StrukturSistem 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

PendahuluanSebuah sistem yang besar dan kompleks sepertisistem operasi modern harus diatur dengan caramembagi task ke dalam komponen-komponen kecilagar dapat berfungsi dengan baik dan mudahdimodifikasi.Menurut Silberschatz, et al, ada tiga cara yaitu:• Struktur Sederhana.• Pendekatan Berlapis.• Kernel Mikro.

Struktur Sederhana (1)

Banyak sistem yang dimulai dengan sistemyang lebih kecil, sederhana, dan terbatas.Contoh sistem seperti ini adalah MS-DOS, yang disusun untuk mendukung fungsi yang banyak pada ruang yang sedikit karenaketerbatasan perangkat keras untukmenjalankannya.

Struktur Sederhana (2)Contoh sistem lainnya adalah UNIX, yang terdiridari dua bagian yang terpisah, yaitu kernel danprogram sistem. Kernel selanjutnya dibagi dua bagian, yaituantarmuka (interface) dan device drivers. Kernel mendukung sistem berkas, penjadwalanCPU, manajemen memori, dan fungsi sistemoperasi lainnya melalui system calls.

Pendekatan Berlapis (1)Sistem operasi dibagi menjadi sejumlahlapisan yang masing-masing dibangun diatas lapisan yang lebih rendah. Lapisan yang lebih rendah menyediakanlayanan untuk lapisan yang lebih tinggi.Lapisan yang paling bawah adalah perangkatkeras, dan yang paling tinggi adalah user-interface.

Pendekatan Berlapis (2)Sebuah lapisan adalah implementasi dari obyekabstrak yang merupakan enkapsulasi dari data danoperasi yang bisa memanipulasi data tersebut.Keuntungan utama dengan sistem ini adalahmodularitas. Pendekatan ini mempermudah debug dan verifikasi sistem. Lapisan pertama bisa di debug tanpa mengganggusistem yang lain karena hanya menggunakanperangkat keras dasar untuk implementasifungsinya.

Lapisan Sistem OperasiPerangkat kerasLebih berhubungan kepada perancang sistem.Sistem operasiLebih berhubungan kepada programmer.KelengkapanLebih berhubungan kepada programer.Program aplikasiLebih berhubungan kepada pengguna aplikasikomputer.

Kernel Mikro (1)

Fungsi utama mikrokernel adalahmendukung fasilitas komunikasi antaraprogram klien dan bermacam-macam layananyang juga berjalan di user space.Komunikasi yang dilakukan secara tidak

langsung, didukung oleh sistem message passing, dengan bertukar pesan melaluimikrokernel.

Kernel Mikro (2)

Metode ini menyusun sistem operasi denganmengeluarkan semua komponen yang kurang essensial dari kernel, danmengimplementasikannya sebagai program sistem dan level pengguna. Hasilnya kernel yang lebih kecil.

Kernel Mikro (3)Salah satu keuntungan mikrokernel adalah ketikalayanan baru akan ditambahkan ke user space, kernel tidak perlu dimodifikasi. Kalau pun harus, perubahan akan lebih sedikit. Hasil sistem operasinya lebih mudah untukditempatkan pada suatu desain perangkat keras kedesain lainnya.Mikrokernel juga mendukung keamanan reliabilitasyang lebih, karena kebanyakan layanan berjalansebagai pengguna proses. Jika layanan gagal, sistem lainnya tetap terjaga.

Proses Boot (1)Saat awal komputer dihidupkan, disebut denganbooting. Komputer akan menjalankan bootstrap program yaitu sebuah program sederhana yang disimpandalam 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 terhapusjika power dimatikan) yang dapat ditulis dandihapus. Lalu bootsrap program ini lebih dikenalsebagai BIOS (Basic Input Output System).Bootstrap program utama, yang biasanya terletakpada motherboard akan memeriksa perangkat kerasutama dan melakukan inisialisasi terhadap program dalam hardware yang dikenal dengan namafirmware.

Proses Boot (3)

Bootstrap program utama kemudian akanmencari dan meload kernel sistem operasi kememori lalu dilanjutkan dengan inisialisasisistem operasi. Dari sini program sistem operasi akanmenunggu kejadian tertentu yang menentukan apa yang akan dilakukan sistemoperasi berikutnya (event-driven).

Fokus Perancangan SistemOperasi

Pertama, kinerja serta tingkat kerumitan komponenperangkat keras desktop jauh lebih sederhana (danmurah). Karena itu, "utilisasi" perangkat keras tidaklagi menjadi masalah utama. Kedua, para pengguna desktop tidak selalumerupakan "pakar", sehingga kemudahanpenggunaan menjadi prioritas utama dalamperancangan sistem operasinya.Ketiga, akibat dari butir kedua di atas, "keamanan" dan "perlindungan" kurang mendapatkan perhatian.

Perbedaan OS padaDesktop dan Notebook

Sistem portable ini pada dasarnya mirip dengansistem komputer meja, namun harganya relatif lebihmahal.Penggunaan catu daya internal (baterei) agar catudaya dapat bertahan selama mungkin (rata-rata 3-6 jam).Bobot komputer yang lebih ringan, serta ukurankomputer yang lebih mudah untuk dijinjing.Mengutamakan kenyamanan untuk bekerja diperjalanan atau pekerjaan yang menuntutfleksibilitas 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 salinanidentik dari sistem operasi dan banyak job yang dapat berjalan di suatu waktu tanpa pengurangankinerja. Dalam ASMP setiap prosesor diberikan suatu tugasyang spesifik. Sebuah prosesor bertindak sebagaiMaster processor yang bertugas menjadwalkan danmengalokasikan pekerjaan pada prosesor lain yang disebut slave processors.Umumnya ASMP digunakan pada sistem yang besar.

Keunggulan Sistem Multi-Processor

Peningkatan throughput karena lebih banyakproses/thread yang dapat dijalankan sekali gus.Economy of Scale : Ekonomis dalam peralatan yang dibagi bersama.Peningkatan Kehandalan : Jika satu prossormengalami suatu gangguan, maka tugas prosesoryang terganggu diambil alih oleh prosesor lain. Hal ini dikenal dengan istilah Graceful Degradation. Sistemnya sendiri dikenal bersifat fault tolerant ataufail-soft system.

Sistem Terdistribusi (1)

Melaksanakan komputasi secara terdistribusidiantara beberapa prosesor. Proses komputasinya bersifat loosely coupled system yaitu setiap prosesormempunyai memori lokal sendiri.Komunikasi terjadi melalui bus atau jalurtelepon.

Sistem Terdistribusi (2)

Persamaan nya dengan Sistem Multi-Processor : adanya pembagian sumber dayadan komputasi lebih cepat. Keuntungan pada Distributed System : memungkinkan komunikasi antar komputer.

Model Sistem Terdistribusi (1)Sistem client/server yang membagi jaringanberdasarkan pemberi dan penerima jasa layanan. Pada sebuah jaringan akan didapatkan : file server, time server, directory server, printer server, danseterusnya. Sistem point to point dimana sistem dapatsekaligus berfungsi sebagai client maupun server.Sistem cluster, yaitu beberapa sistem komputeryang digabungkan untuk mendapatkan tingkatkehandalan yang lebih baik.

Model Sistem Terdistribusi (2)Sistem operasi untuk Distributed System ialahNetOS/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 suatukomputasi selesai dalam jangka waktu tertentu.Jika komputasi ternyata belum selesai maka sistemdianggap gagal dalam melakukan tugasnya. Sistem waktu nyata memiliki dua model dalampelaksanaannya :- 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 dalamjangka waktu yang valid.Soft real time system menjamin bahwa suatuproses terpenting selalu mendapat prioritastertinggi untuk diselesaikan diantara proses-proseslainnya.Dari kedua sistem tersebut, berbagai operasi dalamsistem tetap harus ada batas waktu maksimum.

Karakteristik Sistem Real-Time (1)DeterministikDapat diperkirakan berapa waktu yang dipergunakan untuk mengeksekusi operasi.ResponsifKapan secara pasti eksekusi dimulai serta diakhiri.Kendali PenggunaDengan menyediakan pilihan lebih banyak daripadasistem operasi biasa.

Karakteristik Sistem Real-Time (2)

KehandalanSehingga dapat menanggulangi masalah-masalah pengecualian dengan derajattertentu.Penanganan KegagalanAgar sistem tidak langsung crash

Sistem Multimedia (1)Handal : sistem tidak terlalu sering crashSistem Berkas : ukuran berkas multimedia cenderung sangat besar. Untuk itu, diperlukan sistem operasi yang mampumenangani berkas-berkas dengan ukurantersebut secara efektif dan efisien.Bandwidth: diperlukan bandwidth (ukuransaluran data) yang besar untuk multimedia.

Sistem Multimedia (2)

Waktu Nyata (Real Time) : selain bandwidth yang besar, berkas multimedia harusdisampaikan secara lancarberkesinambungan, serta tidak terputus-putus. Walaupun demikian, terdapat toleransitertentu terhadap kualitas gambar/suara (soft real time).

Embedded SystemKomputasi embedded melibatkan komputerembedded yang menjalankan tugasnyasecara real-time.Memiliki kemampuan terbatas dan hampir takmemiliki user-interface.Biasanya melakukan tugasnya secara real-time merupakan sistem paling banyakdipakai dalam kehidupan.

Sistem Operasi Jaringan

Komputasi berbasis jaringan menyediakanfasilitas pengaksesan data yang luas olehberbagai perangkat elektronik. Akses tersedia asalkan perangkat elektronikitu terhubung dalam jaringan, baik dengankabel maupun nirkabel.

Sistem Operasi Mobile (1)

Sistem operasi yang digunakan untuk hal-halyang membutuhkan portabilitas suatu mesin.Perancangan sistem operasi yang sesuaidengan 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 mobileharus dapat memanfaatkan memori secaraefisien.

- Dirancang agar dapat ditampilkan secara optimalpada layar yang berukuran sekitar 5 x 3 inci.

Sistem Operasi Mobile (3)Dari sisi perangkat keras- Penggunaan sumber tenaga untuk pemberdayaansistem.

- Tantangan yang muncul ialah menciptakansumber tenaga (misalnya baterai) dengan ukurankecil tapi berkapasitas besar atau merancanghardware dengan konsumsi sumber tenaga yangsedikit.

Sistem Smart CardSistem komputer dengan ukuran kartu nama. Kemampuan komputasi dan kapasitasmemori sistem ini sangat terbatasUmumnya digunakan untuk menyimpaninformasi rahasia untuk mengakses sistemlain.Contoh : kartu telepon seluler, kartupengenal, kartu bank, kartu kredit, dst.

Ada pertanyaan … ?