Tugas individu

SISTEM OPERASI

Disusun oleh:

NUR ALAMSYAH NURDIN102 904 056

Laboratorium Pendidikan Teknik Informatika dan KomputerJurusan Pendidikan Teknik Elektro

Universitas Negeri Makassar2011

Kelas

C

1. Swap pada memori

SWAP adalah suatu area pada harddisk yang merupakan bagian dari

Virtual Memory. Disebut sebagai suatu area pada harddisk karena kita

mengalokasikan/membuat partisi khusus pada harddisk pada saat penginstalan

Linux. Swap menangani halaman memory yang tidak aktif untuk sementara

waktu.

Swap akan digunakan ketika system telah membutuhkan memory fisik

(RAM) untuk menangani proses aktif tetapi memory fisik (RAM) yang tidak

terpakai (free) tidak mencukupi. Jika system membutuhkan lebih banyak sumber

daya memori atau ruang maka halaman yang tidak aktif pada memory fisik

(RAM) akan dipindahkan ke swap agar dapat memberi ruang pada memory fisik

(RAM) untuk menangani proses lainnya.

Dikarenakan disk (swap berada pada harddisk) lebih lambat daripada

RAM, waktu respon untuk system dan aplikasi menjadi lambat jika seandainya

terjadi perpindahan yang terlalu besar dari memori fisik. Terdapat

parameter swappiness untuk mengontrol kecenderungan kernel untuk

memindahkan proses dari memory ke swap.

Nilainya antara 0 -100, ketika swappiness=0 maka itu akan memberitahu kernel

untuk menghindari prosses swapping (ram ke swap) selama mungkin, saat

swappiness=100 maka itu akan memberitahu kernel untuk melakukan proses

swapping secara agresif 

Sebagaimana akan kita lihat, pada dasarnya ada empat tujuan yang berbeda untuk

swap:

Beberapa program benar-benar memakan memori.

Memori tambahan mungkin akan berguna.

Mengoptimalkan penggunaan memori.

Hibernasi (suspend-to-disk)

Untuk mulai dengan, mari kita mengatakan bahwa komputer telah berubah banyak

sejak swap yang pertama kali digunakan:

Pada awalnya, swap diperlukan untuk memperluas kapasitas memori nyata. Anda

akan menggunakan swap sehingga memori yang tersedia akan penambahan ruang

RAM dan ruang swap.

Saat ini, RAM sering cukup besar sehingga kita bisa menggunakan komputer

tanpa swap sama sekali.

Beberapa program benar-benar memakan memori:

Kadang-kadang, sesuatu yang besar (seperti MySQL, Apache, PHP dll Handler)

membuat seluruh sistem perlu memori tambahan.

Dalam kasus ini, swap akan digunakan untuk membuat sistem mampu menangani

beban tambahan.

Memori tambahan mungkin akan berguna:

Kejadian tidak terduga, mungkin dan akan terjadi (program akan gila, beberapa

tindakan membutuhkan ruang lebih banyak dari yang Anda pikir, atau kombinasi

yang luar biasa lain dari peristiwa).

Dalam kasus ini, swap akan memberikan penundaan ekstra untuk mencari tahu

apa yang terjadi atau untuk menyelesaikan sesuatu.

Swap dapat mengoptimalkan penggunaan memori:

Hard drive jauh lebih lambat dari RAM. Jadi, ketika Anda memerlukan file (baik

itu file data, seperti video ini. Anda sedang menonton lagi dan lagi, executable,

seperti Firefox, atau perpustakaan), kernel Linux membaca file ke dalam RAM

dan menyimpannya di sana sehingga dari waktu berikutnya Anda

membutuhkannya lagi, itu sudah dalam RAM dan akses data jauh lebih cepat

(ribuan kali lebih cepat). Kita menyebut ini bagian dari RAM yang mempercepat

hard disk membaca. Mereka membuat perbedaan besar dalam hal respon "memori

cache.".

Kernel Linux secara otomatis bergerak RAM dilindungi oleh program tetapi tidak

benar-benar digunakan di swap sehingga RAM ini dapat melayani tujuan yang

lebih baik memiliki lebih banyak memori cache.

Hibernasi membutuhkan swap:

Fitur hibernasi (suspend-to-disk) menulis keluar isi memori untuk partisi swap

sebelum mematikan mesin. Oleh karena itu, partisi swap Anda harus setidaknya

sama besar dengan ukuran RAM Anda. Pelaksanaan hibernasi saat ini digunakan

di Ubuntu, swsusp, membutuhkan partisi swap atau menangguhkan, dan tidak

dapat menggunakan swap file pada sistem file yang aktif.

Apakah saya Perlu Partisi Swap dan Jika Jadi, Berapa Besar?

Sebuah komputer yang menjalankan GNU / Linux umumnya memiliki beberapa

partisi yang berbeda di atasnya (tidak termasuk Windows atau OS lain skenario

dual boot). Biasanya ada Master Boot Record kecil (MBR) partisi yang

menampung boot loader (GRUB atau Lilo biasanya), sebuah partisi sistem yang

menampung OS anda yang sebenarnya (biasanya cukup besar), dan biasanya ada

partisi swap.

Saya memiliki paritition yang saya gunakan sebagai direktori rumah saya, tapi itu

semacam, khusus belum umum, mengatur.

Partisi swap digunakan untuk membantu menjalankan sistem Anda lebih cepat.

Ketika sistem anda kehabisan RAM fisik selama operasi, menggunakan partisi

swap sebagai RAM dan menulis sedikit dari hal-hal yang saat ini dalam RAM,

tetapi tidak diperlukan, untuk partisi swap. Hal ini memungkinkan Anda untuk

menjalankan lebih banyak program sekaligus. Alternatif untuk memiliki swap

adalah ... baik ... tidak memiliki swap. Dalam skenario ini, ketika Anda sudah

membuka aplikasi cukup memori fisik Anda mengisi, tidak ada tempat untuk

menulis overflow dan sistem Anda akan rawa turun cukup sedih.

OS paling modern memiliki semacam fasilitas swap. Pada Windows ini disebut

sebagai pagefile, dan aku tidak yakin apa itu disebut sebagai pada Mac.

Swap adalah baik. Anda harus memiliki swap.

Swap adalah baik, tetapi dalam banyak sistem itu tidak perlu. Saya menemukan

ini sama sekali dengan kecelakaan satu hari. Aku muffed up partisi ketika saya

menginstal Kubuntu dan tidak mengalokasikan partisi swap. Yang lucu adalah

bahwa aku tidak menyadari selama berbulan-bulan dan ketika aku melihat hal itu

adalah dengan berbicara dengan seseorang yang menanyakan sesuatu tentang

swap, bukan karena masalah apapun kinerja sistem. Sebelum kejadian ini, saya

tidak berpikir hal itu mungkin untuk menjalankan kotak GNU / Linux tanpa swap,

tetapi ternyata bahwa tidak hanya mungkin, beberapa orang melakukannya

dengan sengaja.

Dalam dunia rumah / desktop, jika Anda memiliki GB RAM atau lebih, sistem

Anda mungkin tidak pernah menukar apa pun. Rekomendasi untuk

mengalokasikan swap mana saja 1,5-2 kali jumlah RAM fisik di sistem anda.

Pada beberapa sistem, kehilangan 2 sampai 3 GB ruang disk mungkin menjadi

kerugian cukup besar dan karena itu tidak layak. Di dunia server, berjalan tanpa

swap propbably bunuh diri. Jangan lakukan itu.

Jika Anda penasaran, periksa penggunaan swap Anda sekarang dan lagi. Dengan

KDE Anda dapat menggunakan Sistem Guard KDE dan ada beberapa gDesklets

tersedia untuk Gnome (dan mungkin dibangun dalam aplikasi juga, tidak yakin)

untuk melihat penggunaan swap anda.

2. Parent and child dalam sistem operasi

Berikut beberapa definisi proses pada sistem operasi adalah :

1. Program yang sedang dalam keadaan dieksekusi.

2. Unit kerja terkecil yang secara individu memiliki sumber daya dan dijadwalkan

oleh sistem operasi.

Sistem operasi mengolah seluruh proses yang ada di sistem dan bertugas

mengalokasikan sumber daya – sumber daya ke proses yang membutuhkan sesuai

dengan kebijaksanaan tertentu. Sumber daya yang dibutuhkan proses diantaranya

CPU, memori, file serta I/O device.

Keadaan Proses

Proses – proses yang dikelola oleh sistem operasi akan melalui

serangkaian keadaan yang merupakan

Bagian dari aktivitasnya. Keadaan proses ini disebut sebagai status proses

yang terdiri dari:

Status New yaitu status dimana proses sedang dibuat.

Status Ready yaitu status dimana proses siap dieksekusi tetapi CPU belum

tersedia karena sedang mengerjakan proses lain.

Status Waiting yaitu status dimana proses sedang menunggu suatu kejadian

tertentu. Misalnya sedang menunggu operasi I/O selesai, menunggu signal

dari proses lain, tersedianya memori, dsb.

Status Running yaitu status dimana proses dieksekusi. Pada status ini CPU

sedang mengeksekusi instruksi – instruksi pada proses.

Status Terminated yaitu status dimana proses diakhiri.

Sebuah proses menjadi Waiting karena proses tersebut menunggu suatu

kejadian tertentu seperti selesainya operasi I/O, misalnya perekaman data ke disk

karena pada saat perekaman dilakukan proses sedang tidak menggunakan CPU

maka scheduler segera mengalokasikan CPU ke proses lain yang telah Ready.

Apabila kejadian yang ditunggu telah selesai maka proses dipindahkan kembali ke

antrian Ready dan siap dijadwalkan.

Sebuah proses dari keadaan Running dapat menjadi Ready kembali karena

diinterupsi oleh proses lain. Interupsi dapat disebabkan karena jatah waktu yang

diberikan CPU ke proses tersebut telah habis sementara proses masih memerlukan

sejumlah waktu untuk selesai. Jatah waktu yang diberikan sering disebut sebagai

quantum time (time slice) yang dapat berkisar antara 1 hingga 100 milidetik.

Interupsi suatu proses terkait erat dengan strategi penjadwalan proses yang

digunakan sistem operasi yaitu strategi preemptive dimana suatu proses dapat saja

disela oleh proses lain pada saat Running.

Sebuah proses menjadi Terminated disebabkan oleh beberapa hal

diantaranya:

Proses memang sudah sele sai mengerjakan tugasnya, sehingga diakhiri

secara normal

Melewati batas waktu yang telah diberikan.

Terjadi kesalahan perhitungan misalnya mengerjakan instruksi pembagian

dengan nol (division by zero), atau menyimpan angka yang lebih besar

daripada yang dapat diakomodasi oleh perangkat keras.

Terjadi kegagalan I/O seperti kegagalan pembacaan dan penulisan file.

Proses induknya berakhir, pada kasus ini suatu proses dibuat oleh proses lain,

proses pembuat disebut sebagai parent, sedangkan proses yang dibuat disebut

sebagai child . Sistem dirancang untuk mengakhiri secara otomatis proses –

proses childnya bila proses parent berakhir.

Proses child diakhiri atas permintaan proses parentnya. Pada kasus ini parent

mengirim signal tertentu untuk mengakhiri childnya misalnya mengirim

signal SIGQUIT, SIGKILL atauSIGTERM.

Konsep Pembuatan dan Penghentian Proses

Konsep pembuatan proses pada sistem operasi linux :

Setiap proses diberi nomor khusus sebagai identifikasi yang disebut process

identification atau PID berupa angka integer unik.

Jika proses selesai (Terminated) maka semua sumber daya yang digunakan

termasuk PID dibebaskan kembali.

Proses dibuat menggunakan system call fork() yang sering disebut forking

proses

System call fork() mengkopi proses pemanggil sehingga akan terdapat 2

proses yaitu :

1. Proses pemanggil disebut PARENT

2. Proses hasil kopian disebut CHILD

Proses CHILD identik dengan proses PARENT-nya tetapi memiliki PID yang

berbeda.

Setelah proses baru (child) berhasil dibuat eksekusi dilanjutkan secara normal di

masing –masing proses pada aris setelah pemanggilan system call fork().

Proses pemanggil (PARENT) dapat melakukan forking proses lebih dari satu kali

sehingga memungkinkan terdapat banyak proses CHILD yang dieksekusi.

Proses CHILD dapat melakukan forking proses seperti halnya PARENT sehingga

dapat terbentuk struktur pohon proses.

Sedangkan pada proses penghentian pada OS linux, jika telah

menyelesaikan pernyataan terakhir, dan meminta pada sistem operasi untuk

menghapusnya dengan menggunakan system call exit. Proses mengembalikan

semua data (output) ke parent proses melalui system call wait. Kemudian proses

dihapus dari list atau tabel sistem, dilanjutkan dengan menghapus PCB.

Penghapusan proses ini akan menjadi sangat kompleks jika ternyata proses

yang akan dihentikan tersebut membuat proses-proses yang lain. Pada beberapa

sistem, proses-proses anak akan dihentikan secara otomatis jika proses induknya

berhenti. Namun, ada beberapa sistem yang menganggap bahwa proses anak ini

terpisah dengan induknya, sehingga proses anak tidak ikut dihentikan secara

otomatis pada saat proses induk dihentikan.

Parent dapat menghentikan eksekusi proses child dengan menggunakan

system call abort. Proses anak dihentikan parent karena beberapa alasan, antara

lain :

Child mengalokasikan sumber daya melampaui batas

Tugas child tidak dibutuhkan lebih lanjut

Parent berhenti, karena system operasi tidak mengijinkan child untuk

melanjutkan jika parent berhenti dan terminasi dilanjutkan

Alasan lain adalah:

Proses selesai mengerjakan tugasnya(selesai normal)

Proses berjalan melebihi batas waktu

Memory tidak tersedia

Proses mengakses kawasan memori yang tidak boleh diakses

Terjadi kesalahan karena pelanggaran proteksi

Terjadi kesalahan perhitungan

Proses menunggu terlalu lama

Terjadi kegagalan I/O

Proses mengeksekusi instruksi yang tidak ada

Proses mengguinakan instruksi yang disimpan untuk SO

Terjadi kesalahan penggunaan data

Terjadi intervensi dari operator atau SO (contoh : deadlock)

Proses induk berahir

Atas permintaan proses induk

3. Kernel

Kernel adalah suatu perangkat lunak yang menjadi bagian utama dari

sebuah sistem operasi. Tugasnya melayani bermacam program aplikasi untuk

mengakses perangkat keras komputer secara aman. Karena akses terhadap

perangkat keras terbatas, sedangkan ada lebih dari satu program yang harus

dilayani dalam waktu yang bersamaan, maka kernel juga bertugas untuk mengatur

kapan dan berapa lama suatu program dapat menggunakan satu bagian perangkat

keras tersebut. Hal tersebut dinamakan sebagaimultiplexing. Akses kepada

perangkat keras secara langsung merupakan masalah yang kompleks, oleh karena

itu kernel biasanya mengimplementasikan sekumpulan abstraksihardware.

Abstraksi-abstraksi tersebut merupakan sebuah cara untuk menyembunyikan

kompleksitas, dan memungkinkan akses kepada perangkat keras menjadi mudah

dan seragam. Sehingga abstraksi pada akhirnya memudahkan pekerjaan

programer. Untuk menjalankan sebuah komputer kita tidak harus menggunakan

kernel sistem operasi. Sebuah program dapat saja langsung di- load dan

dijalankan diatas mesin 'telanjang' komputer, yaitu bilamana pembuat program

ingin melakukan pekerjaannya tanpa bantuan abstraksi perangkat keras atau

bantuan sistem operasi. Teknik ini digunakan oleh komputer generasi awal,

sehingga bila kita ingin berpindah dari satu program ke program lain, kita harus

mereset dan meload kembali program-program tersebut.

Ada 4 kategori kernel:

1. Monolithic kernel.

Merupakan kernel yang menyediakan abstraksi perangkat keras yang kaya

dan tangguh. Pendekatan kernel monolitik didefinisikan sebagai sebuah

antarmuka virtual yang berada pada tingkat tinggi di atas perangkat keras, dengan

sekumpulan primitif atau system call untuk mengimplementasikan layanan-

layanan sistem operasi, seperti halnya manajemen proses, konkurensi

(concurrency), dan manajemen memori pada modul-modul kernel yang berjalan di

dalam mode supervisor.

Meskipun jika setiap modul memiliki layanan operasi-operasi tersebut

terpisah dari modul utama, integrasi kode yang terjadi di dalam monolithic kernel

sangatlah kuat, dan karena semua modul berjalan di dalam address space yang

sama, sebuah bug dalam salah satu modul dapat merusak keseluruhan sistem.

Akan tetapi, ketika implementasi dilakukan dengan benar, integrasi komponen

internal yang sangat kuat tersebut justru akan mengizinkan fitur-fitur yang

dimiliki oleh sistem yang berada di bawahnya dieksploitasi secara efektif,

sehingga membuat sistem operasi dengan monolithic kernel sangatlah efisien—

meskipun sangat sulit dalam pembuatannya.

Pada sistem operasi modern yang menggunakan monolithic kernel, seperti

halnya Linux, FreeBSD, Solaris, dan Microsoft Windows, dapat memuat modul-

modul yang dapat dieksekusi pada saat kernel tersebut dijalankan sehingga

mengizinkan ekstensi terhadap kemampuan kernel sesuai kebutuhan, dan tentu

saja dapat membantu menjaga agar kode yang berjalan di dalam ruangan kernel

(kernel-space) seminim mungkin.

Di bawah ini ada beberapa sistem operasi yang menggunakan Monolithic

kernel:

Kernel sistem operasi UNIX tradisional, seperti halnya kernel dari sistem

operasi UNIX keluarga BSD (NetBSD, BSD/I, FreeBSD, dan lainnya).

Kernel sistem operasi GNU/Linux, Linux.

Kernel sistem operasi Windows (versi 1.x hingga 4.x; kecuali Windows NT).

2.    Microkernel.

Merupakan kernel yang menyediakan hanya sekumpulan kecil abstraksi

perangkat keras sederhana, dan menggunakan aplikasi-aplikasi yang disebut

sebagai server untuk menyediakan fungsi-fungsi lainnya.

Pendekatan mikrokernel berisi sebuah abstraksi yang sederhana terhadap

hardware, dengan sekumpulan primitif atau system call yang dapat digunakan

untuk membuat sebuah sistem operasi agar dapat berjalan, dengan layanan-

layanan seperti manajemen thread, komunikasi antar address space, dan

komunikasi antar proses. Layanan-layanan lainnya, yang biasanya disediakan oleh

kernel, seperti halnya dukungan jaringan, pada pendekatan microkernel justru

diimplementasikan di dalam ruangan pengguna (user-space), dan disebut dengan

server. Server atau disebut sebagai peladen adalah sebuah program, seperti halnya

program lainnya. Server dapat mengizinkan sistem operasi agar dapat

dimodifikasi hanya dengan menjalankan program atau menghentikannya. Sebagai

contoh, untuk sebuah mesin yang kecil tanpa dukungan jaringan, server jaringan

(istilah server di sini tidak dimaksudkan sebagai komputer pusat pengatur

jaringan) tidak perlu dijalankan. Pada sistem operasi tradisional yang

menggunakan monolithic kernel, hal ini dapat mengakibatkan pengguna harus

melakukan rekompilasi terhadap kernel, yang tentu saja sulit untuk dilakukan oleh

pengguna biasa yang awam. Dalam teorinya, sistem operasi yang menggunakan

microkernel disebut jauh lebih stabil dibandingkan dengan monolithic kernel,

karena sebuah server yang gagal bekerja, tidak akan menyebabkan kernel menjadi

tidak dapat berjalan, dan server tersebut akan dihentikan oleh kernel utama. Akan

tetapi, dalam prakteknya, bagian dari system state dapat hilang oleh server yang

gagal bekerja tersebut, dan biasanya untuk melakukan proses eksekusi aplikasi

pun menjadi sulit, atau bahkan untuk menjalankan server-server lainnya.

Sistem operasi yang menggunakan microkernel umumnya secara dramatis

memiliki kinerja di bawah kinerja sistem operasi yang menggunakan monolithic

kernel. Hal ini disebabkan oleh adanya overhead yang terjadi akibat proses

input/output dalam kernel yang ditujukan untuk mengganti konteks (context

switch) untuk memindahkan data antara aplikasi dan server.

Beberapa sistem operasi yang menggunakan microkernel:

IBM AIX, sebuah versi UNIX dari IBM

Amoeba, sebuah kernel yang dikembangkan untuk tujuan edukasi

Kernel Mach, yang digunakan di dalam sistem operasi GNU/Hurd,

NexTSTEP, OPENSTEP, dan Mac OS/X

Minix, kernel yang dikembangkan oleh Andrew Tanenbaum untuk tujuan

edukasi

Symbian OS, sebuah sistem operasi yang populer digunakan pada hand

phone, handheld device, embedded device, dan PDA Phone.

3.    Hybrid (modifikasi dari microkernel).

Kernel yang mirip microkernel, tetapi ia juga memasukkan beberapa kode

tambahan di kernel agar ia menjadi lebih cepat. Beberapa orang banyak yang

bingung dalam membedakan antara kernel hibrida dan kernel monolitik yang

dapat memuat modul kernel setelah proses booting, dan cenderung

menyamakannya. Antara kernel hibrida dan kernel monolitik jelas berbeda.

Kernel hibrida berarti bahwa konsep yang digunakannya diturunkan dari konsep

desain kernel monolitik dan mikrokernel. Kernel hibrida juga memiliki secara

spesifik memiliki teknologi pertukaran pesan (message passing) yang digunakan

dalam mikrokernel, dan juga dapat memindahkan beberapa kode yang seharusnya

bukan kode kernel ke dalam ruangan kode kernel karena alasan kinerja.

Di bawah ini adalah beberapa sistem operasi yang menggunakan kernel hibrida:

BeOS, sebuah sistem operasi yang memiliki kinerja tinggi untuk aplikasi

multimedia.

Novell NetWare, sebuah sistem operasi yang pernah populer sebagai sistem

operasi jaringan berbasis    IBM PC dan kompatibelnya.

Microsoft Windows NT (dan semua keturunannya).

4.    Exokernel

Merupakan kernel yang tidak menyediakan sama sekali abstraksi

hardware, tapi ia menyediakan sekumpulan pustaka yang menyediakan fungsi-

fungsi akses ke perangkat keras secara langsung atau hampir-hampir langsung.

Exokernel biasanya menggunakan library yang disebut dengan libOS

untuk melakukan abstraksi. libOS memungkinkan para pembuat aplikasi untuk

menulis abstraksi yang berada pada level yang lebih tinggi, seperti halnya

abstraksi yang dilakukan pada sistem operasi tradisional, dengan menggunakan

cara – cara yang lebih fleksibel, karena aplikasi mungkin memiliki abstraksinya

masing-masing. Secara teori, sebuah sistem operasi berbasis Exokernel dapat

membuat sistem operasi yang berbeda seperti halnya Linux, UNIX, dan Windows

dapat berjalan di atas sistem operasi tersebut.

Salah satu contoh implementasi kernel ialah pada system operasi

windows.  Pada sistem operasi Windows, kernel ditangani oleh file kernel32.dll.

Kernel ini menangani manajemen memori, operasi masukan / keluaran dan

interrupt. Ketika boot Windows, kernel32.dll di-load ke dalam spasi protected

memory sehingga spasi memorinya tidak digunakan oleh aplikasi lain. Apabila

ada aplikasi yang mencoba mengambil spasi memori kernel32.dll, akan muncul

pesan kesalahan “invalid page fault”.

DAFTAR PUSTAKA

http://sinaubuntu.blogspot.com/

ftp://komo.padinet.com/free/v06/Kuliah/SistemOperasi/BUKU/SistemOperasi-4.X-1/

ch09s02.html

http://blog.unand.ac.id/abieaqedas/2011/03/28/mengenal-kernel-ntldr-dan-system32/