian dan pengembangan sistem operasi. Dengan VM perubahan suatu bagian tidak akan mempengaruhi komponen yang lain
Kerugian Penggunaan VM
- VM sulit di implementasikan karena banyak syarat yang dibutuhkan untuk menyediakan duplikat yang tepat dari underlying machine
- Harus punya virtual-user mode dan virtual-monitor mode yang keduanya berjalan dipysical mode. Akibatnya, saat instruksi yang hanya membutuhkan virtual monitor mode dijalankan, register berubah dan bias berefek pada virtual user mode, bahkan bisa me-restart VM
- Waktu yang dibutuhkan I/O bias lebih cepat (karena ada spooling), tapi bisa lebih lambat ( karena di interpreted)
Program Java yang telah di compile adalah platform-neutral byte codes yang dieksekusi oleh Java Virtual Machine(JVM)
JVM terdiri dari:
- Pengeload kelas
- Pemverifikasi kelas
- Runtime interpreter
- Just In-Time(JIT) kompilator meningkatkan kinerja
- Java Development Environment (JDE) terdiri dari sebuah compile time environment yang mengubah java sources code menjadi byte code, dan sebuah run time environment yang menyediakan Java platform system untuk tuan rumah
Masalah: menentukan tujuan dan spesifikasi sistem.
Perancangan system dipengaruhi oleh perangkat keras dan jenis system sehingga kebutuhan-nya akan lebih sulit untuk dispesifikasikan.
Kebutuhan terdiri dari tujuan pengguna dan tujuan sistem.
Pengguna ingin system yang enak digunakan, mudah dipelajari, terpercaya, aman, dan cepat. Tapi itu semua sebenarnya tidak dibutuhkan oleh sebuah sistem.
Sistem ingin mudah dirancang dan diimplmentasikan, fleksibel, terpercaya, error yang minimal, dan efisien.
Implementasi Sistem
Secara tradisional, system operasi ditulis dalam bahasa rakitan, tapi sekarang sering dibuat dalam bahasa tingkat tinggi.
Keuntungan ditulis dalam bahasa tingkat tinggi adalah Kodenya bias ditulis dengan lebih cepat, Lebih padat, Mudah dimengerti dan didebug
Sistem operasi yang ditulis dengan bahasa tingkat tinggi akan mudah dipindahkan ke perangkat keras lain, tapi bisa mengurangi kecepatan dan membutuhkan penyimpanan yang lebih banyak.
8)System Generation
Sistem operasi dirancang untuk dapat dijalankan pada berbagai jenis mesin, sistemnya harus dikonfigurasikan untuk setiap komputer.
Program Sysgen mendapatkan informasi mengenai konfigurasi khusus tentang system perangkat keras dari sebuah data, antara lain sebagai berikut:
- CPU apa yang digunakan, pilihan yang diinstal
- Berapa banyak memori yang tersedia
- Peralatan yang tersedia
- Sistem operasi pilihan apa yang diinginkanatau parameter apa yang digunakan
- Satu kali info diperoleh, bisa digunakan dengan berbagai cara.
Komentar
Posting Komentar