TUGAS MAKALAH

Guna Untuk Memanuhi Nilai Sistem Berkas

Yang diampu Bp.Dian Asmarajati

Disususno oleh

Affanoer

Sistem Operasi adalah bagian yang sangat penting bagi semua sistem komputer. Secara umum sistem komputer terbagi atas hardware , sistem operasi, program aplikasi, dan user seperti yang terlihat pada gambar 1.1. hardware terdiri atas CPU, memori {XE “memori”} dan I/O device yang merupakan resource-resource dasar. Program aplikasi berisi compiler, basis data, game dan program-program bisnis, yang merupakan suatu cara atau alat yang mana resource-resource akan di akses untuk menyelesaikan masalah user.

 

                                                                            ……………………

Gambar 1.1 Komponen-komponen sistem komputer

     Definisi  Sistem Operasi

Ada beberapa definisi yang dapat diberikan untuk sistem operasi antara lain :

a.       Software yang mengontrol hardware, hanya berupa program biasa (seperti beberapa file pada DOS).

b.      Program yang menjadikan hardware lebih mudah untuk digunakan.

c.       Kumpulan program yang mengatur kerja hardware (seperti: permintaan user).

d.      Resource manager atau resource allocator (seperti mengatur memori, printer, dll).

e.       Sebagai program pengontrol (program yang digunakan untuk mengontrol program yang lainnya)

f.       Sebagai Kernel, yaitu program yang terus menerus running selama komputer dihidupkan.

g.      Sebagai guardian, yaitu mengatur atau menjaga computer dari berbagai kejahatan computer.

1.      Sistem Operasi Ditinjau Dari Apa yang Dilakukannya

a.       Sebagai antarmuka antara user dengan hardware.

b.      Memungkinkan adanya pemakaian bersama hardware maupun data antar user.

c.       Pengatur penjadwalan resource bagi user (seperti pemakaian CPU dan I/O secara beragantian, dengan adanya memori manager dapat mengakses program besar hanya dengan memori kecil).

d.      Menyediakan fasilitas sistem operasi (seperti: menyediakan fasilitas interrupt).

2.      Tujuan adanya Sistem Operasi

a.       Menunjukkan lingkungan dimana seorang user dapat mengeksekusi program-programnya.

b.      Membuat sistem komputer nyaman untuk digunakan.

c.       Mengefisienkan hardware komputer.

3.      Sejarah Singkat Perkembangan Sistem Operasi

            Perkembangan Sistem Operasi sangat dipengaruhi oleh perkembangan hardware, yaitu :

1.      Generasi ke-nol (1940)

a.       Komponen utama tabung hampa udara.

b.      Sistem komputer belum menggunakan sistem operasi.

c.       Semua operasi komputer dilakukan secara manual melalui plugboards, dan hanya bias digunakan untuk menghitung (+,- dan *)

2.      Generasi pertama (1950)

a.       Komponen utama transistor.

b.      Sistem operasi berfungsi terutama sebagai pengatur pergantian antar job agar waktu instalasi job berikutnya lebih efisien. Dalam masa ini muncul konsep batch system (semua job sejenis dikumpulkan jadi satu).

c.       Input memakai punch card.

3.      Generasi kedua (1960)

a.       Komponen utama IC.

b.      Berkembang konsep-konsep :

§  Multiprogramming, satu prosesor mengerjakan banyak program yang ada di memori utama.

§  Multiprocessing, satu job dikerjakan oleh banyak prosesor berguna untuk meningkatkan utilitas.

§  Spooling (Simultaneous Peripheral Operation On Line), bertindak sebagai buffer saja, dan mampu menerima pesanan meskipun belum akan dikerjakan.

§  Device Independence, masing-masing komponen memiliki sifat yang saling berbeda (misal : tiap-tiap printer memiliki driver).

§  Time Sharing atau multitasking.

§  Real time system, berguna sebagai kontrol bagi mesin-mesin.

4.      Generasi ketiga (1970)

a.       Komponen utama VLSI (Very Large Scale Integrated Circuit).

b.      Ditandai dengan berkembangnya konsep general purpose system, sehingga sistem operasi menjadi sangat kompleks, mahal dan sulit untuk dipelajari.

5.      Generasi keempat (pertengahan 1970-an hingga sekarang)

a.       PC makin populer.

b.      Ditandai dengan berkembangnya sistem operasi untuk jaringan komputer dengan tujuan : data sharing, harware sharing dan program sharing.

c.       User interface semakin user friendly tanpa harus mengorbankan unjuk kerjanya.

4. Macam-macam System Operasi

1.     UNIX
Termasuk sistem operasi yang paling awal ada untuk komputer. Merupakan induk dari sistem operasi linux.

2.     DOS
Sistem operasi yang merupakan cikal bakal dari Microsoft Windows. Ciri khasnya yaitu berupa teks putih dengan latar belakang hitam. Kalau mau mencobanya bisa lewat Start Windows – Run, lalu ketik cmd.

3.     Novell Operating Sistem
Dibuat oleh Novell Corporation. Sistem operasi yang dulu pernaha digunakan oleh Fakultas MIPA UGM untuk Entry Key-In KRS mahasiswa.

4.     Microsoft Windows
Merupakan sistem operasi yang paling populer. Hampir semua orang pernah memakainya. Beberapa versi Microsoft Windows yang terkenal: Microsoft Windows 98, 2000, Me, XP, Vista, dan yang paling terbaru Windows 7.

5.     Apple Machintos
System operasi yang unggul dalam hal grafik. Memerlukan hardware khusus sehingga tidak dapat di-install di computer biasa. Versinya antara lain Mac OS X (Tiger), Leopard.

6.     Linux
Pertama kali dikembangkan oleh Linus Torvald. Merupakan sistem operasi open source artinya bisa dikembangkan oleh semua orang dengan bebas. Turunan linux atau yang dikenal dengan distro linux banyak sekali macamnya. Mungkin linux merupakan sistem operasi yang paling banyak. Beberapa di antaranya yaitu: Debian, Suse, Red Hat (Fedora), Slackware, Ubuntu, Backtrack,       dan lain-lain

7.     Solaris
Dikembangkan oleh Sun Microsystem. Lebih banyak digunakan untuk perusahaan.

8.     Free    BSD
Dibuat oleh Universitas Berkeley. Hampir sama seperti linux.

2.      STRUKTUR SISTEM OPERASI

1.      Komponen-komponen Sistem

Sebuah sistem operasi dapat dibagi menjadi beberapa komponen. Secara umum, para pakar sepakat bahwa terdapat sekurangnya empat komponen utama yaitu :

·         Manajemen Proses

·         Manajemen Memori Utama

·         Manajemen Sistem Berkas

·         Manajemen Masukan/Keluaran ( I/O )

Selain keempat komponen di atas, Avi Silberschatz, dan kawan-kawan menambahkan beberapa komponen seperti :

·         Manajemen Memori Sekunder

·         Manajemen Sistem Proteksi

·         Manajemen Jaringan

·         Command-Interpreter System

1.      Manajemen Proses

Proses adalah sebuah program yang sedang dieksekusi. Sebuah proses membutuhkan beberapa sumber daya untuk menyelesaikan tugasnya. Alokasi sumber daya tersebut dikelola oleh Sistem Operasi. Umpamanya, walku CPU, memori, berkas-berkas, dan perangkat-perangkat I/O. Ketika proses tersebut berhenti dijalankan, sistem operasi akan mendapatkan kembali semua sumber daya yang bisa digunakan kembali.

Sistem operasi memberikan tanggapan terhadap manajemen proses untuk aktivitas-aktivitas sebagai berikut :

a.       Pembuatan atau penghapusan proses yang dibuat oleh user atau sistem.

b.      Suspensi dan asumsi proses.

c.       Kelengkapan mekanisme untuk sinkronisasi proses.

d.      Kelengkapan mekanisme untuk komunikasi proses.

e.       Kelengkapan mekanisme untuk pengendalian deadlock.

2.      Manajemen Memori Utama

Memori utama atau lebih dikenal sebagai memori adalah sebuah array yang besar dari word atau byte, yang ukurannya mencapai ratusan, ribuan atau bahkan jutaan. Setiap word atau byte mempunyai alamat tersendiri. Memori utama berfungsi sebagai tempat penyimpanan instruksi/data yang akses datanya digunakan oleh CPU dan perangkat Input/Output. Memori utama termasuk tempat penyimpanan data yang bersifat volatile –tidak permanen—yaitu data akan hilang kalau komputer dimatikan.

Sistem operasi memberikan tanggapan terhadap manajemen memori utama untuk aktivitas-aktivitas sebagai berikut :

a.       Menjaga dan memelihara bagian-bagian memori yang sedang digunakan dan dari yang menggunakan.

b.      Memutuskan proses-proses mana saja yang harus dipanggil ke memori jika masih ada di ruang memori.

c.       Mengalokasikan dan mendealokasikan ruang memori jika diperlukan.

3.      Manajemen Sistem Berkas / File

Berkas adalah kumpulan informasi yang berhubungan, sesuai dengan tujuan pembuatan berkas tersebut. Umumnya berkas merepresentasikan program pada data. Berkas dapat mempunyai struktur yang bersifat hirarkis (direktori, volume, dll.). Sistem operasi mengimplementasikan konsep abstrak dari berkas dengan mengatur media penyimpanan massa, misalnya tapes dan disk.

Sistem operasi memberikan tanggapan terhadap manajemen file untuk aktivitas-aktivitas sebagai berikut :

a.       Pembuatan dan penghapusan file.

b.      Pembuatan dan penghapusan direktori.

c.       Primitif-primitif yang mendukung untuk manipulasi file dan direktori.

d.      Pemetaan file ke memori sekunser.

e.       Backup file ke media penyimpanan yang stabil (nonvolatil).

4.      Manajemen I/O

Sistem ini sering disebut dengan device manager. Menyediakan device driver yang umum sehingga operasi Input/Output dapat seragam (membuka, membaca, menulis, menutup). Contoh: pengguna menggunakan operasi yang sama untuk membaca berkas pada perangkat keras, CD-ROM dan floppy disk.

System operasi memberikan tanggapan terhadap manajemen I/O untuk aktivitas-aktivitas sebagai berikut :

a.       Penyangga: menampung sementara dari/ke perangkat Input/Output.

b.      Spooling : melakukan penjadwalan pemakaian Input/Output sistem supaya lebih efisien (antrian, dsb.).

c.       Menyediakan driver : untuk dapat melakukan operasi rinci untuk perangkat keras Inputan/Outputan tertentu.

5.      Manajemen Memori Sekunder

Data yang disimpan dalam memori utama bersifat sementara dan jumlahnya sangat kecil. Oleh karena itu, untuk menyimpan keseluruhan data dan program dibutuhkan penyimpanan sekunder yang bersifat permanen dan mampu menampung banyak data, sebagai back-up dari memori utama. Contoh dari penyimpanan sekunder adalah hard-disk, disket, dll.

System operasi memberikan tanggapan terhadap manajemen penyimpanan sekunder untuk aktivitas-aktivitas sebagai berikut :

a.       Pengaturan ruang kosong.

b.      Alokasi penyimpanan.

c.       Penjadwalan disk.

6.      Manajemen Sistem Proteksi

Proteksi mengacu pada mekanisme untuk mengontrol akses yang dilakukan oleh program, prosesor, atau pengguna ke sistem sumber daya. Mekanisme proteksi harus :

·         Membedakan antara penggunaan yang diberi izin dan yang belum

·         Menspesifikasi control untuk dibedakan/diberi tugas

·         Menyediakan alat untuk pemberlakuan system

7.      Manajemen Jaringan

Sistem terdistribusi adalah sekumpulan prosesor yang tidak berbagi memori, atau clock. Setiap prosesor mempunyai memori dan clock tersendiri. Prosesor-prosesor tersebut terhubung melalui jaringan komunikasi. System terdistribusi menyiapkan akses pengguna ke bermacam sumber-daya system. Akses tersebut menyebabkan peningkatan kecepatan komputasi dan meningkatkan kemampuan penyediaan data.

Sistem Terdistribusi adalah kumpulan prosesor yang tidak berbagi memori atau clock. Setiap prosesor memiliki memori lokal masing-masing. Prosesor-prosesor dalam sistem terhubung dalam jaringan komunikasi. Sistem terdistribusi menyediakan akses pengguna ke bermacam-macam sumber daya. Akses tersebut menyebabkan :

§  Peningkatan kecepatan kompuatsi

§  Peningkatan penyediaan data

§  Peningkatan keandalan

8.      Sistem Proteksi

Proteksi berkenaan dengan mekanisme untuk mengontrol akses yang dilakukan oleh  program, prosesor, pengguna sistem maupun pengguna sumber daya.

Mekanisme Proteksi harus :

§  Membedakan antara penggunaan yang sah dan yang tidak sah.

§  Spesifikasi kontrol untuk di terima

§  Menyediakan alat untuk pemberlakuan sistem.

9.      Command-Interpreter System

Sistem Operasi menunggu instruksi dari pengguna (command driven).  Program yang membaca instruksi dan mengartikan control statements umumnya disebut: control-card interpreter, command –line interpreter dan terkadang dikenal sebagai shell. Command Interpreter Sistem sangat bervariasi dari satu system operasi ke system operasi yang lain dan disesuaikan dengan tujuan dan teknologi perangkat Inputan/ Outputan yang ada. Contohnya: CLI, Windows, Pen-based (touch), dan lain-lain.

2.       Pelayanan Sistem Operasi

           Sistem operasi harus dapat melayani programmer sehingga dapat melakukan pemrograman dengan mudah.

a.       Eksekusi Program. System harus dapat memanggil program ke memori dan menjalankannya. Program tersebut harus dapat mengakhiri eksekusinya dalam bentuk normal atau abnormal (indikasi error).

b.      Operasi-operasi I/O. Pada saat running program kemungkinan dibutuhkan I/O, mungkin berupa file atau peralatan I/O. Agar efisien dan aman, maka user tidak boleh mengontrol I/O secara langsung, pengontrolan dilakukan oleh SO.

c.       Manipulasi system file. Meliputi pembuatan, penghapusan, read dan write.

d.      Komunikasi. Komunikasi dibutuhkan jika beberapa proses saling tukar-menukar informasi. Ada 2 cara yang dapat dilakukan, 1. Tukar-menukar data oleh beberapa proses dalam satu komputer; 2. Tukar-menukar data oleh beberapa proses dalam computer yang berbeda melalui sistem jaringan. Komunikasi dilakukan dengan cara berbagi memori atau dengan cara pengiriman pesan.

e.       Mendeteksi kesalahan. Untuk masing-masing kesalahan, system operasi harus memberikan aksi yang cocok agar komputasinya menjadi konsisten.

3.      Pelayanan Tambahan

Lebih diarahkan kepada upaya untuk menjaga efisiensi sistem,bukan untuk membantu pengguna.

§  Alokasi sumber daya : mengalokasikan sumber daya kepada beberapa pengguna atau tugas yang dijalankan pada saat yang bersamaan.

§  Accounting : menentukan berapa banyak dan berapa lama users menggunakan sumber daya system.

§  Proteksi : menjaga semua akses ke sumber daya system terkontrol.

4.      System Call

System calls menyediakan antarmuka antara proses (program yang sedang dijalankan) dan sistem operasi. Biasanya tersedia sebagai instruksi bahasa rakitan Beberapa sistem mengizinkan system calls dibuat langsung dari bahasa pemrograman tingkat tinggi

Beberapa bahasa pemrograman tingkat tinggi (contoh : C, C++) telah didefenisikan untuk menggantikan bahasa rakitan untuk sistem pemrograman.

Tiga metode umum yang digunakan dalam memberikan parameter kepada sistem operasi

§  Melalui register.

§  Menyimpan parameter dalam blok atau tabel pada memori dan alamat blok tersebut diberikan sebagai parameter dalam register.

§  Menyimpan parameter (push) ke dalam stack (oleh program), dan melakukan pop off pada stack (oleh sistim operasi).

Gambar 2.1 System Call

Pada dasarnya System Call dapat dikelompokkan dalam 5 kategori sebagai berikut :

1.      Kontrol Proses

            Hal-hal yang dilakukan :

§  Mengakhiri (end) dan membatalkan (abort);

§  Mengambil (load) dan eksekusi (execute);

§  Membuat dan mengakhiri proses;

§  Menentukan dan mengeset atribut proses;

§  Wait for time;

§  Wait event, signal event;

§  Mengalokasikan dan membebaskan memori.

Gambar2.2 Eksekusi MS-DOS

Gambar 2.3 UNIX Menjalankan Multiple Program

Contoh : Sistem operasi pada MS-DOS menggunakan system single-tasking yang memiliki command interpreter yang akan bekerja pada saat start. Karena singletasking, maka akan menggunakan metode yang sederhana untuk menjalankan program dan tidak akan membuat proses baru.

2.      Manipulasi File

Hal-hal yang dilakukan :

§  Membuat dan menghapus file;

§  Membuka dan menutup file;

§  Membaca, menulis, dan mereposisi file;

§  Menentukan dan mengeset atribut file;

3.      Manipulasi Device

Hal-hal yang dilakukan ;

§  Meminta dan membebaskan device;

§  Membaca, menulis, dan mereposisi file;

§  Menentukan dan mengeset atribut device;

4.      Informasi Lingkungan

Hal-hal yang dilakukan :

§  Mengambil atau mengeset waktu atau tanggal;

§  Mengambil atau mengeset sistem data;

§  Mengambil atau mengeset proses,file atau atribut-atribut device;

5.      Komunikasi

Hal-hal yang dilakukan :

§  Membuat dan menghapus sambungan komunikasi;

§  Mengirim dan menerima pesan;

§  Mentransfer satus informasi;

Ada 2 model komunikasi :

a.       Message-passing Model. Informasi saling ditukarkan melalui fasilitas yang telah ditentukan oleh system operasi (Gambar 2.4 kiri).

    

Gambar 2.4 Model komunikasi : Message Passing (kiri); Shared Memory (kanan)

b.      Shared-memory Model. Proses-proses menggunakan map memory untuk mengakses daerah-daerah di memori dengan proses-proses yang lain (gambar 2.4 kanan).

5.      Sistem Program

            Sistem program adalah masalah yang relative kompleks, namun dapat dibagi menjadi beberapa kategori, antara lain :

a.       Manipulasi File. Meliputi : membuat, menghapus, mengcopy, rename, print, dump, list, pada file dan direktori.

b.      Status Informasi. Meliputi : tanggal, waktu (jam, menit, detik), penggunaan memori atau disk space, banyaknya user.

c.       Modifikasi File. Ada beberapa editor yang sanggup digunakan sebagai sarana untuk menulis atau memodifikasi file yang tersimpan dalam disk atau tape.

d.      Bahasa Pemrograman yang mendukung. Meliputi : Compiler, assembler, dan interpreter untuk beberapa bahasa pemrograman (seperti : Fortran, Cobol, Pascal, Basic, C, dan LISP).

e.       Pemanggilan dan Eksekusi Program. Pada saat program dicompile, maka harus dipanggil ke memori untuk dieksekusi. Suatu system biasanya memiliki absolute loader, melokasikan loader, linkage editor, dan overlay loader. Juga dibutuhkan debugging system untuk bahasa tingkat tinggi.

f.       Komunikasi. Sebagai mekanisme untuk membuat hubungan virtual antar proses, user, dan sistem computer yang berbeda.

g.      Program-program aplikasi. Sistem operasi harus menyokong program-program yang berguna untuk menyelesaikan permasalahan secara umum, ayau membentuk operasi-operasi secara umum, seperti compiler, pemformat teks, paket plot, system basis data, spreadsheet, paket analisis statistic, dan games.

6.      Struktur Sistem Operasi

Sistem computer modern yang semakin komplek dan rumit memerlukan system operasi yang dirancang dengan sangat hati-hati agar dapat berfungsi secara optimum dan mudah untuk dimodifikasi.

1.      Struktur Sederhana

Dimulai dengan sistem yang kecil, sederhana dan terbatas kemudian berkembang dengan cakupan original. Struktur sistem MS-DOS: disusun untuk mendukung fungsi yang banyak pada ruang yang kecil

Ada sejumlah system komersial yang tidak memiliki struktur yang cukup baik. Sistem operasi tersebut sangat kecil, sederhana dan memiliki banyak keterbatasan. Salah satu contoh sistem tersebut adalah MS-DOS. MS-DOS dirancang oleh orang-orang yang tidak memikirkan akan kepopuleran software tersebut. Sistem operasi terbatas pada hardware sehingga tidak terbagi menjadi modul-modul seperti terlihat pada Gambar 2.5. Karena Intel 8088 tidak menggunakan dual-mode sehingga tidak ada proteksi hardware. Oleh karena itu orang mulai enggan menggunakannya.

 

Gambar 2.5 Struktur system MS-DOS

Contoh lainnya adalah UNIX. Sistem operasi UNIX juga terbatas pada hardware. UNIX hanya terdiri dari atas 2 bagian, yaitu Kernel dan program system. Kernel terbagi menjadi beberapa antarmuka dan device driver. Kernel ini berisi system file, penjadwalan CPU, manejemen memori, dan fungsi system operasi lainnya yang ada pada system call. Program system meminta bantuan kernel untuk memanggil fungsi-fungsi dalam kompilasi dan manipulasi file. Gambar 2.6 di bawah ini memperlihatkan struktur system UNIX.

Users
shell dan perintah-perintah; compiler dan interpreter; system libraries;
sinyal; pengendali terminal; system karakter I/O; terminal drivers;	antarmuka system call ke kernel system file; swapping; system blok I/O; disk & tape drivers;	penjadwalan CPU; page replacement; demand paging; virtual memory;
terminal controllers terminals	device controllers disks & tapes	memory controllers memory fisik

Gambar 2.6 Struktur system UNIX

2.      Monolithic System

Pada dasarnya, system monolithic merupakan struktur sederhana yang dilengkapi dengan operasi dual-mode. Pelayanan (system call) yang diberikan oleh system operasi model ini dilakukan dengan cara mengambil sejumlah parameter pada tempat yang telah ditentukan sebelumnya, seperti register atau stack, dan kemudian mengeksekusi suatu instruksi trap tertentu pada monitor mode. Gambar 2.7 menunjukkan bagaimana system call tersebut dibuat.

User program melakukan ‘trap’ pada kernel. Instruksi berpindah dari user-mode ke monitor mode dan mentransfer kontrol ke sistem operasi;

Sistem operasi mengecek parameter-parameter dari pemanggilan tersebut untuk menentukan system call mana yang memanggil;

Sistem operasi menunjuk ke suatu tabel yang berisi slot ke-k, yang menunjukkan system call k.

Setelah system call selesai mengerjakan tugasnya, control akan dikembalikan pada user program.

                                    User Program 2

 

Gambar 2.7 Bagaimana system call dibuat

            Tatanan ini memberikan suatu struktur dasar dari system operasi sebagai berikut :

a.       Program utama yang meminta service procedure;

b.      Kumpulan service procedure yang dibawa oleh system call;

c.       Kumpulan utility procedure yang membantu service procedure;

 

Gambar 2.8 Model Struktur Monolithic

Pada model ini, tiap-tiap system call memiliki satu service procedure. Utility procedure mengerjakan segala sesuatu yang dibutuhkan oleh beberapa service procedure, seperti mengambil data dari user program. Pembagian procedure menjadi 3 lapisan ini seperti terlihat pada gambar 2.8.

3.      Pendekatan Terlapis (Layered Approach)

Teknik pendekatan terlapis pada dasarnya dibuat dengan cara membentuk system operasi menjdi bentuk modular. Dengan menggunakan pendekatan top-down, semua fungsi ditentukan dan dibagi menjadi komponen-komponen. Modularisasi system dilakukan dengan cara memecah system operasi menjadi beberapa lapis (tingkat). Lapisan terendah (lapis-0) adalah hardware dan lapisan teratas (lapisan N) adalah user interface. Gambar 2.9  menunjukkan lapisan tersebut. Tiap-tiap lapisan diimplementasikan hanya dengan menggunakan operasi-operasi yang disediakan oleh lapisan yang lebih rendah. Sistem operasi yang menggunakan system ini adalah : UNIX termodifikasi, THE, Venus dan OS2.

 

operasi-operasi baru

operasi-operasi yang

ada

Gambar 2.9 Lapisan system operasi

Lapis-5 : user program

Lapis-4 : buffering untuk I/O device

Lapis-3 : operator-console device driver

Lapis-2 : manajemen memori

Lapis-1 : penjadwalan CPU

Lapis-0 : hardware

Gambar 2.10 Struktur “THE”

Lapis-6 : user program

Lapis-5 : device driver dan scheduler

Lapis-4 : virtual {XE “virtual”} memory

Lapis-3 : I/O channel

Lapis-2 : penjadwalan CPU

Lapis-1 : instruksi interpreter

Lapis-0 : hardware

Gambar 2.11 Struktur “Venus”

 

Gambar 2.12 Struktur OS/2

4.      Mikrokernel

      Menyusun sistem operasi dengan menghapus semua komponen yang tidak esensial dari kernel, dan mengimplementasikannya sebagai sistem program dan level pengguna. Fungsi utama microkernel adalah mendukung fasilitas komunikasi antara program klien dan bermacam-macam layanan yang juga berjalan di user-space.

      Keuntungannya adalah ketika layanan baru akan ditambahkan ke user-space kernel tidak perlu di modif, OS lebih mudah ditempatkan pada suatu desain perangkat keras ke desain lainnya, mendukung keamanan reliabilitas lebih.

      Contoh sistem operasi : Tru64 UNIX, MacOSX, QNX.

5.      Mesin Virtual (Virtual Machine)

      Konsep dasar dari mesin virtual ini tidak jauh berbeda dengan pendekatan terlapis, hanya saja konsep ini memberikan sedikit tambahan berupa tatap antarmuka yang menghubungkan hardware dengan kernel untuk tiap-tiap proses, gambar 2.13 menunjukkan konsep tersebut.

      Meskipun konsep ini cukup baik, namun sulit untuk diimplementasikan, ingat bahwa system menggunakan metode dual-mode. Mesin virtual hanya dapat berjalan  monitor-mode jika berupa system operasi, sedangkan mesin virtual itu sendiri berjalan dalam bentuk user-mode. Konsekuensinya, baik virtual monitor-mode maupun virtual user-mode harus dijalankan melalui physical user mode. Hal ini menyebabkan adanya transfer dari user-mode ke monitor-mode pada mesin nyata, yang juga akan menyebabkan adanya transfer dari virtual user-mode ke virtual monitor-mode pada mesin virtual.

Ide dasar dari virtual machine adalah mengabtraksi perangkat keras dari satu computer (CPU, memori, disk, dst) ke beberapa  environment  eksekusi, sehingga menciptakan illusi bahwa masing-masing environment menjalankan komputernya [terpisah] sendiri. VM muncul karena adanya keinginan untuk menjalankan banyak sistem operasi pada satu komputer.

Teknologi virtual machine memiliki banyak kegunaan seperti memungkinkan konsolidasi  perangkat  keras,  memudahkan  recovery  sistem,  dan menjalankan  perangkat   lunak  terdahulu.  Salah  satu penerapan penting dari teknologi VM adalah integrasi lintas  platform. Beberapa   penerapan   lainnya   yang   penting adalah:

·         Konsolidasi  server. Jika beberapa server menjalankan aplikasi yang hanya memakan sedikit sumber daya, VM dapat digunakan untuk menggabungkan aplikasi-aplikasi tersebut sehingga berjalan pada satu server saja, walaupun aplikasi tersebut memerlukan sistem operasi yang berbeda-beda.

·         Otomasi dan konsolidasi lingkungan pengembangan dan testing. Setiap VM  dapat   berperan   sebagai   lingkungan   yang   berbeda,   ini  memudahkan pengembang sehingga tidak perlu menyediakan lingkungan tersebut secara fisik.

·         Menjalankan perangkat  lunak terdahulu.  Sistem operasi dan perangkat lunak terdahulu dapat dijalankan pada sistem yang lebih baru.

·         Memudahkan recovery sistem. Solusi virtualisasi dapat dipakai untuk rencana recovery sistem yang memerlukan portabilitas dan fleksibilitas antar platform.

·         Demonstrasi perangkat lunak. Dengan teknologi VM, sistem operasi yang bersih dan konfigurasinya dapat disediakan secara cepat.

      Keuntungannya adalah bahwa konsep tersebut sepenuhnya melakukan proteksi, sehingga keamanan resource, terutama untuk resource-resource yang digunakan secara bersama-sama, akan terjamin. Contoh system operasi yang memakai mesin virtual adalah IBM VM system.

      Kerugiannya adalah virtual machine sulit diimplementasikan karena banyak syarat yang  dibutuhkan untuk menyediakan duplikat yang tepat dari underlying machine, yaitu harus punya virtual-user mode dan virtual-monitor mode yang keduanya berjalan di pysical  mode. Akibatnya, saat   instruksi yang hanya  membutuhkan virtual monitor mode dijalankan, register berubah dan bisa berefek pada virtual user mode, bahkan bisa me-restart virtual machine. Selain itu, waktu yang dibutuhkan I/O bisa lebih cepat(karena ada spooling), tapi bisa lebih lambat( karena diinterpreted).

           

 

                       

                  antarmuka

                pemrograman

Gambar 2.13 Konsep Mesin Virtual : (a) Tanpa Mesin Virtual; (b) Dengan Mesin Virtual

Suatu VM proses, kadang disebut application virtual machine, berjalan sebagai aplikasi normal di dalam sebuah sistem operasi dan mendukung satu proses. VM Proses diciptakan saat proses tersebut dimulai dan dihancurkan (destroyed) ketika   prosesnya  exit.   Tujuannya   adalah   menyediakan  environment pemrograman   yang  platform-independent  yang   mengabstraksi   detil-detil perangkat   lunak   atau   sistem   operasi,   dan   mengizinkan   suatu   program tereksekusi dengan cara yang sama pada platform manapun.

VM   proses   menyediakan   abstraksi   tingkat-tinggi   (dibandingkan   abstraksi tingkat rendah dari VM sistem) – yaitu abstraksi bahasa pemrograman tingkat tinggi. VM proses diimplementasi menggunakan interpreter. Tipe   VM   ini   menjadi   populer   dengan   bahasa pemrograman  Java,   yang diimplementasi   dengan  Java  Virtual Machine.  Contoh  lainnya   adalah  .NET Framework, yang berjalan atas VM disebut Common Language Runtime. Kasus istimewa dari VM proses adalah sistem yang mengabstraksi mekanisme komunikasi  dari  cluster  komputer   (yang  mungkin  heterogen).  VMnya   tidak terdiri dari satu proses, melainkan satu proses per mesin fisik di dalam cluster. VM tersebut dirancang untuk mempermudah pekerjaan memrogramkan aplikasi parallel  dengan   membiarkan   programmer   fokus   pada   algoritma   daripada mekanisme komunikasi yang disediakan oleh interconnect  dan sistem operasi. Kenyataan bahwa komunikasi   terjadi   tidak disembunyikan,  dan  cluster  tidak diusahakan direpresentasi sebagai satu mesin.

6.      Client-server Model

      Trend dari system operasi modern adalah memindahkan kode ke lapisan yang lebih tinggi dan menghapusnya sebanyak mungkin dari system operasi sehingga akan meninggalkan kernel yang minimal. Konsep ini biasanya diimplementasikan dengan cara menjadikan fungsi-fungsi yang ada pada system operasi menjadi user proses. Jika suatu proses minta untuk dilayani, misalkan saja satu blok file, maka user proses (disini dinamakan: client proses) mengirim permintaan tersebut ke server proses. Server proses akan melayani permintaan tersebut kemudian mengirimkan jawabannya kembali. Pada model ini, seperti terlihat pada Gambar 2.14, semua pekerjaan kernel ditekankan pada pengendalian komunikasi antara client dan server. Dengan membagi system operasi menjadi beberapa bagian, dimana tiap-tiap bagian mengendalikan satu segi system, seperti pelayanan file, pelayanan proses, pelayanan terminal, atau pelayanan memori, maka tiap-tiap bagian menjadi lebih sederhana dan dapat diatur. Selain itu, karena semua server berjalan pada user-mode proses, dan bukan merupakan monitor mode, maka server tidak dapat mengakses hardware secara langsung. Akibatnya, jika terjadi kerusakan pada file server, maka pelayanan file akan terganggu. Namun hal ini tidak akan sampai mengganggu system lainnya.

           

Gambar 2.14 Model Client-Server

            mesin-1            mesin-2                mesin-3               mesin-4                

 

Gambar 2.15 Model Client-Server pada system terdistribusi

      Keuntungan lain dari model client-server ini adalah dapat diadaptasikan pada system terdistribusi (Gambar 2.15). jika suatu client berkomunikasi dengan server dengan cara mengirimkan pesan, maka server tidak perlu tahu apakah pesan tersebut dikirim dari mesin itu sendiri (local) atau dikirim oleh mesin yang lain melalui jaringan.

·         Perancangan Sistem

Perancangan sistem dipengaruhi oleh perangkat keras dan jenis system sehingga kebutuhan-nya akan lebih sulit untuk dispesifikasikan. Kebutuhan terdiri dari tujuan pengguna dan tujuan system. Pengguna ingin sistem yang  enak digunakan, mudah dipelajari, terpercaya, aman, dan cepat. Tapi itu semua sebenarnya tidak dibutuhkan oleh sebuah sistem. Sistem ingin mudah dirancang dan diimplmentasikan, fleksibel, terpercaya, error yang minimal, dan efisien.

·         Mekanisme dan Kebijakan

Mekanisme menjelaskan bagaimana melakukan sesuatu, kebijakan menentuakan apa yang akan dilakukan. Pemisahan kebijakan dari mekanisme adalah hal yang sangat penting, ini ,mengijinkan fleksibilitas yang tinggi jika kebijakan akan diubah suatu saat. Kebijakan penting untuk semua alokasi sumber daya dan menjadwalkan masalah, menentukan perlu atau tidaknya mengalokasikan sumber daya.

·         Implementasi Sistem

Secara tradisional, sistem operasi ditulis dalam bahasa rakitan, tapi sekarang sering dibuat dalam bahasa tingkat tinggi.

Keuntungan ditulis dalam bahasa tingkat tinggi adalah :

1.      Kodenya bisa ditulis dengan lebih cepat

2.      Lebih padat

3.      Mudah dimengerti dan didebug

Sistem operasi yang ditulis dengan bahasa tingkat tinggi akan mudah dipindahkan ke perangkat keras lain, tapi bisa mengurangi kecepatan dan membutuhkan penyimpanan yang lebih banyak.

·         System Generation

      Sistem operasi dirancang untuk dapat dijalankan pada berbagai jenis mesin, sistemnya harus dikonfigurasikan untuk setiap komputer. Program Sysgen mendapatkan informasi mengenai konfigurasi khusus tentang sistem perangkat keras dari sebuah data, antara lain sebagai berikut:

1.      CPU apa yang digunakan, pilihan yang diinstal

2.      Berapa banyak memori yang tersedia

3.      Peralatan yang tersedia

4.      Sistem operasi pilihan apa yang diinginkan atau parameter apa yang digunakan

Satu kali info diperoleh, bisa digunakan dengan berbagai cara.

DAFTAR PUSTAKA

[ 1 ] Hariyanto, Bambang. Sistem Operasi. Edisi  Bandung. Informatika. 1999.

[ 2 ] Kusumadewi, Sri. Sistem Operasi. Edisi 2. Yogyakarta. Graha Ilmu. 2002.

[ 3 ] Yuniarto, Nurwono, Ir, MBA. Manajemen Informasi Pendekatan Global.              Jakarta, Elex Media Komputindo. 1994.