02 Struktur Sistem Operasi.pdf

1

Bab 2: Struktur Sistem Operasi

Komponen sistem

Layanan sistem operasi

System Call System Call

System Program

Struktur sistem

Virtual Machine

Desain dan implementasi sistem

System Generation

Silberschatz, Galvin and Gagne 20023.1

Komponen Sistem Secara Umum

Manajemen Proses

Manajemen Main Memory

Manajemen Filej

Manajemen sistem I/O

Manajemen Secondary storage

Networking

Sistem Proteksi

Sistem Command-Interpreter


2

Manajemen Proses

Proses adalah program yang sedang dieksekusi. Proses memerlukan resource tertentu, seperti waktu CPU, memori, file dan perangkat I/O, untuk menyelesaikan tugasnya

Sistem operasi bertanggung jawab pada aktifitas manajemen proses berikut Membuat dan menghapus proses

Menghentikan sementara (suspend) dan melanjutkan kembali (resume) proses.

Menyediakan mekanisme untuk


process synchronization

process communication

Manajemen Main-Memory

Memory adalah array besar ukuran word atau byte, masing-masing mempunyai alamat sendiri. Merupakan repositori yang dapat mengakses data dengan cepat

di k CPU d k t I/O byang digunakan CPU dan perangkat I/O bersama-sama.

Main memory adalah perangkat penyimpan volatile, dimana jika sistem gagal maka isinya akan hilang

Sistem operasi bertanggung jawal terhadap aktifitas manajemen memory berikut: Menyimpan bagian memori yang sedang digunakan dan

oleh proses apa

M t k dil t kk (l d) jik


Memutuskan proses mana yang diletakkan (load) jika tersedia ruang memory

Mengalokasikan dan men-dealokasikan ruang memory yang diperlukan

3

Manajemen File

File adalah kumpulan informasi yang saling berhubungan yang didefinisikan oleh pembuatnya Biasanya fileyang didefinisikan oleh pembuatnya. Biasanya, file berupa program (baik dalam bentuk source atau object) dan data.

Sistem operasi bertanggung jawab untuk aktifitas manajemen file berikut : Membuat dan menghapus File

Membuat dan menghapus Directory

Mendukung primitif untuk manipulasi file dan direktori


Mendukung primitif untuk manipulasi file dan direktori

Pemetaan file ke penyimpan sekunder

Backup file pada media penyimpan stable (nonvolatile)

Manajemen Sistem I/O

Sistem I/O terdiri dari : Sistem buffer-caching system Sistem buffer-caching system

Antar muka general device-driver

Driver untuk perangkat hardware khusus


4

Manajemen Penyimpan Sekunder

Karena main memory (primary storage) adalah volatile dan terlalu kecil untuk mengakomodasi semua data dan program secara permanen, sistem komputer menyediakan secondary storage untuk back up mainmenyediakan secondary storage untuk back up main memory.

Kebanyakan sistem komputer modern menggunakan disk (cakram) untuk media penyimpan baik program dan data

Sistem operasi bertanggung jawab pada aktifitas yang berhubungan dengan manajemen disk berikut : Manajemen ruang bebas

Alokasi penyimpanan


Alokasi penyimpanan

Penjadwalan disk

Networking (Sistem Terdistribusi)

Sistem terdistribusi adalah kumpulan prosessor yang tidak menggunakan memory dan clock bersama-samatidak menggunakan memory dan clock bersama sama. Setiap prosessor mempunyai lokal memori sendiri

Prosessor dalam sistem terhubung jaringan komunikasi

Komunikasi menggunakan protocol.

Sistem terdistribusi menyediakan akses user untuk berbagai resource sistem

Akses ke resource yang digunakan bersama-sama mempunyai keuntungan :


mempunyai keuntungan : Meningkatkan kecepatan komputasi

Meningkatkan ketersediaan data

Meningkatkan kehandalan sistem

5

Sistem Proteksi

Proteksi mengacu pada mekanisme untuk mengontrol akses oleh program proses atau pengguna untuk keduaakses oleh program, proses, atau pengguna untuk kedua sumber daya sistem dan user.

Mekanisme proteksi harus : Membedakan antara penggunaan resmi (authorized) dan

tidak resmi (unauthorized).

menentukan kontrol yang akan dilakukan.

menyediakan sarana penegakan hukum (means of enforcement).


)

Sistem Command-Interpreter Beberapa perintah diberikan oleh sistem operasi dengan

pernyataan kontrol yang berhubungan dengan : Pembuatan dan manajemen proses

Penanganan I/O

M j i k d Manajemen penyimpan sekunder

Manajemen main-memory

Akses file-system

Proteksi

Networking

Program yang membaca dan menterjemahkan perangkatkontrol yang sering disebut


command-line interpreter

shell (in UNIX)

Fungsinya untuk mendapatkan dan mengeksekusiperintah berikutnya

6

Eksekusi MS-DOS


Saat System Start-up Saat Running Program

UNIX Menjalankan Multiple Program


7

Layanan Sistem Operasi

Eksekusi Program – kapabilitas sistem untuk meletakkan (load) program ke memori dan menjalankannya.

Operasi I/O – karena program user tidak dapat mengeksekusi operasi I/O secara langsung, sistem operasi harus p g g, pmenyediakan beberapa ketentuan mengakses I/O.

Manipulasi sistem file – program mempunyai kapabilitas untuk membaca, menulis, membuat dan menghapus file.

Komunikasi – pertukaran informasi antara proses yang dieksekusi baik pada komputer yang sama maupun pada komputer yang berbeda melalui jaringan. Implementasi melalui shared memory atau message passing.

Deteksi Error – menjamin komputasi yang benar dengan mendeteksi error pada hardware CPU dan memory perangkat


mendeteksi error pada hardware CPU dan memory, perangkat I/O atau program user.

Model Komunikasi

Komunikasi antar proses melalui message passing ataushared memory.


Msg Passing Shared Memory

8

Fungsi Tambahan Sistem Operasi

Fungsi tambahan digunakan untuk membantu user lebih ke menjamin operasi sistem yang efisienmenjamin operasi sistem yang efisien

• Alokasi Resource – alokasi resource untuk banyak user atau banyak job yang berjalan pada waktu yang sama

• Accounting – menyimpan data user yang menggunakan resource dan resorce apa saja yang digunakan untuk account billing atau untuk akumulasi statistik.

• Proteksi – menjamin semua akses ke resource sistem terkontrol.


System Call

System call merupakan antar muka antara program yang sedang berjalan dan sistem operasi Pada umumnya tersedia dalam instruksi bahasa assembly

B h d t di k t k Bahasa pemrograman yang dapat digunakan untuk menggantikan bahasa assembly untuk pemrograman sistem memungkinkan sistem call dapat dibuat secara langsung (contohnya C dan C++).

Tiga metode umum yang digunakan untuk melewatkan parameter antara program yang berjalan dan sistem operasi. Melewatkan parameter dalam register. Menyimpan parameter dalam tabel di memori dan alamat


Menyimpan parameter dalam tabel di memori dan alamat table dilewatkan sebagai parameter dalam register.

Push (menyimpan) parameter dalam stack oleh program dan pop stack oleh sistem operasi.

9

Melewatkan parameter melalui Table


Jenis System Call

Process control

Manajemen File Manajemen File

Manajemen Perangkat

Pemeliharaan informasi

Komunikasi


10

System Program

System program merupakan lingkungan yang nyaman untuk pengembangan dan eksekusi. Terdiri dari: Manipulasi File

Informasi status

Modifikasi file

Mendukung bahasa pemrograman

Eksekusi dan loading program

Komunikasi

Program aplikasi

User memandang sistem operasi seperti yang terlihat


g p p y gpada system programs, bukan sistem call.

Struktur Sistem MS-DOS

MS-DOS – menyediakan banyak fungsi pada ruang yang kecilkecil Tidak dibagi dalam modul-modul

Meskipun MS-DOS mempunyai beberapa struktur, antar muka dan level fungsional nya tidak terbagi dengan baik.


11

Struktur Layer MS-DOS


Struktur Sistem UNIX

UNIX – karena dibatasi oleh fungsionalitas hardware, sistem operasi UNIX awalnya mempunyai struktur yang terbatas. SO UNIX terdiri dari 2 bagian terpisah System program

Kernel

Terdiri dari segala sesuatu dibawah antar muka system-call dan diatas hardware fisik

Menyediakan sistem file, penjadwalan CPU, manajemen memory dan fungsi sistem operasi yang lain; fungsi dalam jumlah yang banyak untuk satu level


12

UNIX System Structure


Pendekatan Sistem Layer

Sistem operasi dibagi ke dalam sejumlah layer (level), masing-masing dibangun dari layer tertinggi sampaimasing masing dibangun dari layer tertinggi sampai terendah. Layer tertinggi (layer 0) adalah hardware, layer tertinggi (layer N) adalah antar muka user

Dengan sistem modular, layer mempunyai fungsi (operasi) masing-masing dan layanan untuk layer level yang lebih rendah.


13

Sistem Operasi Layer


Struktur Layer OS/2


14

Struktur Windows NT Client-Server


Virtual Machine

Virtual machine menggunakan pendekatan berlapis untuk penyelesaian logika Memperlakukan hardware danpenyelesaian logika. Memperlakukan hardware dan kernel sistem operasi seolah-olah mereka semua perangkat keras..

Virtual machine menyediakan antar muka yang identik untuk hardware yang ada.

Sistem operasi membuat ilusi dari beberapa proses, masing-masing mengeksekusi prosessor masing masing dengan memory (virtual) sendiri.


dengan memory (virtual) sendiri.

15

Virtual Machine (Cont.)

Resource dari komputer fisik digunakan bersama untuk membuat virtual machinemembuat virtual machine Penjadwalan CPU dapat membuat tampilan seolah-olah

user mempunyai prosessor masing-masing

Proses spooling dan sistem file menyediakan virtual card reader dan virtual line printer

Terminal user menyediakan consol operator dari virtual machine


Model Sistem


Non-virtual Machine Virtual Machine

16

Kelebihan/Kekurangan Virtual Machine

Konsep virtual machine menyediakan proteksi yang lengkap pada resource sistem, karena setiap virtual machine di-isolasi dari virtual machine yang lain. Isolasi i i Th i t l hi t id l tini, The virtual-machine concept provides complete protection of system resources since each virtual machine is isolated from all other virtual machines. Isolasi ini tidak memungkinkan untuk berbagi dengan resource lain.

Sistem virtual machine adalah perangkat riset dan pengembangan sistem operasi. Pengembangan sistem dilakukan pada virtual machine bukan pada mesin fisik


dilakukan pada virtual machine, bukan pada mesin fisik dan sehingga tidak mengganggu pengoperasian sistem normal.

Konsep virtual machine sulit untuk diimplementasikan karena harus menyediakan duplikat mesin yang tepat.

Java Virtual Machine

Program Java yang dikompilasi merupakan platform-netral bytecode yang dieksekusi oleh Java Virtualnetral bytecode yang dieksekusi oleh Java Virtual Machine (JVM).

JVM terdiri dari

- class loader

- class verifier

- runtime interpreter

Just-In-Time (JIT) compiler meningkatkan kinerja


17

Java Virtual Machine


Tujuan Desain Sistem

Sisi User – sistem operasi harus nyaman digunakan, dipelajari handal aman dan cepatdipelajari, handal, aman dan cepat

Sisi sistem – sistem operasi harus mudah di-desain, diimplementasikan dan dipelihara, juga fleksibel, handal, bebas error dan efisien


18

Implementasi Sistem

Secara tradisional ditulis dalam bahasa assembly, sistem operasi sekarang dapat ditulis dalam bahasa tingkatoperasi sekarang dapat ditulis dalam bahasa tingkat tinggi.

Kode ditulis dalam bahasa tingkat tinggi : Dapat ditulis dengan cepat

Lebih padat

Lebih mudah dimengerti dan di-debug

Sistem operasi lebih mudah untuk port (berpindah ke hardware lain) jika ditulis dalam bahasa tingkat tinggi


hardware lain) jika ditulis dalam bahasa tingkat tinggi

System Generation (SYSGEN)

Sistem operasi dirancang untuk berjalan pada berbagai mesin; sistem harus dikonfigurasi untuk setiap komputermesin; sistem harus dikonfigurasi untuk setiap komputer tertentu.

Program SYSGEN memperoleh informasi mengenai konfigurasi dari sistem hardware

Booting – memulai komputer dengan load kernel

Bootstrap program – kode yang disimpan dalam ROM yang dapat menempatkan kernel, meletakkannya ke dalam memory dan memulai eksekusi


dalam memory dan memulai eksekusi.

02 Struktur Sistem Operasi.pdf

Documents