Sistem Operasi - 7 [Struktur SO]
- 1. Sistem Operasi - 7 Bei Harira Irawan, S.Kom, MM, M.Kom Struktur Sistem Operasi
- 2. Struktur Sistem Operasi • Pada awalnya, sistem operasi dimulai sebagai sistem yang kecil, sederhana, dan terbatas. • Sistem operasi semakin berkembang menjadi suatu sistem yang lebih besar dari awalnya. • Dalam perkembangannya, ada sistem yang terstruktur dengan kurang baik, dan ada juga yang baik. • Contoh sistem yang terstruktur kurang baik adalah MS-DOS. Sistem operasi ini dirancang sedemikian rupa agar mampu berjalan pada hardware yang terbatas
- 3. Struktur Sistem Operasi • Pada sistem operasi UNIX, yang pada awalnya juga terbatas oleh hardware yang ada. Sistem ini dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu kernel dan program sistem. • Kernel sendiri dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu device driver dan interface, yang kemudian terus berkembang seiring dengan perkembangan UNIX.
- 5. Struktur Berlapis • Lapisan-lapisan sistem operasi adalah suatu abstraksi dari enkapsulasi sekumpulan struktur data dalam sistem operasi. • Lapisan-lapisan yang berada di atas bisa mengakses operasi-operasi yang tersedia di lapisan-lapisan bawahnya. Stallings memberi model yang lebih detail, sebagai berikut:
- 6. Struktur Berlapis • Lapisan 1. Berisi berbagai sirkuit elektronik, misal register, memory cells, dan logic gate. • Lapisan 2. Berisi instruksi prosesor, misal instruksi aritmatika, instruksi transfer data, dsb. • Lapisan 3. Penambahan konsep seperti prosedur/subrutin, maupun fungsi yang me-return nilai tertentu. • Lapisan 4. Penambahan interrupt. • Lapisan 5. Program sebagai sekumpulan instruksi yang dijalankan oleh prosesor. • Lapisan 6. Berhubungan dengan secondary storage device, yaitu membaca atau menulis head, track, dan sektor. • Lapisan 7. Menciptakan alamat logika untuk proses. Mengatur hubungan antara main memory, virtual memory, dan secondary memory. • Lapisan 8. Program sebagai sekumpulan instruksi yang dijalankan oleh prosesor.
- 7. Struktur Berlapis • Lapisan 9. Berhubungan dengan secondary storage device, yaitu membaca/menulis head,track, dan sektor. • Lapisan 10. Menciptakan alamat logika untuk proses. Mengatur hubungan antara main memory, virtual memory, dan secondary memory. • Lapisan 11. Program sebagai sekumpulan instruksi yang dijalankan oleh prosesor. • Lapisan 12. File adalah objek yang memiliki nama dan ukuran. Abstraksi dari lapisan 9. • Lapisan 13. Menyediakan interface agar bisa berinteraksi dengan pengguna.
- 8. Struktur Berlapis • Lapisan-lapisan dari 1-4 bukanlah bagian dari sistem operasi dan masih menjadi bagian dari prosesor secara ekslusif. • Lapisan ke-5 hingga ke-7, sistem operasi sudah berhubungan dengan prosesor. Selanjutnya dari lapisan ke-8 hingga 13, sistem operasi berhubungan dengan media penyimpanan maupun perlatan-peralatan lain yang ditancapkan, misalnya peralatan jaringan.
- 9. Mikro Kernel Kernel adalah komponen sentral dari sistem operasi. Ia mengatur hal-hal seperti interrupt handler (untuk menyediakan layanan interupsi), process scheduler (membagi-bagi proses dalam prosesor), memory management, I/O, dan sebagainya. Atau dengan kata lain, ia adalah jembatan antara hardware dengan software.
- 10. Mikro Kernel • Cara tradisional untuk membangun sistem operasi adalah dengan membuat kernel monolitis, yaitu semua fungsi disediakan oleh kernel, dan ini menjadikan kernel suatu program yang besar dan kompleks. • Cara yang lebih modern, adalah dengan menggunakan kernel mikro. Pada awalnya, konsep mikro kernel dikembangkan pada sistem operasi Mach. Ide dasar dari pengembangan kernel mikro adalah bahwa hanya fitur-fitur yang perlu saja yang diimplementasikan dalam kernel (mengenai fitur-fitur apa saja yang perlu diimplementasikan, ini bisa berbeda tergantung desain sistem operasi).
- 12. Proses BOOT Booting adalah istilah untuk menghidupkan komputer. Secara umum, gambaran yang terjadi pada proses boot adalah sebagai berikut. • Saat komputer dihidupkan, memorinya masih kosong. Belum ada instruksi yang dapat dieksekusi oleh prosesor. Karena itu, prosesor dirancang untuk selalu mencari alamat tertentu di BIOS ROM. Pada alamat tersebut, terdapat sebuah instruksi jump yang menuju ke alamat eksekusi awal BIOS. Setelah itu, prosesor menjalankan power-on-self test(POST), yaitu memeriksa kondisi hardware yang ada.
- 13. Proses BOOT • Sesudah itu, BIOS mencari video card. Secara khusus, dia mencari program BIOS milik video card. Kemudian system BIOS menjalankan video card BIOS. Barulah setelah itu, video card diinisalisasi. • Kemudian BIOS memeriksa ROM pada hardware yang lain, apakah memiliki BIOS tersendiri apakah tidak. Jika ya, maka akan dieksekusi juga. • BIOS melakukan pemeriksaan lagi, misal memeriksa besar memori dan jenis memori. Lebih lanjut lagi, dia memeriksa hardware yang lain, seperti disk. Lalu dia mencari disk dimana proses boot bisa dilakukan, yaitu mencari boot sector. Boot sector ini bisa berada di hard disk, atau floppy disk.
- 14. TUGAS Buatlah flowchart untuk menginisiasi proses BOOTING sebuah komputer!
- 15. Sistem Komputer Jamak • Secara tradisional, komputer dipandang sebagai suatu mesin sekuensial, yaitu mereka menjalankan sekumpulan instruksi yang tersusun dalam urutan tertentu. • Prosesor menjalankan program dengan cara mengeksekusi instruksi mesin satu demi satu dalam suatu waktu. Tapi tentunya ini tidak selalu benar. • Dengan pipelining misalnya, prosesor tidak perlu menunggu suatu instruksi selesai dan bisa mengerjakan instruksi lainnya. Seiring dengan perkembangan teknologi, para perancang komputer terus berusaha mengembangkan teknik untuk meningkatkan performa dan tentu juga reliability. Salah satunya adalah multiprocessing, yaitu menggunakan prosesor jamak
- 16. Keuntungan Sistem Komputer Jamak Menurut Silberschatsz dkk, keuntungan sistem prosesor jamak adalah: • Peningkatan throughput. Karena lebih banyak proses/thread yang dapat dijalankan. Ini bukan berarti kemampuan komputasi bertambah seiring dengan bertambahnya jumlah prosesor. Yang meningkat adalah peningkatan jumlah pekerjaan yang dapat dilakukan dalam waktu tertentu.
- 17. Keuntungan Sistem Komputer Jamak • Lebih ekonomis. Daripada sistem dengan banyak prosesor tunggal, karena bisa berbagi memori, storage, dan power supply. Misalnya jika beberapa program memproses data yang sama, maka adalah lebih murah untuk menyimpan data tersebut pada satu disk dan membaginya diantara prosesor-prosesor tersebut, daripada menggunakan banyak komputer dengan disk lokal yang berisi salinan data tersebut.
- 18. Keuntungan Sistem Komputer Jamak • Peningkatan kehandalan. Jika pekerjaan terbagi rata, maka kegagalan salah satu prosesor bisa ditanggulangi oleh prosesor- prosesor yang lain. Memang performa menurun (menjadi lebih lambat), tetapi sistem tetap berjalan. Fenomena ini disebut graceful gradation. Sementara sistem yang memiliki sifat graceful gradation disebut sebagai sistem yang fault-tolerant.
- 19. Kerugian Sistem Komputer Jamak • Kegagalan prosesor utama bisa menyebabkan kegagalan keseluruhan sistem. • Bisa terjadi penururan performa, yaitu terjadi bottleneck di prosesor utama karena dialah yang bertanggung jawab atas penjadwalan dan manajemen proses.
- 20. Model Sistem Komputer Jamak Ada 2 model dalam sistem prosesor jamak, yaitu ASMP (Asymmetric Multi Processing) dan SMP (Symmetric Multi Processing). • Pada model ASMP, ide dasarnya adalah master/slave, yaitu kernel selalu berjalan di prosesor tertentu, sedangkan prosesor-prosesor lainnya menjalankan utiliti yang ada di sistem operasi atau mengerjakan tugas-tugas tertentu. Prosesor master bertugas menjadwal proses atau thread. Ketika suatu proses/thread aktif, dan prosesor slave membutuhkan layanan (misal untuk I/O), maka dia harus mengirim permintaan ke prosesor master dan menunggu hingga permintaanya dilaksanakan. Model ini adalah sederhana, karena hanya satu prosesor yang mengatur sumber daya memori dan I/O.
- 21. Model Sistem Komputer Jamak • Model lainnya adalah SMP. Pada model ini, kernel bisa dijalankan di prosesor mana saja, dan tiap prosesor bisa melakukan penjadwalan proses/thread secara mandiri. Model seperti ini membuat desain sistem operasi menjadi lebih rumit, karena proses- proses bisa berjalan secara paralel. Karena itu, haruslah dijamin agar hanya 1 prosesor yang mengerjakan tugas tertentu dan proses-proses itu tidak mengalami starvation.
- 22. Model Sistem Komputer Jamak