2.5 MICROSOFT WINDOWS History Cerita dimulai dengan Windows yang sangat berbeda dari pada OS yg lain, yang dikembangkan oleh Microsoft untuk pertama kali komputer pribadi IBM dan disebut sebagai MS-DOS atau PC-DOS. Awal versi, DOS 1.0, dirilis pada Agustus 1981. Ini terdiri dari 4000 baris assembly kode sumber bahasa dan berjalan di 8 Kbytes yang menggunakan memori Intel 8086 microprocessor. Ketika IBM mengembangkan sebuah harddisk berbasis komputer pribadi, PC XT, Microsoft mengembangkan DOS 2.0, yang dirilis pada 1983. semuanya berisi dukungan untuk harddisk dan disediakan bagi hirarki direktori. Sekarang, disk hanya dapat berisi satu direktori file, mendukung maksimal 64 files. Ketika IBM PC AT diumumkan pada tahun 1984, Microsoft memperkenalkan DOS 3.0. PC AT yang berisi prosesor Intel 80286, disediakan untuk pengalamatan dan menangani fitur proteksi pada memori. Ini tidak digunakan oleh DOS. Untuk tetap kompatibel dengan rilis sebelumnya, OS yang digunakan hanya 80.286 disebut "fast 8086." OS itu menyediakan dukungan untuk keyboard baru dan peripheral harddisk. Meskipun demikian, kebutuhan memori direkomendasikan hingga 36 Kbytes. Kemudian beberapa upgrade rilis 3,0 dikembangkan. DOS 3.1, dirilis pada tahun 1984, berisi dukungan untuk jaringan pada PCs. Dengan spesifikasi yang tidak jauh berbeda, tetapi ini telah dicapai dengan meningkatkan jumlah dari OS yang dapat swapped. DOS 3,3, diluncurkan pada tahun 1987, memberikan dukungan untuk baris baru komputer IBM, yang PS / 2. Sekali lagi, ini tidak mengambil daya dari kemampuan prosesor yang PS / 2, yang disediakan oleh 80.286 dan 32-bit 80386 chips. Tetapi porsi pada tahap ini telah berkembang ke minimal 46 Kbytes. Sementara itu, mulai pada awal tahun 1980-an, Microsoft memulai perkembangan grafis antarmuka pengguna (GUI) yang akan interposed antara pengguna (user) dan DOS. Microsoft bermaksud untuk bersaing dengan Macintosh, OS yang tadinya tak dpt dibandingi untuk kemudahan penggunaan. pada 1990, Microsoft telah masuk pada versi GUI, yang dikenal sebagai Windows 3.0, yang memiliki beberapa fitur ramah seperti pengguna Macintosh. Namun, ia masih terlalu berat untuk berjalan di atas DOS. Setelah mencoba abortive oleh Microsoft dengan IBM untuk mengembangkan sebuah generasi OS, yang akan memanfaatkan kekuatan yang baru dan yang microprocessors akan menggabungkan kemudahan pada penggunakan fitur Windows, Microsoft bangkit dan mengembangkan sebuah OS baru, Windows NT. Windows NT memiliki kemampuan microprocessors kontemporer dan menyediakan multitasking dalam satu atau beberapa pengguna (user) sekaligus. Versi pertama Windows NT (3,1) telah dirilis pada tahun 1993, dengan GUI Windows 3.1, OS Microsoft yang lain (the follow-on ke Windows 3.0). Akan tetapi, NT 3.1 adalah OS baru 32-bit dengan kemampuan untuk mendukung DOS lama dan aplikasi Windows serta menyediakan dukungan OS / 2. Setelah beberapa versi NT 3.x, Microsoft merilis NT 4.0. NT 4.0 memiliki dasar internal yang sama seperti arsitektur 3.x. Paling penting adalah bahwa perubahan eksternal NT 4.0 menyediakan antarmuka pengguna yang sama seperti Windows 95 (peningkatan upgrade ke Windows 3.1). Utamanya adalah bahwa perubahan arsitektur beberapa komponen grafis yang berjalan dalam modus pengguna sebagai bagian dari subsistem Win32 dalam 3.x telah dipindahkan ke
Windows NT Eksekutif, yang berjalan di kernel mode. Manfaat dari perubahan ini adalah untuk mempercepat pengoperasian fungsi penting ini. Potensi adalah kekecewaan grafik fungsi yang sekarang ini mempunyai akses langsung ke level rendah sistem servis, dampak yang mungkin terjadi pada OS. Pada tahun 2000, Microsoft memperkenalkan upgrade utama berikutnya: Windows 2000. Seklai lagi, pokok dan Eksekutif Kernel arsitektur fundamental yang sama seperti di NT 4.0, tetapi fitur-fitur baru telah ditambahkan. Penekanan pada Windows 2000 adalah penambahan pelayanan dan fungsi untuk mendukung proses pendistribusian. Pusat elemen Windows 2000 dari fitur baru adalah Active Directory, yang merupakan distribusi dari direktori layanan nama informasi tentang objek pada Windows 2000. Windows juga menambahkan plugand-play dan fasilitas power-management yang sudah ada di dalam Windows 98, penerus dari Windows 95. Fitur-fitur ini sangat penting untuk komputer laptop, yang sering menggunakan perkaitan stasiun yang berjalan di baterai. Satu titik akhir umum untuk membuat OS Windows 2000 adalah antara Windows 2000 dan Windows Server 2000 desktop. Pada dasarnya, kernel dan arsitektur eksekutif dan layanan tetap sama, namun beberapa layanan termasuk Server diperlukan untuk digunakan sebagai server jaringan. Pada tahun 2001, baru desktop versi Windows telah dirilis, yang dikenal sebagai Windows XP. Kedua PC rumahan dan bisnis workstation versi XP yang ditawarkan. Pada tahun 2003, Microsoft memperkenalkan versi server baru, yang dikenal sebagai Windows Server 2003, mendukung baik 32-bit dan 64-bit 64-bit processors. Pada versi Server 2003 dirancang khusus untuk 64-bit Intel Itanium hardware. Layanan servis update pertama untuk Server 2003, Microsoft memperkenalkan dukungan terhadap arsitektur prosesor AMD64 baik untuk desktop dan server. Pada tahun 2007, yang terbaru versi desktop Windows telah dirilis, yang dikenal sebagai Windows Vista.Vista mendukung kedua Intel x86 dan AMD x64 arsitektur. Itu fitur utama dari keluaran perubahan GUI dan banyak perbaikan keamanan. Server yang sesuai yaitu Windows Server 2008.
Single-User Multitasking Windows (selanjutnya dari Windows 2000) adalah contoh nyata dari apa yang telah menjadi gelombang baru dalam sistem operasi microcomputer (contoh lainnya adalah Linux dan MacOS). Windows itu didorong oleh kebutuhan untuk memanfaatkan kemampuan pengolahan hari ini 32-bit dan 64-bit microprocessors, persaingan mainframes dari hanya beberapa tahun lalu dalam kecepatan, kecanggihan hardware, dan kapasitas memori. Salah satu yang paling signifikan fitur baru sistem operasi ini adalah bahwa, meskipun mereka masih dirancang untuk mendukung satu user interaktif, mereka multitasking sistem operasi. Ada dua perkembangan utama memicu kebutuhan multitasking di komputer pribadi, workstation, dan server. Pertama, dengan peningkatan kecepatan dan kapasitas memori microprocessors, bersama dengan dukungan untuk virtual memori, aplikasi menjadi lebih kompleks dan saling terhubung. Contoh, pengguna mungkin ingin mempekerjakan pengolah kata, menggambar sebuah program, dan aplikasi spreadsheet secara bersamaan untuk menghasilkan document. Tanpa multitasking, jika pengguna ingin membuat gambar dan disisipkan ke dalam dokumen pengolah kata, langkah-langkahnya sebagai berikut diperlukan:
1. Membuka program menggambar 2. Membuat gambar dan menyimpannya dalam sebuah file atau sementara di clipboard. 3. Menutup program menggambar. 4. Membuka program pengolah kata. 5. Menyisipkan gambar di lokasi yang benar. Jika ada perubahan yang diinginkan, pengguna harus menutup program pengolah kata, membuka program menggambar, mengedit grafis gambar, menyimpannya, menutup program menggambar, membuka program pengolah kata, dan menyisipkan gambar yang diperbarui. Hal ini menjadi membosankan sekali. Dalam sebuah lingkungan multitasking, pengguna dapat membuka setiap aplikasi sesuai kebutuhan. Informasi dapat dipindahkan di antara aplikasi dengan mudah. Setiap aplikasi memiliki satu atau lebih jendela, dan grafis antarmuka dengan perangkat yang seperti mouse memungkinkan pengguna untuk menavigasi dengan cepat dalam lingkungan ini. Kedua motivasi untuk multitasking adalah perkembangan komputasi klien / server. Dengan klien / server computing, komputer pribadi atau workstation (klien) dan host sistem (server) digunakan bersama-sama untuk menyelesaikan aplikasi tertentu. Keduanya adalah saling terhubung, dan setiap yang diberikan bagian dari pekerjaan sesuai dengan kemampuan. Client / server dapat dicapai dalam suatu jaringan area lokal dari komputer pribadi dan server atau alat penghubung antara pengguna dan sistem host besar seperti Mainframe. Sebuah aplikasi mungkin melibatkan satu atau lebih komputer dan satu atau lebih server devices. Untuk memberikan respon yang diperlukan, sistem operasi perlu untuk mendukung kecepatan tinggi antarmuka jaringan dan terkait protokol komunikasi dan transfer data arsitektur sementara pada saat yang sama mendukung interaksi yang sedang berlangsung. Versi server juga mendukung multitasking tetapi mungkin beberapa pengguna. Mereka mendukung beberapa koneksi server lokal maupun bersama-sama menyediakan layanan yang digunakan oleh beberapa user pada jaringan. Sebagai server Internet, Windows harus memiliki dukungan ribuan dari Web sambungan.
Architecture Gambar 2.13 menggambarkan keseluruhan struktur Windows 2000; rilis Windows sebelumnya, termasuk Vista, pada dasarnya memiliki struktur yang sama di tingkat detail. Pada struktur modular Windows cukup memberikan fleksibilitas. Perangkat ini dirancang untuk melaksanakannya
pada berbagai platform perangkat keras dan mendukung aplikasi yang ditulis untuk berbagai sistem operasi lain. Seperti yang tertulis, desktop Windows hanya diimplementasikan pada Intel x86 dan AMD64 hardware platforms. Server Windows juga mendukung Intel IA64 (Itanium). Seperti halnya dengan hampir semua sistem operasi, Windows applicationoriented memisahkan perangkat lunak dari inti software OS. kemudian, yang meliputi Eksekutif, Kernel, device drivers, hardware dan lapisan abstak, berjalan dalam mode kernel. Modus Kernel perangkat lunak yang memiliki akses ke sistem data dan ke hardware. Untuk sisa perangkat lunak, berjalan dalam mode user, yang memiliki keterbatasan akses ke sistem data.
Operating System Organization Windows termasuk sebuah modular arsitektur. Setiap fungsi sistem dikelola oleh hanya satu komponen dari sistem operasi. Sisa dari OS dan semua aplikasi yang mengakses fungsi yang bertanggung jawab melalui komponen menggunakan standar sistem interfaces. Key sistem data hanya dapat diakses melalui fungsinya. Pada prinsipnya, setiap modul dapat dihapus, upgrade, atau diganti tanpa perlu menulis ulang seluruh sistem atau aplikasi standar program antarmuka (API). Kernel-mode komponen Windows adalah sebagai berikut: • Executive: Berisi base servis OS, seperti manajemen memori, proses dan urutan manajemen, keamanan, I / O, dan komunikasi interprocess. • Kernel: Kontrol pelaksanaan prosesor(s). Kernel mengelola penjadwalan thread, proses perpindahan (switching), kecuali penanganan interrupt, dan sinkronisasi multiprocessor. Tidak seperti Executive dan level pengguna, kode kernel sendiri tidak berjalan dalam threads.
• Hardware abstraction layer (HAL): Maps antara perintah generik perangkat keras dan tanggapan dan beberapa keunikan untuk platform tertentu. Termasuk OS dari platform perangkat keras yang memiliki spesifik berbeda. Sebuah HAL membuat setiap system bus komputer, penanganan akses memori langsung (DMA), penanganan interrupt, sistem waktu, dan modul memori yang sama untuk melihat komponen Eksekutif dan Kernel. Ia juga memberikan dukungan yang diperlukan untuk multiprocessing simetris (SMP), dijelaskan selanjutnya. • Device drivers: Librari Dynamic yang memperluas fungsi Eksekutif. Termasuk perangkat driver hardware yang menterjemahkan pengguna fungsi I / O dipanggil ke perangkat khusus permintaan I / O hardware dan kemudian komponen perangkat lunak menerapkan sistem berkas, protokol jaringan, dan sistem ekstensi lainnya yang perlu dijalankan dalam mode kernel. • Windowing and graphics system: mengimplementasikan fungsi antarmuka pengguna grafis (GUI), seperti berhadapan dengan jendela (Windows), penanganan antarmuka user, dan menggambar. Eksekutive Windows termasuk komponen spesifik untuk fungsi sistem dan menyediakan sebuah API untuk user-mode software. Berikut ini adalah penjelasan singkat dari masingmasing modul Eksekutive: • I/O manager: Menyediakan kerangka kerja yang melalui device I / O yang dapat diakses untuk aplikasi, dan bertanggung jawab untuk dispatching ke perangkat yang sesuai driver untuk proses lebih lanjut. I / O manager menerapkan semua Windows I / O API dan memaksa keamanan dan penamaan untuk perangkat, protokol jaringan, dan file sistem (menggunakan obyek Manajer). • Cache manager: Meningkatkan kinerja file berbasis I / O yang menyebabkan file data yang lama berada dalam memori utama untuk akses cepat, dan disk writes akan diproses pembaruan dalam memori dalam jangka waktu singkat sebelum dikirim ke disk. • Object manager: Membuat, mengelola, dan menghapus objek Windows Eksekutive dan jenis data tipe abstrak yang digunakan untuk mewakili seperti proses, threads, dan sinkronisasi objek. Ia memaksa aturan yang seragam untuk menahan, penamaan, dan pengaturan keamanan objek. Manajer objek juga menciptakan penanganan objek, yang terdiri dari kontrol akses informasi dan pointer pada object. • Plug-and-play manager: Menentukan driver yang diperlukan untuk mendukung perangkat khusus dan memuat driver tertentu. • Power manager: Koordinasi manajemen daya di antara berbagai perangkat dan dapat dikonfigurasi untuk mengurangi konsumsi daya oleh perangkat idle shutting down, menempatkan daya ketika prosesor sleep, dan bahkan menulis semua dari memori ke disk dan mengatur pemutusan aliran listrik ke seluruh sistem. • Security reference monitor: memaksa akses-validasi dan audit generasi rules. Windows berorientasi objek memungkinkan untuk model yang konsisten dan seragam dalam melihat keamanan, sampai ke dasar yang membentuk badan Eksekutive. Dengan demikian, Windows menggunakan rutinitas yang sama untuk mengakses validasi dan untuk pengecekan audit pada semua proteksi objek, termasuk file, proses, alamat space, dan I / O devices. • Virtual memory manager: mengelola alamat virtual, memori fisik, dan Pager pada file di disk. Kontrol memori hardware dan manajemen struktur data pada pemetaan alamat virtual dalam proses dari ruang alamat fisik halaman di komputer memory. • Process/thread manager: Membuat, mengelola, dan penghapusan proses dan urutan objects.
• Configuration manager: bertanggung jawab untuk melaksanakan dan mengelola sistem registri, pada repositori untuk besar both sistem dan pengaturan per-user dari berbagai parameter. • Local procedure call (LPC) facility: menerapkan sebuah efisiensi prosedur cross-proses disebut mekanisme lokal untuk komunikasi antara proses pelaksanaan servis dan subsystems. Mirip dengan remote prosedur call (RPC) fasilitas yang digunakan untuk pengolahan pendistribusian.
User-Mode Processes ada empat dasar jenis proses user-mode yang didukung oleh Windows: • Special system processes: layanan modus Pengguna yang dibutuhkan untuk mengelola sistem, seperti sesi manajer, otentikasi subsistem, layanan manager, dan proses logon • Service processes: Printer spooler, event logger, pengguna modus komponen yang bekerja sama dengan perangkat driver, berbagai macam layanan servis jaringan, dan banyak yang lain. Layanan ini digunakan oleh Microsoft dan kedua eksternal untuk memperluas pengembangan perangkat lunak sistem fungsi mereka sebagai satusatunya cara untuk menjalankan latar belakang Modus kegiatan user pada sistem Windows. • Environment subsystems: Menyediakan berbagai personalis OS (environments). Yang didukung adalah Win32/WinFX dan subsystems POSIX. Masing-masing lingkungan Subsistem termasuk subsistem proses bersama antara semua aplikasi yang menggunakan subsistem dan dinamik link library (DLL) yang mengkonversi aplikasi user untuk memanggil LPC pada subsistem proses, dan / atau memanggil Windows itu sendiri. • User applications: executables (EXEs) dan DLL yang menyediakan fungsi pengguna untuk menjalankan penggunaan sistem. EXEs dan DLL umumnya ditargetkan di lingkungan subsystems tertentu; meskipun sebagian dari program yang diberikan sebagai bagian dari OS yang menggunakan sistem antarmuka (NTAPI). Ada juga dukungan untuk menjalankan program 16-bit yang ditulis untuk Windows atau 3,1 MS-DOS. Windows disusun untuk mendukung aplikasi yang ditulis untuk beberapa OS personalitas. Windows ini memberikan dukungan umum menggunakan modus kernel set komponen yang mendasari subsystems dilingkungan yang dilindungi. Pelaksanaan setiap subsistem termasuk proses terpisah, yang berisi struktur data yang dipakai bersama-sama, hak, dan Eksekutif menangani obyek yang dibutuhkan untuk melaksanakan suatu personality. Proses ini dimulai oleh Windows Session Manager ketika pertama jenis aplikasi dijalankan. Subsistem proses yang berjalan sebagai sebuah sistem users, sehingga Eksekutif akan melindungi alamat space dari proses yang dijalankan oleh user biasa. sebuah provider subsistem menyediakan grafis atau command-line user interface yang menentukan tampilan dan nuansa OS untuk pengguna. Selain itu, setiap subsistem dilindungi menyediakan API bagi partikulasi operasi environment. Ini berarti aplikasi diciptakan untuk lingkungan operasi tertentu yang dapat berjalan tetap pada Windows, karena melihat antarmuka OS mereka yang sama dengan mereka yang telah ditulis. Yang paling penting adalah subsistem Win32. Win32 API yang dilaksanakan pada kedua Windows NT dan Windows 95 dan kemudian dirilis pada Windows 9x. Banyak aplikasi Win32 yang ditulis untuk Windows 9x garis sistem operasi berjalan pada sistem NT tidak berubah. Pada rilis Windows XP, Microsoft berfokus pada peningkatan kompatibilitas dengan Windows 9x sehingga cukup aplikasi (perangkat dan driver) bahwa mereka akan berjalan lebih lanjut dan mendukung untuk
Windows 9x dan fokus pada NT. Yang terbaru pada program API yaitu untuk Windows WinFX, yang didasarkankan pada Microsoft. NET programming model. WinFX diimplementasikan pada Windows sebagai lapisan di atas Win32 dan bukan sebagai subsistem berbeda jenis.
Client/Server Model Layanan Sistem operasi Windows, proteksi subsystems, dan aplikasi yang disusun menggunakan klien / server model komputasi, yang merupakan model untuk didistribusikan dan komputasi. Arsitektur yang sama ini dapat diadopsi untuk penggunaan internal pada sistem tunggal, seperti halnya dengan Windows. Asal dari NT API adalah serangkaian layanan berbasis kernel yang menyediakan inti abstractions yang digunakan oleh sistem, seperti proses, threads, virtual memori, I / O, dan komunikasi. Windows menyediakan pengaturan layanan yang baik dengan klien / server model untuk melaksanakan fungsi proses users-mode. Baik di lingkungan subsystems dan pengguna Windows mode layanan diimplementasikan sebagai proses yang berkomunikasi dengan klien melalui RPC. Setiap proses server menunggu adanya permintaan dari klien untuk salah satu layanan (misalnya, layanan memori, proses penciptaan servis, atau layanan jaringan). klien, yang dapat menggunakan aplikasi atau program server lainnya dengan mengirim pesan servis. Dengan mengirimkan pesan yang diarahkan melalui Eksekutif ke server. Server akan melakukan operasi yang diminta dan mengirim hasil atau informasi status dengan pesan lain yang diarahkan melalui Eksekutif kembali ke klien. Keuntungan dari klien / server arsitektur meliputi: • It simplifies the Executive. Hal ini dimungkinkan untuk membangun berbagai API dilaksanakan user-mode server tanpa konflik atau duplikasi pada Eksekutif. API baru dapat ditambahkan dengan mudah. • It improves reliability. Setiap server baru berjalan di luar kernel, dengan masing - masing partisi dari memori, dilindungi dari server lain. Satu server dapat mengalami kegagalan atau eror tanpa mempengaruhi sistem OS. • menyediakan sarana yang seragam untuk aplikasi untuk berkomunikasi dengan layanan melalui RPCs tanpa membatasi fleksibilitas. • ini menyediakan dasar yang cocok untuk didistribusikan computing. Biasanya, didistribusikan pada komputasi yang menggunakan klien / server model, dengan mengontrol prosedur pemanggilan didistribusikan menggunakan modul klien dan server dan pertukaran pesan antara klien dan servers.
Threads and SMP Dua karakteristik penting Windows adalah dukungan untuk threads dan simetris multiprocessing (SMP), baik yang telah diperkenalkan dalam Bagian 2.4. [RUSS05] berikut daftar fitur Windows yang mendukung benang dan SMP: • OS dapat menjalankan rutinitas pada prosesor yang tersedia, dan dapat melaksanakan berbagai rutinitas secara bersamaan pada prosesor yang berbeda. • Windows mendukung penggunaan beberapa pelaksanaan threads dalam satu proses. Beberapa topik yang sama harus dijalankan pada proses yang berbeda pada prosesor secara bersamaan. • Server dapat menggunakan beberapa proses threads untuk memproses permintaan lebih dari satu klien secara bersamaan. • Windows menyediakan mekanisme untuk berbagi data dan sumber daya antara proses interprocess fleksibel dan kemampuan komunikasi.
Windows Objects Windows sangat mengacu pada konsep-konsep berorientasi objek design. Hal ini memfasilitasi pendekatan berbagi sumber daya dan data antara proses dan perlindungan sumber daya. Diantaranya kunci konsep berorientasi objek yang digunakan oleh Windows adalah sebagai berikut: • Encapsulation: Sebuah benda terdiri dari satu atau beberapa item data yang disebut atribut, dan satu atau lebih prosedur yang dapat dilakukan pada data yang disebut services. Dengan demikian, data dalam objek mudah dilindungi dari penggunaan yang tidak sah dan dari illegal users (misalnya, mencoba untuk menjalankan sebuah nonexecutable bagian dari data). • Object class and instance:Sebuah objek kelas yaitu template pada daftar atribut dan layanan dari sebuah objek dan mendefinisikan beberapa obyek characteristics. Misalnya, terdapat proses kelas satu objek dan satu proses untuk setiap objek yang sedang aktif. • Inheritance: Meskipun pelaksanaan adalah kode tangan, Eksekutif menggunakan warisan (inherit) untuk memperpanjang kelas obyek dengan menambahkan fitur baru. Setiap Eksekutif kelas didasarkan pada basis kelas virtual yang menentukan metode penciptaan, penamaan, keamanan, dan penghapusan objek. • Polymorphism: Secara internal, Windows menggunakan set umum fungsi API pada memanipulasi objek-objek dari jenis apa pun, ini adalah fitur polymorphism, Windows tidak sepenuhnya polymorphic karena banyak API yang khusus untuk jenis objek khusus. Tidak semua entitas pada Windows adalah objects. Objects yang digunakan dalam kasus dimana data yang ditujukan untuk pengguna akses mode data atau bila digunakan bersama-sama atau yang restricted. diantars entitas objek yang diwakili oleh file, proses, threads, semaphores, waktu, dan windows. Windows menciptakan dan mengelola segala jenis objek dalam cara yang seragam, melalui via objek manager. Obyek ini yang bertanggung jawab untuk menciptakan dan menghancurkan benda atas nama aplikasi dan untuk memberikan akses ke obyek dan layanan data. Objek mungkin memiliki informasi yang berkaitan dengan keamanan mereka, dalam bentuk Keamanan keterangan (SD). Keamanan informasi ini dapat digunakan untuk membatasi akses ke objek berdasarkan isi dari sebuah bukti yang menjelaskan objek user tertentu. Untuk contoh, sebuah proses dapat membuat sebuah semaphore (sinyal) dengan maksud bahwa hanya pengguna tertentu harus bisa membuka dan menggunakan semaphore tersebut. Terdapat dua kategori obyek yang digunakan oleh Windows yang digunakan untuk proses sinkronisasi dilakukan dari prosesor: • Dispatcher objects: The subset Eksekutif benda yang dapat menunggu pada threads untuk mengontrol dan sinkronisasi dispatching thread berbasis sistem operasi. • Control objects: Digunakan oleh Kernel komponen untuk mengelola pengoperasian prosesor di daerah yang tidak dikelola oleh penjadwalan thread normal. Tabel 2.5 Kernel daftar kontrol objek.
Windows tidak sepenuhnya termasuk berorientasi objek OS. Hal ini tidak dilaksanakan secara bahasa berorientasi objek. Struktur data yang sepenuhnya berada dalam satu Eksekutif komponen tersebut tidak mewakili sebagai objek. Namun demikian, Windows menggambarkan kekuatan teknologi berorientasi objek dan merupakan peningkatan kecenderungan terhadap penggunaan teknologi ini di desain OS.
2.8 LINUX History Linux dimulai sebagai UNIX varian untuk arsitektur IBM PC (Intel 80386). Linus Torvalds, seorang mahasiswa Finlandia ilmu komputer, penulis version asli. Torvalds mengirimkan versi asli Linux di Internet pada tahun 1991. Sejak itu, sejumlah orang, bekerjasama melalui Internet, telah memberikan kontribusi untuk pengembangan Linux, semua di bawah kontrol Torvalds. Karena Linux adalah gratis dan kode sumber yang tersedia, menjadi sebuah awal alternatif untuk workstation UNIX lainnya, seperti ditawarkan oleh Sun Microsystems dan IBM. Sekarang, Linux adalah fitur yang penuh dengan fitur sistem UNIX yang berjalan pada semua platform, dan banyak lagi, termasuk Intel Pentium dan Itanium, dan Motorola / IBM PowerPC.
Kunci keberhasilan Linux telah tersedia pada paket perangkat lunak bebas di bawah naungan the Free Software Foundation (FSF). FSF bertujuan stabil, platform - independen perangkat lunak yang bebas, kualitas tinggi, dan dikelola oleh komunitas pengguna. GNU FSF dari project menyediakan peralatan untuk para pengembang perangkat lunak, dan GNU Public License (GPL) adalah meterai persetujuan FSF. Torvalds menggunakan peralatan GNU dalam mengembangkan kernel-Nya, maka dia dirilis di bawah GPL. Jadi, Distro Linux yang Anda lihat sekarang adalah produk dari FSF dari proyek GNU, dari setiap usaha Torvald, dan banyak kolaborator di seluruh dunia. Selain penggunaannya oleh banyak individu pemrogram, Linux kini telah membuat penekanan yang signifikan dalam perusahaan dunia. Tidak hanya karena gratis dari perangkat lunak saja, tetapi juga karena kualitas kernel Linux. Banyak pemrogram berbakat telah berkontribusi untuk versi terakhir, sehingga menghasilkan teknis produk yang mengesankan. Selain itu, Linux sangat modular dan mudah dikonfigurasi. Membuat mudah meningkatkan kinerja optimal dari berbagai platform perangkat keras. Ditambah, dengan kode sumber yang tersedia, vendor dapat mentweaking aplikasi dan utilitas untuk memenuhi spesifik kebutuhan.
Modular Structure Kebanyakan UNIX kernel yang monolitis. monolitik Kernel adalah salah satu yang meliputi hampir semua fungsi OS besar dalam satu blok kode yang berjalan sebagai sebuah proses dengan satu alamat space. Semua fungsional komponen kernel yang memiliki akses ke semua
data internal dan struktur data rutinitas. Jika ada perubahan dibuat untuk setiap bagian yang khas monolitis OS, semua modul dan rutinitas harus relinked dan reinstall dan sistem rebooted sebelum perubahan dapat mengambil sebuah effect. Hasilnya, ada modifikasi, seperti menambahkan perangkat baru driver atau file system fungsi, adalah sangat sulit. Masalah ini sangat akut untuk Linux, yang merupakan perkembangan global dan dilakukan oleh sebuah kelompok yang terkait dan merebeh pemrogram independen. Walaupun Linux tidak menggunakan pendekatan microkernel, ia mencapai banyak potensi keuntungan dari pendekatan ini dengan cara arsitektur modular tertentu. Linux adalah struktur dari kumpulan modul, nilai yang dapat secara otomatis dimuat dan diturunkan pada tuntunan. Pada dasarnya, modul merupakan kode objek file yang dapat dihubungkan ke dan unlink dari runtime kernel. Khususnya, modul menerapkan beberapa fungsi tertentu, seperti sebuah filesystem, perangkat driver, atau fitur lain dari kernel di atas layer. Sebuah modul tidak dijalankan sebagai proses atau thread sendiri, walaupun dapat menciptakan kernel threads untuk berbagai keperluan yang diperlukan. Sebaliknya, modul dijalankan dalam kernel mode atas nama yang sedang diproses. Jadi, meskipun Linux dapat dianggap monolitik, struktur yang modular mengatasi beberapa kesulitan dalam mengembangkan kernel. Modul Linux Loadable memiliki dua karakteristik penting: • Dynamic linking: sebuah modul Kernel dapat dimuat dan dihubungkan ke dalam kernel pada saat kernel yang sudah ada di dalam memori dan sedang di eksekusi. Sebuah modul juga dapat unlinked (diputuskan) dan dihapus dari memori setiap saat. • Stackable modul: Modul tersebut diatur dalam hirarki. Masing-masing modul berfungsi sebagai perpustakaan ketika mereka diarahkan oleh modul klien lebih tinggi di atas hirarki, dan sebagai klien ketika mereka referensi modul lebih bawah. Di Linux, pengguna program atau pengguna dapat secara eksplisit memuat dan membongkar modul kernel menggunakan perintah insmod dan rmmod. Kernel itu sendiri perlu untuk memonitor fungsi tertentu dan dapat memuat dan membongkar modul yang diperlukan. Dengan stackable modul, dependensi antara modul dapat ditetapkan. Hal ini memiliki dua manfaat: 1. Kode umum untuk satu set modul yang sama (misalnya, driver untuk hardware yang sama) dapat dipindahkan ke dalam satu modul, mengurangi replikasi. 2.
Kernel dapat memastikan bahwa modul-modul yang diperlukan sekarang ini, dari pemuatan ulang modul yang lainnya berjalan tergantung modul, dan memuat apapun tambahan bila diperlukan modul modul yang baru dibuka.
Gambar 2.17 adalah contoh yang menggambarkan struktur yang digunakan oleh Linux untuk mengelola modul. Angka menampilkan daftar modul kernel setelah hanya dua modul telah dimuat: FAT dan VFAT. Setiap modul ditetapkan oleh dua tabel, modul tabel dan simbol tabel. Modul tabel termasuk elemen sebagai berikut:
• *next: Pointer ke modul berikut. Semua modul akan disusun dalam sebuah penghubung list. Daftar dimulai dengan pseudomodule (tidak ditampilkan dalam Gambar 2,17). • *name: Pointer ke nama modul. • size: Modul ukuran memori halaman.
• usecount: Modul penggunaan counter. Penghitung incremented adalah ketika suatu operasi melibatkan modul fungsi dijalankan dan decremented saat operasi terminates. • flags: Modul flag. • nsyms: Jumlah simbol diekspor. • ndeps: Jumlah referensi modul • *syms: Pointer ke modul ini dari simbol tabel. • *deps: Pointer ke daftar modul yang akan diarahkan oleh modul ini. • *refs: Pointer ke daftar modul-modul yang menggunakan modul ini.
Simbol tabel mendefinisikan simbol yang dikontrol oleh modul ini yang digunakan di tempat lain. Gambar 2.17 menunjukkan bahwa modul VFAT telah dimuat setelah modul FAT dan bahwa modul VFAT tergantung pada modul FAT.
Kernel Components Gambar 2.18, menunjukkan komponen utama dari kernel Linux seperti yang diterapkan di sebuah arsitektur IA-64 (misalnya, Intel Itanium). Yang menampilkan beberapa tokoh proses yang berjalan di atas kernel. Setiap kotak menunjukkan proses terpisah, setiap saat berbelokbelok sesuai dengan panah yang merupakan urutan dari execution.
kernel itu sendiri terdiri dari kumpulan komponen interaksi, dengan panah yang menunjukkan interaksi-interaksi utama. Sebuah hardware yang juga digambarkan sebagai satu set komponen dengan panah yang menunjukkan kernel atau menggunakan komponen kontrol atau komponen perangkat keras. Semua komponen kernel, tentu saja, dijalankan pada prosesor, tetapi untuk kemudahan, hubungan ini tidak akan ditampilkan.
Ringkasan, prinsip komponen kernel berikut ini: • Signals: Kernel menggunakan sinyal untuk memanggil ke dalam proses. Misalnya, sinyal yang digunakan untuk memberitahukan beberapa proses kesalahan, seperti divisi/pembagian oleh angka nol. Tabel 2.6 memberikan beberapa contoh sinyal.
• System calls: Sarana Sistem panggilan dimana proses permintaan servis kernel tertentu. Ada beberapa ratus sistem panggilan, yang dapat kira-kira dikelompokkan ke dalam enam kategori: filesystem, proses penjadwalan, komunikasi interprocess, socket (jaringan), dan miscellaneous. Table 2.7 mendefinisikan beberapa contoh dalam setiap kategori.
• Processes and scheduler: Membuat, mengelola, dan penjadwalan proses. • Virtual memory: mengelola dan mengalokasikan memori virtual untuk proses. • File systems: Memberikan global, hirarkis untuk nama file, direktori, dan file lain yang berhubungan dengan objek dan menyediakan fungsi sistem berkas. • Network protocols: MenSupports Socket dengan antarmuka bagi pengguna untuk TCP / IP protokol suite. • Character device drivers: mengelola perangkat yang membutuhkan kernel untuk mengirim atau menerima data satu byte pada satu waktu, seperti terminal, modem, dan printer. • Block device drivers: mengelola perangkat yang membaca dan menulis data dalam blok, seperti sebagai berbagai bentuk kedua memori (magnetik disk, CD-ROM, dll). • Network device drivers: mengelola kartu jaringan dan komunikasi port yang menghubungkan ke perangkat jaringan, seperti bridges dan router. • Traps and faults: menangani perangkap dan kesalahan yang dihasilkan oleh prosesor, seperti kesalahan memori. • Physical memory: mengelola page pool dalam frame memori utama dan mengalokasikan page untuk virtual memori. • Interrupts: menangani interrupts dari perangkat peripheral.
