laboratorium informatika dan komputer percobaan i...

Laboratorium Informatika dan KomputerJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang

Percobaan I

Pengenalan Sistem Operasi

Tujuan Percobaan

1) Memahami definisi dan fungsi sistem operasi dalam sistem komputer.

2) Memahami struktur direktori sistem operasi Linux.

3) Menggunakan utilitas sistem operasi bebasis Linux melalui antarmuka terminal.

Alat yang Digunakan

− Perangkat komputer dengan sistem operasi Linux.

− Flashdrive.

− Aplikasi unetbootin.

− Image distribusi PuppyLinux (slacko-5.3.3-4g-SCSI.iso)

Dasar Teori

Definisi dan fungsi sistem operasi

Sistem operasi adalah sekumpulan perangkat lunak yang melakukan fungsi manajemen, regulasi dan

abstraksi dalam sistem komputer. Tujuan sistem operasi adalah menyediakan lingkungan eksekusi

program bagi pengguna untuk menjalankan program secara efesien dan nyaman. Secara logis sistem

operasi menjadi jembatan antara aplikasi yang dijalankan pengguna dan perangkat keras.

1


Sasaran sistem operasi adalah:

- virtualisasi: melakukan abstraksi mekanisme internal sistem komputer agar pengguna melihat

sistem komputer sebagai sistem yang konsisten dan sederhana,

- efesiensi: melakukan manajemen sumber daya sistem komputer: perangkat keras, penjadwalan

eksekusi,

- dinamis: memungkinkan pengubahan fitur sistem operasi.

Gambar 1. Struktur Komputer yang Menggambarkan Lingkup Sistem Operasi

Secara teknis sistem operasi adalah kumpulan dari kernel, program utilitas dan pustaka (library)

yang memungkinkan pengguna menjalankan aplikasi di atas perangkat keras sistem komputer.

Kernel adalah program tunggal yang menjalankan fungsi utama sistem operasi, program utilitas

adalah program yang menjalankan fungsi-fungsi umum yang dibutuhkan pengguna, pustaka adalah

objek program yang disimpan dalam bentuk berkas yang dimuat oleh program yang membutuhkan.

2


Struktur direktori sistem operasi Linux

Sistem operasi Linux menggunakan struktur direktori untuk mengelompokkan berkas sesuai dengan

fungsi masing-masing. Struktur direktori ini berkaitan dengan konfigurasi, mount-point berbagai

media penyimpanan, deskriptor perangkat keras, informasi proses dan sebagainya.

Gambar 2. Stuktur Direktori Sistem Operasi Linux

Distribusi sistem operasi Linux melakukan modifikasi terhadap direktori di atas sesuai kebutuhan

dan konfigurasi masing-masing distribusi tanpa mengubah menghilangkan struktur direktori utama.

3


Prosedur Percobaan

1) Gunakan unetbootin untuk memindahkan image distribusi PuppyLinux ke flashdrive

2) Boot komputer melalui flashdrive yang berisi PuppyLinux

3) Buka program emulator terminal

4) Jalankan perintah uname -a dan cat /proc/cpuinfo untuk mengetahui berbagai

informasi tentang sistem.

*lampirkan keluaran dari prosedur 4

Hasil Percobaan

(terlampir)

4


Percobaan II

Proses

Tujuan Percobaan

1) Memahami tahapan proses di sistem operasi Linux.

2) Mengimplementasikan kontrol eksekusi proses di sistem operasi Linux.

3) Mengimplementasikan signal untuk interupsi proses di sistem operasi Linux.

4) Mengimplementasikan komunikasi data antar proses dengan pipe dan FIFO (named pipe).

5) Menggunakan utilitas sistem operasi untuk melakukan manajemen proses

Alat yang Digunakan

− Perangkat komputer dengan sistem operasi Linux.

Dasar Teori

Proses adalah instansiasi program yang tersimpan dalam memori dan penjadwalannya sedang

ditangani oleh kernel sistem operasi.

Tahap eksekusi proses

Berikut adalah model yang umum digunakan untuk menggambarkan tahap proses dalam sistem

operasi Linux (dapat dilihat di sched.h pada source kernel):

1. berjalan pada user mode,

2. berjalan pada kernel mode,

3. siap dijalankan (stand-by),

4. sleep,

5. baru dibuat, belum siap dijalankan dan tidak sleep,

6. sudah melakukan exit()

5


Gambar 3. Tahap Eksekusi Proses

Proses yang baru dibuat berada pada tahap 5 sebagai hasil dari fork(). Proses tersebut segera

pindah ke tahap 1 atau 2 (sesuai tahap proses parent saat fork()). Jika konteks eksekusi proses

diberikan dengan fungsi exec*() maka proses memasuki tahap 2.

Saat proses berjalan di tahap 1 atau 2, jika ada interupsi maka proses akan dihentikan dan

dipindahkan ke memori (tahap 3) dan CPU akan menjalankan proses lain (di tahap 1 atau 2).

Jika proses melakukan system call saat berada tahap 1, maka proses akan berpindah ke tahap 2.

Proses akan segera kembali ke tahap 2 jika system call yang dilakukan relatif cepat (contoh:

pengaksesan memori). Jika system call relatif lama (contoh: pengaksesan hard drive), proses masuk

ke tahap 4. Saat data telah siap proses diantrikan kembali sementara konteks eksekusinya berada di

memori (tahap 3).

Saat konteks eksekusi proses telah selesai, proses akan melakukan exit() dan memasuki tahap 6.

Proses akan menjadi proses zombie sebelum proses parent-nya melakukan wait() untuk

6


menghilangkan proses yang telah selesai dari tabel proses kernel.

7


Konteks eksekusi proses

Sesuai definisi proses sebagai program yang sedang dieksekusi, eksekusi program berupa file

dilakukan dengan variansi fungsi exec*(): execl(), execlp(), execle(),

execv(), execvp(), execve(), di mana

l = leave (menginggalkan proses pemanggil)

v = volativle (sementara, kembali ke proses pemanggil setelah selesai)

p = path (menggunakan PATH untuk menentukan lokasi program)

e = environtment (menggunakan ENV untuk menentukan environment sistem)

Contoh argumen untuk varian exec*() adalah execl(*path,*args)

di mana path adalah string yang menunjuk ke nama program dan args adalah string argumen.

Proses dibedakan satu sama lain dengan PID berupa integer yang dapat ditunjukkan dengan fungsi

getpid(), kita dapat pula melihat parent proses dengan fungsi getppid().

Fungsi fork() melakukan duplikasi proses yang menghasilkan proses child yang memiliki

konteks eksekusi yang sama dengan proses parent-nya namun dengan PID dan beberapa konteks

proses (memory lock, semaphore, timer, dan lainnya) yang berbeda. Duplikasi dilakukan dengan

copy-on-write sehingga tidak ada penggunaan memori berlebih antara proses parent dan child.

Fungi fork() memiliki nilai kembalian 0 di child process dan nilai lainnya (kecuali -1) pada

parent process.

Saat proses child selesai, child process menajalankan fungsi exit() dan mengirimkan SIGCHLD

ke proses parent, yang kemudian proses parent melakukan wait() untuk membunuh proses child.

Jika proses child tidak dibunuh maka akan menjadi proses defunct atau zombie.

8


Komunikasi antar proses dengan signal

Signal adalah message yang diberikan kernel untuk menginterupsi proses, terdapat berbagai macam

signal untuk berbagai kondisi interupsi yang berbeda:

Signal Kondisi Interupsi

SIGABRT Pembatalan proses

SIGTERM Terminasi program (Ctrl+C)

SIGHUP Sesi controlling terminal ditutup

SIGCHLD Proses anak telah selesai

SIGINT Sinyal interup dari terminal

SIGKILL Kill (tidak bisa menggunakan handler atau SIG_IGN)

SIGSEGV Segmentation vault (violasi rentang alamat memori)

SIGUSR1 Signal definisi user

SIGUSR2 Signal definisi userDaftar lengkap sinyal dapat dilihat dalam header signal.h dalam source kernel.

Tabel 1. Signal yang Umum Digunakan

Sinyal dapat dibangkitkan untuk proses itu sendiri dengan fungsi raise(), sementara pengriman

sinyal ke proses lain dilakukan dengan fungsi kill(). Proses yang menerima sinyal dapat

mendefisikan handler untuk masing-masing sinyal dengan fungsi singnal(), di mana handler

dapat berupa alamat pointer ke SIG_IGN (abaikan sinyal), SIG_DFL (default), atau pointer yang

difenisikan sendiri oleh pemrogram.

9


Komunikasi data antar proses dengan pipe dan named pipe

Komunikasi data antar proses yang paling sederhana dilakukan dengan pipe yang dicatat oleh

kernel. Pipe adalah pasangan deskriptor file di mana ditulis di fd[1] dan dibaca di fd[0].

Gambar x. Pipe dan Larik Variabel Deskriptornya

Inisialisasi pipe dilakukan dengan:

int fd[2];

pipe(fd);

setelah itu fungsi write() dan read() dapat diterapkan terhadap pipe fd.

FIFO (named pipe) adalah bentuk pipe yang lebih kompleks sebagai file dalam disk. Pembuatan file

berjenis FIFO dilakukan dengan program mknod atau pemanggilan fugnsi :

mknod(*name, mode, dev);

name adalah pointer ke string berisi nama FIFO, mode adalah jenis dan mode akses file, dev

adalah nomor device: bernilai 0 kecuali terhubung langsung dengan perangkat keras. Selanjutnya

FIFO dapat diakses sebagai file reguler dengan fungsi open(), read() dan write().

10


Prosedur Percobaan

1) Tulis kode program yang mengimplementasikan fork() dengan child process ke-1

mencetak “1” tiap 1 detik, child process ke-2 mencetak “2” tiap 2 detik, dan child process ke-3

mencetak “3” tiap 3 detik; parent process akan menghentikan semua proses setelah 15 detik.

2) Tulis kode program yang memberikan keluaran “Menerima SIGTERM” ke stdout saat

menerima signal SIGTERM (Ctrl+C)

3) Tulis kode program yang mengimplementasikan ls | grep a (menampilkan semua file

yang mengandung huruf 'a' di working directory) dengan dua child process dan pipe (petunjuk:

gunakan juga dup() dan exec*())

4) Tulis kode sepasang program: satu program menulis string ke named pipe dari stdin dan

program lainnya menampilkan string dari named pipe ke stdout.

Lakukan kompilasi dan jalankan semua program. Lampirkan keluaran eksekusi program.

*semua kode program dalam bahasa C

Hasil Percobaan

(terlampir)

11


Percobaan III

Manajemen Perangkat Keras

Tujuan Percobaan

1) Memahami sistem operasi dalam memanajemen perangkat keras.

2) Memahami pengaksesan perangkat keras.

Dasar Teori

Kernel Linux mendukung banyak perangkat keras, dukungan perangkat keras tersebut dapat dilihat

dengan banyaknya dukungan interkoneksi yang didukung, mulai soket lama ISA, PCI hingga

Infiniband yang digunakan pada super komputer telah didukung oleh Linux. Untuk memanajemen

berbagai perangkat keras yang ada, tersedia beberapa utilitas untuk menangani perangkat keras.

Contohnya untuk perangkat keras PCI terdapat berbagai utilitas seperti lspci, pcilib dan setpci.

lspci digunakan untuk melihat perangkat apa saja yang terhubung dengan socket PCI.

$lspci

00:00.0 Host bridge: Silicon Integrated Systems [SiS] 671MX

00:01.0 PCI bridge: Silicon Integrated Systems [SiS] PCI-to-PCI bridge

00:02.0 ISA bridge: Silicon Integrated Systems [SiS] SiS968 [MuTIOL Media IO]

(rev 01)

…

00:05.0 IDE interface: Silicon Integrated Systems [SiS] SATA Controller / IDE

mode (rev 03)

00:06.0 PCI bridge: Silicon Integrated Systems [SiS] PCI-to-PCI bridge

00:0f.0 Audio device: Silicon Integrated Systems [SiS] Azalia Audio

Controller

01:00.0 VGA compatible controller: Advanced Micro Devices [AMD] nee ATI RV710

[Mobility Radeon HD 4500/5100 Series]

12


lsusb digunakan untuk melihat perangkat apa saja yang terhubung dengan port USB.

$lsusb

Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub



Bus 001 Device 002: ID 0bda:8189 Realtek Semiconductor Corp. RTL8187B

Wireless 802.11g 54Mbps Network Adapter

Perangkat keras sebagai File descriptor

Semua item perangkat keras oleh kernel linux diwujudkan sebagai berkas (file). Sehingga setiap

perubahan pada perangkat keras dapat dipantau dengan membaca isi berkas tersebut, layaknya

membaca berkas teks biasa. Begitu juga untuk memanipulasi perangkat keras dapat dilakukan

seperti memanipulasi berkas teks biasa.

Contoh :

$echo “praktikum sisop” > /dev/pts/0

Prosedur Percobaan

1. Melihat hardware yang terhubung ke komputer

Tuliskan informasi tentang kartu grafis berisi detail chipset, interrupt, control dan modul kernel

yang digunakan dengan utilitas lscpi.

13


14


2. Mengakses hardware lewat file descriptor

Tuliskan program dalam C yang digunakan untuk mencetak informasi pergerakan mouse.

3. Lakukan Hotswap Hardisk SATA

a. Matikan komputer.

b. Lepas kabel data dan daya SATA dari HDD.

c. Nyalakan komputer.

d. Jalankan program blkid (sebagai super user) untuk mengetahui daftar partisi yang

dapat diakses.

e. Tancapkan kabel power dan data SATA ke HDD.

f. Jalankan perintah echo “ 0 0 0” > /sys/class/scsi_host/hostX/scan

untuk mendeteksi perangkat SATA yang baru ditancapkan (ganti 'X' dengan nomor

enumerasi kontroler SATA yang bersesuaian)

g. Jalankan blkid untuk mengetahui daftar partisi yang dapat diakses saat HDD baru

terdeteksi

h. Jalankan perintah echo 1 > /sys/block/sdX/device/delete (ganti 'X'

dengan enumerasi HDD yang bersesuaian)

* lampirkan aktivitas terminal prosedur 3.

Hasil Percobaan

(terlampir)

15


Percobaan IV

File dan Filesystem

Tujuan Percobaan

1) Menggunakan utilitas sistem operasi untuk melakukan manajemen file system

2) Menggunakan utilitas sistem operasi untuk melakukan partitioning

3) Memahami konsep mounting

4) Memahami berbagai atribut file

Alat yang Digunakan

− Perangkat komputer dengan sistem operasi bebasis Linux

− Flashdrive

Dasar Teori

Berkas (file) adalah entitas dari kumpulan informasi (atau instruksi) dengan struktur data tertentu.

Filesystem adalah metode penyimpanan dan pengaturan berkas dalam disk. Secara garis besar

filesystem mengatur berkas dalam sebuah format database tertentu untuk disimpan, dimanipulasi

dan dibaca/tulis oleh sistem operasi.

16


Filesytem mencatumkan metadata yang merupakan informasi tambahan terhadap tiap berkas yang

berisi antara lain:

• lokasi berkas dalam direktori

• tipe file (file biasa, direktori, dan lain-lain)

• ukuran file dalam byte

• pemilik utama dari file

• batasan akses file oleh pemilik dan user lain (owner, group dan other)

• tanggal, waktu pembuatan file, akses terakhir dan modifikasi terakhir

• tanggal, waktu backup dan recovery terakhir

Mounting

Mounting adalah proses pemetaan struktur data berkas tertentu (berkas dapat berupa teks, program,

device identifier atau sebagainya) ke struktur direktori system operasi. Sebagai contoh berkas dalam

format ISO dapat dipetakan ke struktur direktori sistem operasi Linux sebagai block device.

# mkdir /mnt/tmp

# ls /mnt/tmp/

# mount -o loop slacko-5.3.3-4g-SCSI.iso /mnt/tmp/

mount: warning: /mnt/tmp/ seems to be mounted read-only.

# ls /mnt/tmp/

README.HTM boot.msg help2.msg isolinux.bin logo.16 vmlinuz

boot.cat help.msg initrd.gz isolinux.cfg puppy_slacko_5.3.3.sfs

17


Prosedur Percobaan

1) Jalankan program ls, cp, rm, mv, df, du dengan argumen yang sesuai.

2) Partisi dan mounting

a) Dengan fdisk, buat tabel partisi (MSDOS) baru pada flashdrive yang berisi 1 partisi

dengan format EXT2 dan 1 partisi dengan format FAT32. Lakukan mkfs.ext2 dan

mkdosfs pada partisi yang bersesuaian. Tunjukkan perubahan tabel partisi dengan blkid

(sebelum dan sesuah pengubahan)

b) Lakukan mounting kedua partisi tersebut ke mount point masing-masing:

c) Buat file bebas di masing-masing mount point.

d) Jalankan umount terhadap kedua mount point tersebut.

*lampirkan aktivitas terminal pada prosedur 1 dan 2

Hasil Percobaan

(terlampir)

18


Percobaan V

Kernel

Tujuan Percobaan

1) Memahami modul kernel Linux

2) Menggunakan RAM disk

Dasar Teori

Komponen Kernel Linux

Kernel Linux berbentuk monolithic kernel yang berarti di dalamnya terdapat banyak komponen.

Komponen dalam kernel linux digolongkan menjadi 6 (enam) kategori yaitu system, processing,

memory, storage, networking, dan human interface.

Mendukung banyak fitur dengan menyediakan banyak komponen juga menimbulkan satu

kelemahan, sistem akan terbebani dengan komponen yang tidak digunakan. Karena itulah komponen

pada kernel linux dibuat berbentuk modul, dimana setiap modulnya dapat dijalankan sesuai

kebutuhan.

19


Penggunaan Modul Kernel Linux

Modul kernel linux dapat dijalankan, dihentikan maupun dihapus pada saat sistem berjalan. Namum

sebagai bagian dari sistem tentunya modul kernel memiliki mekanisme tertentu untuk melakukan

berbagai aksi tersebut:

meihat daftar modul yang tersedia,

# modprobe -l

melihat daftar modul yang aktif,

# lsmod

melihat informasi tentang modul,

# modinfo [nama modul]

menjalankan modul yang tersedia,

# modprobe [nama modul]

menghentikan modul yang aktif,

# modprobe -r [nama modul]

RAM disk

Kernel Linux mendukung pembuatan media penyimpanan tidak permanen di dalam memori

(Random Access Memory). RAM disk memanfaatkan memori sehingga memiliki keunggulan dalam

kecepatan, baik kecepatan akses, tulis maupun baca. Pada prakteknya RAM disk dianggap sama

seperti media penyimpanan yang lainnya.

20


Percobaan

1. Menjalankan dan menghentikan modul mouse

a. Gerak-gerakan tetikus.

b. # lsmod

c. # modprobe -r psmouse

d. Gerak-gerakan tetikus.

e. # modprobe psmouse

*lampirkan aktivitas terminal disertai komentar tentang mouse dapat berfungsi atau tidak

2. Menggunakan RamDisk

a. # mkfs.ext4 -q /dev/ram1 25M

b. # mkdir ramdisk

c. # mount /dev/ram1 ./ramdisk

d. # df -H ./ramdisk

2. Buat modul kernel yang menampilkan “hello world” saat inisialisasi dan “goodbye world”

saat cleanup. Lakukan kompilasi objek dan load/unload modul tersebut untuk melihat

keluarannya.

Hasil Percobaan

(terlampir)

21


Referensi

Soebroto, Arief Andy. 2007. Diktat Mata Kuliah Sistem Operasi.

Marshall, Dave. 1999. Process Control: <stdlib.h>,<unistd.h>

http://www.cs.cf.ac.uk/Dave/C/node22.html

Hall, Brian. 2010. Beej's Guide to UNIX IPC.

Salzman, Peter Jay. 2001. The Linux Kernel Module Programming Guide

22

laboratorium informatika dan komputer percobaan i...

Documents