Struktur Sistem Operasi 0812 7770 9019 abdill01@gmail.com www.abdill01.wordpress.com Dosen: Abdillah S.Si., MIT

Komponen Sistem Komputer Tinjauan Sistem Operasi Komponen Sistem Komputer

Definisi Sistem Operasi Sekumpulan program yang bertindak sebagai perantara antara program aplikasi dengan perangkat keras komputer sehingga sistem komputer dapat digunakan secara efisien.

Sistem Komputer

Operasi Sistem Komputer Pada saat komputer dinyalakan, komputer melakukan inisialisasi oleh program bootstrap yang tersimpan dalam ROM yang disebut firmware. Proses ini mengawali semua aspek sistem, dari register-register CPU ke device controller lalu ke memory controller. Program bootstrap harus mengetahui bagaimana meload sistem operasi dan mengeksekusi sistem tersebut. Untuk mengerjakan tujuan ini, bootstrap harus melokasikan dan me-load kernel sistem operasi ke memori kemudian mengeksekusi proses pertama (init) dan menunggu kejadian-kejadian (events) yang akan terjadi.

Operasi Sistem Komputer Event disinyalkan oleh interupsi yang berasal dari hardware atau software. Hardware dapat memicu interupsi setiap saat dengan mengirim sinyal ke CPU melalui system bus. Sedangkan software memicu interupsi dengan mengeksekusi system call. Ketika CPU diinterupsi, CPU akan menghentikan proses yang sedang dilakukan dan langsung mengeksekusi ke lokasi yang ditentukan interupsi, kemudian akan kembali ke proses semula jika proses interupsi sudah selesai.

System Boot Program bootstrap adalah sebuah program sederhana yang disimpan dalam ROM yang berbentuk chip CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Chip CMOS modern biasanya bertipe Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM), yaitu memori non-volatile (tak terhapus jika power dimatikan) yang dapat ditulis dan dihapus dengan pulsa elektronik. Program bootstrap ini lebih dikenal dengan nama BIOS (Basic Input Output System).

System Boot Program utama bootstrap, umumnya terletak pada mainboard dan memeriksa perangkat keras utama serta melakukan inisialisasi terhadap program dalam hardware yang dikenal dengan nama firmware. Program kecil ini akan me-load kernel ke memori dan menjalankannya. Rangkaian proses bootup diawali rutin bootstrap BIOS membangkitkan interupsi yang me-load sektor pertama dari harddisk ke dalam memori. Sektor pertama ini merupakan bootstrap loader utama.

System Boot Bila ada harddisk, interupsi mencoba membaca MBR (Master Boot Record) pada sektor awal harddisk dan melakukan eksekusi. Program kecil itu mencari lokasi partisi yang aktif dari tabel partisi tersebut, boot sector pada partisi itu akan di-load ke memori dan dieksekusi. Setiap sistem operasi mempunyai format boot sector tersendiri. Program kecil dalam boot sector harus dapat melokasikan bagian pertama program kernel loader dari sistem operasi dan diload ke memori.

Topik Hari Ini Struktur-struktur sistem operasi Struktur monolitik Struktur berlapis Struktur microkernels Struktur modular Struktur virtual machine

Struktur Monolitik Struktur sederhana Sistem operasi ditulis sebagai kumpulan prosedur, masing-masing dapat memanggil prosedur yang lain jika dibutuhkan. Contoh: UNIX

Struktur Monolitik Struktur monolitik : Main procedure yang memanggil service procedure Sekumpulan service procedure menangani system call Keuntungan struktur monolitik adalah layanan dapat dilakukan dengan cepat karena terdapat dalam satu ruang

Kelemahan Struktur Monolitik Pengujian dan penghilangan kesalahan sulit dilakukan, karena tidak dapat dipisahkan dan dialokasikan Sulit dalam menyediakan fasilitas pengamanan. Merupakan pemborosan memori bila setiap komputer harus menjalan kernel monolitik, karena semua layanan tersimpan dalam bentuk tunggal sedangkan tidak semua layanan diperlukan. Kesalahahan sebagian fungsi menyebabkan sistem tidak berfungsi.

Struktur Berlapis Sistem operasi dibagi menjadi sejumlah lapisan yang masing-masing dibangun di atas lapisan yang lebih rendah. Lapisan yang lebih rendah menyediakan layanan untuk lapisan yang lebih tinggi. Lapisan paling bawah : perangkat keras. Lapisan paling atas : antarmuka pengguna (user interface). Contoh: THE, MULTICS

Struktur Berlapis

Contoh Struktur Berlapis THE (Technische Hogeschool at Eindhoven) Operating System (Dijkstra, 1968) Level 5 : operator sistem / user Level 4 : user program Menangani kompilasi, eksekusi dan printing user program Level 3 : I/O management Level 2 : operator-process communication Level 1 : memory management Mengatur alokasi memori untuk proses Level 0 : processor allocation and multiprogramming Menentukan alokasi prosesor, menangani interupsi dan perpindahan proses

Kelemahan dan Keunggulan Kelemahan struktur ini adalah fungsi-fungsi sistem operasi harus diberikan ke tiap lapisan secara hati-hati. Keunggulannya adalah memiliki semua kelebihan rancangan modular, yaitu sistem dibagi menjadi beberapa modul dan tiap modul dirancang secara independen. Tiap lapisan dapat dirancang, dikode dan diuji secara independen. Pendekatan berlapis menyederhanakan rancangan, spesifikasi dan implementasi sistem operasi.

Struktur Mikrokernel Kernel yang menyediakan hanya sekumpulan kecil abstraksi perangkat keras sederhana, dan menggunakan aplikasi-aplikasi yang disebut sebagai server untuk menyediakan fungsi-fungsi lainnya. Contoh: TRU64 UNIX, MacOSX dan QNX

Struktur Mikrokernel Menyusun sistem operasi dengan menghapus semua komponen yang tidak esensial dari kernel, dan mengimplementasikannya sebagai sistem program dan level pengguna Mikrokernel

Kelemahan dan Keunggulan Keuntungan dari struktur mikrokernel ini adalah kemudahan dalam memperluas sistem operasi, mudah untuk diubah ke bentuk arsitektur baru, kode yang kecil dan lebih aman. Kelemahannya adalah kinerja akan berkurang dengan bertambahnya fungsi-fungsi yang digunakan.

Struktur Modular Pada struktur modular kernel mempunyai kumpulan komponen-komponen inti dan secara dinamis terhubung pada penambahan layanan selama waktu boot atau waktu berjalan. Sehingga strateginya menggunakan pemanggilan modul secara dinamis (loadable kernel modules). Contoh: Solaris, Linux

Contoh Struktur Modular Modul-modul sistem operasi Solaris

Struktur Virtual Machine Implementasi software dari sebuah mesin (komputer) yang menjalankan program seperti mesin secara fisik. Duplikat dari mesin sebenarnya Masing-masing VM mempunyai prosesor, memori dan sumber daya lain secara terpisah di dalam satu mesin host. Contoh: VirtualPC, VMWare, VirtualBox

Struktur Virtual Machine Non-virtual Machine Virtual Machine

Arsitektur Virtual Machine

Terima Kasih