Struktur Sistem Operasi
Referensi : Pengantar Sistem Operasi Komputer, Masyarakat Digital Gotong Royong (MDGR), 2006, http://bebas.vlsm.org/ v06/ Kuliah/ SistemOperasi/ BUKU/ Operating System Concepts, Abraham Silberschatz, Peter Galvin, Greg Gagne. Seventh Edition, John Wiley, 2005
Pendahuluan Sebuah sistem yang besar dan kompleks seperti sistem operasi modern harus diatur dengan cara membagi task ke dalam komponen-komponen kecil agar dapat berfungsi dengan baik dan mudah dimodifikasi. Menurut Silberschatz, et al, ada tiga cara yaitu: • Struktur Sederhana. • Pendekatan Berlapis. • Kernel Mikro.
Struktur Sederhana (1) Banyak sistem yang dimulai dengan sistem yang lebih kecil, sederhana, dan terbatas. Contoh sistem seperti ini adalah MS-DOS, yang disusun untuk mendukung fungsi yang banyak pada ruang yang sedikit karena keterbatasan perangkat keras untuk menjalankannya.
Struktur Sederhana (2) Contoh sistem lainnya adalah UNIX, yang terdiri dari dua bagian yang terpisah, yaitu kernel dan program sistem. Kernel selanjutnya dibagi dua bagian, yaitu antarmuka (interface) dan device drivers. Kernel mendukung sistem berkas, penjadwalan CPU, manajemen memori, dan fungsi sistem operasi lainnya melalui system calls.
Pendekatan Berlapis (1) Sistem operasi dibagi menjadi sejumlah lapisan yang masing-masing dibangun di atas lapisan yang lebih rendah. Lapisan yang lebih rendah menyediakan layanan untuk lapisan yang lebih tinggi. Lapisan yang paling bawah adalah perangkat keras, dan yang paling tinggi adalah userinterface.
Pendekatan Berlapis (2) Sebuah lapisan adalah implementasi dari obyek abstrak yang merupakan enkapsulasi dari data dan operasi yang bisa memanipulasi data tersebut. Keuntungan utama dengan sistem ini adalah modularitas. Pendekatan ini mempermudah debug dan verifikasi sistem. Lapisan pertama bisa di debug tanpa mengganggu sistem yang lain karena hanya menggunakan perangkat keras dasar untuk implementasi fungsinya.
Lapisan Sistem Operasi Perangkat keras Lebih berhubungan kepada perancang sistem. Sistem operasi Lebih berhubungan kepada programmer. Kelengkapan Lebih berhubungan kepada programer. Program aplikasi Lebih berhubungan kepada pengguna aplikasi komputer.
Kernel Mikro (1) Fungsi utama mikrokernel adalah mendukung fasilitas komunikasi antara program klien dan bermacam-macam layanan yang juga berjalan di user space. Komunikasi yang dilakukan secara tidak langsung, didukung oleh sistem message passing, dengan bertukar pesan melalui mikrokernel.
Kernel Mikro (2) Metode ini menyusun sistem operasi dengan mengeluarkan semua komponen yang kurang essensial dari kernel, dan mengimplementasikannya sebagai program sistem dan level pengguna. Hasilnya kernel yang lebih kecil.
Kernel Mikro (3) Salah satu keuntungan mikrokernel adalah ketika layanan baru akan ditambahkan ke user space, kernel tidak perlu dimodifikasi. Kalau pun harus, perubahan akan lebih sedikit. Hasil sistem operasinya lebih mudah untuk ditempatkan pada suatu desain perangkat keras ke desain lainnya. Mikrokernel juga mendukung keamanan reliabilitas yang lebih, karena kebanyakan layanan berjalan sebagai pengguna proses. Jika layanan gagal, sistem lainnya tetap terjaga.
Proses Boot (1) Saat awal komputer dihidupkan, disebut dengan booting. Komputer akan menjalankan bootstrap program yaitu sebuah program sederhana yang disimpan dalam ROM yang berbentuk chip CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Chip CMOS modern biasanya bertipe Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM)
Proses Boot (2) EEPROM yaitu memori non-volatile (tak terhapus jika power dimatikan) yang dapat ditulis dan dihapus. Lalu bootsrap program ini lebih dikenal sebagai BIOS (Basic Input Output System). Bootstrap program utama, yang biasanya terletak pada motherboard akan memeriksa perangkat keras utama dan melakukan inisialisasi terhadap program dalam hardware yang dikenal dengan nama firmware.
Proses Boot (3) Bootstrap program utama kemudian akan mencari dan meload kernel sistem operasi ke memori lalu dilanjutkan dengan inisialisasi sistem operasi. Dari sini program sistem operasi akan menunggu kejadian tertentu yang menentukan apa yang akan dilakukan sistem operasi berikutnya (event-driven).
Fokus Perancangan Sistem Operasi Pertama, kinerja serta tingkat kerumitan komponen perangkat keras desktop jauh lebih sederhana (dan murah). Karena itu, "utilisasi" perangkat keras tidak lagi menjadi masalah utama. Kedua, para pengguna desktop tidak selalu merupakan "pakar", sehingga kemudahan penggunaan menjadi prioritas utama dalam perancangan sistem operasinya. Ketiga, akibat dari butir kedua di atas, "keamanan" dan "perlindungan" kurang mendapatkan perhatian.
Perbedaan OS pada Desktop dan Notebook Sistem portable ini pada dasarnya mirip dengan sistem komputer meja, namun harganya relatif lebih mahal. Penggunaan catu daya internal (baterei) agar catu daya dapat bertahan selama mungkin (rata-rata 3-6 jam). Bobot komputer yang lebih ringan, serta ukuran komputer yang lebih mudah untuk dijinjing. Mengutamakan kenyamanan untuk bekerja di perjalanan atau pekerjaan yang menuntut fleksibilitas tempat.
Sistem Multi-Processor (1) Terdapat dua jenis sistem prosesor jamak yaitu : Symmetric MultiProcessing (SMP) Asymmetric MultiProcessing (ASMP).
Sistem Multi-Processor (2) Dalam SMP setiap prosesor menjalankan salinan identik dari sistem operasi dan banyak job yang dapat berjalan di suatu waktu tanpa pengurangan kinerja. Dalam ASMP setiap prosesor diberikan suatu tugas yang spesifik. Sebuah prosesor bertindak sebagai Master processor yang bertugas menjadwalkan dan mengalokasikan pekerjaan pada prosesor lain yang disebut slave processors. Umumnya ASMP digunakan pada sistem yang besar.
Keunggulan Sistem Multi-Processor Peningkatan throughput karena lebih banyak proses/thread yang dapat dijalankan sekali gus. Economy of Scale : Ekonomis dalam peralatan yang dibagi bersama. Peningkatan Kehandalan : Jika satu prossor mengalami suatu gangguan, maka tugas prosesor yang terganggu diambil alih oleh prosesor lain. Hal ini dikenal dengan istilah Graceful Degradation. Sistemnya sendiri dikenal bersifat fault tolerant atau fail-soft system.
Sistem Terdistribusi (1) Melaksanakan komputasi secara terdistribusi diantara beberapa prosesor. Proses komputasinya bersifat loosely coupled system yaitu setiap prosesor mempunyai memori lokal sendiri. Komunikasi terjadi melalui bus atau jalur telepon.
Sistem Terdistribusi (2) Persamaan nya dengan Sistem MultiProcessor : adanya pembagian sumber daya dan komputasi lebih cepat. Keuntungan pada Distributed System : memungkinkan komunikasi antar komputer.
Model Sistem Terdistribusi (1) Sistem client/server yang membagi jaringan berdasarkan pemberi dan penerima jasa layanan. Pada sebuah jaringan akan didapatkan : file server, time server, directory server, printer server, dan seterusnya. Sistem point to point dimana sistem dapat sekaligus berfungsi sebagai client maupun server. Sistem cluster, yaitu beberapa sistem komputer yang digabungkan untuk mendapatkan tingkat kehandalan yang lebih baik.
Model Sistem Terdistribusi (2) Sistem operasi untuk Distributed System ialah NetOS/Distributed OS. Contoh penerapan Distributed System : - Small Area Network (SAN) - Local Area Network (LAN) - Metropolitan Area Network (MAN) - Online Service (OL) / Outernet - Wide Area Network (WAN) - Internet.
Sistem Real-Time (1) Merupakan sistem yang mengharuskan suatu komputasi selesai dalam jangka waktu tertentu. Jika komputasi ternyata belum selesai maka sistem dianggap gagal dalam melakukan tugasnya. Sistem waktu nyata memiliki dua model dalam pelaksanaannya : - hard real time system - soft real time system
Sistem Real-Time (2) Hard real time system menjamin suatu proses yang paling penting dalam sistem akan selesai dalam jangka waktu yang valid. Soft real time system menjamin bahwa suatu proses terpenting selalu mendapat prioritas tertinggi untuk diselesaikan diantara proses-proses lainnya. Dari kedua sistem tersebut, berbagai operasi dalam sistem tetap harus ada batas waktu maksimum.
Karakteristik Sistem Real-Time (1) Deterministik Dapat diperkirakan berapa waktu yang dipergunakan untuk mengeksekusi operasi. Responsif Kapan secara pasti eksekusi dimulai serta diakhiri. Kendali Pengguna Dengan menyediakan pilihan lebih banyak daripada sistem operasi biasa.
Karakteristik Sistem Real-Time (2) Kehandalan Sehingga dapat menanggulangi masalahmasalah pengecualian dengan derajat tertentu. Penanganan Kegagalan Agar sistem tidak langsung crash
Sistem Multimedia (1) Handal : sistem tidak terlalu sering crash Sistem Berkas : ukuran berkas multimedia cenderung sangat besar. Untuk itu, diperlukan sistem operasi yang mampu menangani berkas-berkas dengan ukuran tersebut secara efektif dan efisien. Bandwidth: diperlukan bandwidth (ukuran saluran data) yang besar untuk multimedia.
Sistem Multimedia (2) Waktu Nyata (Real Time) : selain bandwidth yang besar, berkas multimedia harus disampaikan secara lancar berkesinambungan, serta tidak terputusputus. Walaupun demikian, terdapat toleransi tertentu terhadap kualitas gambar/suara (soft real time).
Embedded System Komputasi embedded melibatkan komputer embedded yang menjalankan tugasnya secara real-time. Memiliki kemampuan terbatas dan hampir tak memiliki user-interface. Biasanya melakukan tugasnya secara realtime merupakan sistem paling banyak dipakai dalam kehidupan.
Sistem Operasi Jaringan Komputasi berbasis jaringan menyediakan fasilitas pengaksesan data yang luas oleh berbagai perangkat elektronik. Akses tersedia asalkan perangkat elektronik itu terhubung dalam jaringan, baik dengan kabel maupun nirkabel.
Sistem Operasi Mobile (1) Sistem operasi yang digunakan untuk hal-hal yang membutuhkan portabilitas suatu mesin. Perancangan sistem operasi yang sesuai dengan ukurannya memory yang kecil.
Sistem Operasi Mobile (2) Dari sisi perangkat lunak - Ukuran memori yang terbatas - Ukuran monitor yang kecil. - Sistem operasi dan aplikasi untuk sistem mobile harus dapat memanfaatkan memori secara efisien. - Dirancang agar dapat ditampilkan secara optimal pada layar yang berukuran sekitar 5 x 3 inci.
Sistem Operasi Mobile (3) Dari sisi perangkat keras - Penggunaan sumber tenaga untuk pemberdayaan sistem. - Tantangan yang muncul ialah menciptakan sumber tenaga (misalnya baterai) dengan ukuran kecil tapi berkapasitas besar atau merancang hardware dengan konsumsi sumber tenaga yang sedikit.
Sistem Smart Card Sistem komputer dengan ukuran kartu nama. Kemampuan komputasi dan kapasitas memori sistem ini sangat terbatas Umumnya digunakan untuk menyimpan informasi rahasia untuk mengakses sistem lain. Contoh : kartu telepon seluler, kartu pengenal, kartu bank, kartu kredit, dst.
Ada pertanyaan … ?
