2. ARSITEKTUR SISTEM OPERASI OLEH : M. GHOFAR ROHMAN SISTEM OPERASI  TI UNIVERSITAS ISLAM LAMONGAN

Komponen Sistem Komputer 1 Komponen Sistem Operasi 2 Sistem Operasi 3 Arsitektur Sistem Operasi 4 Jenis-jenis Arsitektur SO 5

Komponen Sistem Komputer Hardware Software User

Komponen Sistem Operasi Manajemen Proses Merupakan rangkaian aktivitas perencanaan dan pengawasan kinerja suatu proses. Manajemen proses mengaplikasikan pengetahuan ketrampilan, peralatan, teknik, serta sistem untuk mendefinisikan, memvisualisasikan, mengukur dan mengontrol.

Tanggung jawab OS terhadap aktivitas yang berkaitan dengan manajemen proses : Membuat dan menghapus proses pengguna Menunda dan melanjutkan proses Menyediakan mekanisme untuk sinkronisasi proses Menyediakan mekanisme untuk penanganan Deadlock

Manajemen Memori Utama Manjemen memori memiliki tugas untuk mengatur bagian memori yang sedang digunakan dan mengalokasikan jumlah dan alamat memori yang diperlukan, baik untuk program yang akan berjalan maupun untuk sistem operasi itu sendiri.

Sistem operasi bertanggung jawab pada aktifitas - aktifitas manajemen memori sebagai berikut : Menjaga dan memelihara bagian-bagian memori yang sedang digunakan dan dari yang menggunakan. Memutuskan proses-proses mana saja yang harus dipanggil ke memori jika tersedia ruang di memori. Mengalokasikan dan mendealokasikan ruang memori jika diperlukan.

Manajemen File File merupakan kumpulan informasi yang saling berhubungan yang sudah didefinisikan oleh user. Berupa file program, source maupun object dan data

Sistem operasi bertanggung jawab pada aktifitas-aktifitas yang berhubungan dengan manajemen file sebagai berikut : Pembuatan dan penghapusan file Pembuatan dan penghapusan direktori Pemetaan file ke memori sekunder Backup file ke media penyimpanan yang stabil (nonvolatile)

Manajemen I/O Manajemen yang bertugas mengatur Inputan dan keluaran

Sistem operasi bertanggung-jawab pada aktifitas-aktifitas sistem I/O sebagai berikut: Sistem buffer-caching Antarmuka device-driver secara umum Driver untuk device hardware-hardware tertentu

Manajemen Penyimpanan Sekunder Tujuan : Untuk memback-up memori utama Sistem operasi bertanggung jawab pada aktifitas-aktifitas manajemen penyimpan sekunder sebagai berikut: Pengaturan ruang bebas Alokasi penyimpanan Penjadwalan disk

Sistem Jaringan (Sistem Terdistribusi) Sistem terdistribusi adalah kumpulan prosessor yang tidak menggunakan memori atau clock bersama-sama. Setiap prosessor mempunyai local memori sendiri Prosessor-prosessor pada sistem dihubungkan melalui jaringan komunikasi. Komunikasi dilakukan denganmenggunakan protocol.

Keuntungan : Meningkatkan kecepatan komputasi Meningkatkan ketersediaan data Meningkatkan kehandalan sistem

Sistem Proteksi Merupakan suatu mekanisme untuk mengontrol akses oleh program, proses atau user pada sistem maupun resource dari user.

Mekanisme sistem proteksi yang harus disediakan sistem meliputi : Membedakan antara penggunaan yang sah dan yang tidak sah Menentukan kontrol yang terganggu Menetapkan cara pelaksanaan proteksi

Sistem Command Intepreter Beberapa perintah yang dimasukkan ke system operasi menggunakan pernyataan kontrol yang digunakan untuk: Manajemen dan pembuatan proses Penangananan I/O Manajemen penyimpan sekunder Manajemen memori utama Akses sistem file Proteksi Jaringan

Sistem Call Sistem call: tata cara pemanggilan di program aplikasi untuk memperoleh layanan system operasi. Berupa rutin prosedur atau fungsi. Win32 API pada Ms. Windows Tersedia dalam bentuk intruksi Bahasa Assembly

Sistem Call Terdapat 3 metode yang umum digunakan untuk melewatkan parameter antara program yang sedang berjalan dengan sistem operasi yaitu : Melewatkan parameter melalui register Menyimpan parameter pada tabel yang disimpan di memori dan alamat tabel tersebut dilewatkan sebagai parameter di register Push(menyimpan) parameter ke stack oleh program dan pop (mengambil) isi stack yang dilakukan oleh system operasi

Kategori Sistem Call Kontrol Proses 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

Kategori Sistem Call Manipulasi File Membuat dan menghapus file Membuka dan menutup file Membaca, menulis, dan mereposisi file Menentukan dan mengeset atribut file

Kategori Sistem Call Manipulasi Device Meminta dan membebaskan device Membaca, menulis, dan mereposisi file Menentukan dan mengeset atribut device

Kategori Sistem Call Informasi Lingkungan Mengambil atau mengeset waktu atau tanggal Mengambil atau mengeset sistem data Mengambil atau mengeset proses, file atau atribut-atribut device

Kategori Sistem Call Komunikasi Membuat dan menghapus sambungan komunikasi Mengirim dan menerima pesan Mentransfer status informasi

Message-Passing Model. Model Komunikasi Message-Passing Model. Informasi saling ditukarkan melalui fasilitas yang telah ditentukan oleh sistem operasi. Shared-Memory Model. Proses – proses menggunakan map memory untuk mengakses daerah-daerah di memori dengan proses – proses yang lain

Struktur Sistem Operasi Arsitektur perangkat Lunak  Merupakan struktur-struktur yang menjadi landasan untuk menentukan keberadaan komponen-komponen perangkat lunak, cara kompinen-komponen saling berinteraksi dan organisasi komponen-komponen dalam membentuk perangkat lunak. Arsitektur system operasi  arsitektur perangkat lunak yang digunakan dalam membangun perangkat lunak system operasi

Arsitektur system operasi antara lain: Sistem Monolitik Sistem Berlapis Sistem Client/server Sistem Mesin Maya Sistem Berorientasi Objek

1. Sistem Monolitik Sistem operasi sebagai kumpulan prosedur bahwa prosedur-prosedur didalamnya saling memangil apabila perlu. Kernel berisi semua layanan yang disediakan system operasi. Seluruh komponen system operasi berada dalam satu alamat.

Sistem Monolitik Keunggulan: Layanan dapat dilakukan dengan cepat karna terdapat di satu alamat

Kelemahan Sistem Monolitik Pengujian dan penghilangan kesalahan sulit Sulit menyediakan fasilitas pengamanan Merupakan pemborosan, tidak flaksibel Kesalahan pemrogaraman pada salah satu bagian kernel  matinya seluruh sistem

Contoh Struktur Sistem MS-DOS Tidak memiliki struktur yang baik Sangat kecil dan banyak keterbatasan Terbatas pada hardware dan tidak terbagi

2. Sistem Berlapis Sistem operasi dibentuk secara hirarki berdasarkan ;apisan-lapisan, dalam hal ini lapisan-lapisan bawah memberi layanan pada lapisan diatasnya Masing-masing lapisan disatu ruang alamat tersendiri

2. Sistem Berlapis Struktur berlapis dimaksudkan untuk mengurangi kompleksitas rancangan dan implementasi system operasi Setiap lapisan mempunyai fungsional dan antarmuka I/O dengan dua lapisan bersebelahan dengan definisi bagus. Sistem operasi berlapis pertama kali digunakan oleh “THE”, THE dibuat oleh Djikstra dan mahasiswa2 nya.

2. Sistem Berlapis Lapisan Nama Fungsi Processor Allocation & Multiprogramming Mengatur alokasi pemroses dan switching, multiprogramming dan pengaturan processor 1 Memory & Drum Management Alokasi ruang memory atau drum 2 Operator Process Communication Mengatur komunikasi anta proses 3 I/O Management Penyederhanaan akses I/O pada level atas 4 User Program Untuk program pemakai 5 Operator Untuk operator

Sistem Berlapis (Lanj…) Keunggulan Kelemahan Keunggulan rancangan system modular  system terbagi menjadi beberapa modul Masing2 modul dapat dirancang, dikode, diuji secara independen. Meyederhadakan rancangan, spesifikasi, dan implementasi Sistem operasi Fungsi-fungsi system operasi yang harus diberikan ke masing2 lapiasan harus diberikan secara berhati-hati.

Sistem Berlapis (Lanj…) Kelanjutan system berlapis adalah system berstruktur cincin seperti pada system MULTICS. Sistem MULTICS terdiri dari 64 lapisan cincin bahwa satu lapisan mempunyai kewenangan berbeda. Lpaisan n-1 mempunyai kewenangan yang lebih tinggi dibanding lapisan n. Untuk meminta layanan lapisan n-1 melakukan trap,kemudian, lapisan n-1 mengambil kendali sepenuhnya untuk melayani lapisan n. Struktur cincin MULTICS diadopsi INTEL 386 dengan 4 lapisan/hirarki kewenangan operasi.

THE OS 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 VENUS OS Lapis – 6 : user program Lapis – 5 : device driver dan scheduler Lapis – 4 : virtual memory Lapis – 3 : I/O channel Lapis – 2 : Penjadwalan CPU Lapis – 1 : Intruksi interpreter Lapis – 0 : Hardware

3. Sistem dengan Mesin Maya Adalah sebuah mesin yang mempunyai dasar logika yang menggunakan pendekatan lapisan-lapisan ( layers) dari sistem komputer

3. Sistem dengan Mesin Maya Jenis-jenis VM: Virtual Machine Aplikasi Virtual Machine Sistem Operasi

Keuntungan Sistem dengan Mesin Maya beberapa OS lingkungan bisa hidup berdampingan pada komputer yang sama, dalam isolasi kuat dari satu sama lain mesin virtual dapat menyediakan set instruksi arsitektur (ISA) yang agak berbeda dari mesin nyata aplikasi provisioning, pemeliharaan, dan pemulihan

Kelemahan Sistem dengan Mesin Maya mesin virtual kurang efisien dibandingkan mesin yang sebenarnya ketika mengakses hardware secara tidak langsung ketika VMS multiple bersamaan berjalan pada host fisik yang sama, setiap VM mungkin menunjukkan kinerja yang bervariasi dan tidak stabil (Kecepatan Eksekusi, dan bukan hasil),

4. Sistem dengan Client-Server SO merupakan kumpulan proses, dalam hal ini proses dikategorikan menjadi “server” dan “client”. Client dan server berinteraksi, saling melayani Server adalah proses yang menyediakan layanan Client adalah proses yang meminta layanan

4. Sistem dengan Client-Server Alur interaksi proses server dan client: Proses Client mengirim pesan permintaan pada server, dan menanti pesan jawaban. Proses Server melakukan tugas yang diminta. Proses server mengirim hasil dalam bentuk pesan jawaban ke proses client Proses server hanya melayani permintaan proses client, dan tidak memulai percakapan dengan proses client.

4. Sistem dengan Client-Server Dengan arsitektur client/server, kode dapat diangkat ke level yang lebih tinggi sehingga kernel dapat dibuat sekecil mungkin. Ha,pir semua tugas diangkat menjadi proses level pemakai Kernel hanya mengatur komunikasi antara client dan server Kernel yang kecil ini disebut dengan microkernel.

4. Sistem dengan Client-Server Masalah Tidak semua proses dapat diajlankan ditingkat pemakai (proses pemakai) Dapat diatasi dengan: Proses kritis tetap dikernel, (proses yang berhubungan dengan hardware) Mekanisme ke kernel seminimal mungkinsehingga pengaksesan ruang pemakai dapat dilakukan secara tepat

4. Sistem dengan Client-Server Keunggulan Kelemahan Pengembangan dapat dilakukan dengan modular Kesalahan (bugs) di satu sub-system tidak merusak sub-system lain  system tidak mati total Mudah diadaptasi untuk system tersebar Layanan dilakukan secara lambat karna melalui pertukaran pesan Pertukaran pesan dapat menjadi Bottleneck

5. Sistem berorientasi objek Sistem operasi yang merealisasikan layanan sebagai proses disebut OS bermodel proses pendekatan lain implementasi pelayanan adalah sebagai objek SO yang distrukturkan berdasarkan paradigm objek disebut SO berorientasi objek Dimaksudkan untuk mengadopsi keunggulan teknologi beroientasi objek

5. Sistem berorien…….. Layanan diimplementasikan sebagai kumpulan objek Objek mengapsulkan struktur data dan kumpulan operasi pada struktur data itu Masing-masing objek diberi tipe untuk menandai property objek, seperti proses, direktori, berkas, dll. Dengan memanggil operasi yang didefinisikan di objek, data yang dikapsulkan di dalamnya dapat di akses dan dimodifikasi.

5. Sistem berorien…….. Model ini sunguh terstruktur dan memisahkan antara layanan yang disediakan dan implementasinya.

Contoh Eden Choices X-Kernel Medusa Clouds Amoeba Muse 5. Sistem berorien…….. Contoh Eden Choices X-Kernel Medusa Clouds Amoeba Muse Pada MS Windows NT telah mengadopsi beberapa teknologi berorientasi objek tapi tidak secara keseluruhan.

Kernel: 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 sebagai multiplexing.

Fungsi utama kernel adalah untuk mengelola sumber daya komputer dan memungkinkan program lain untuk menjalankan dan menggunakan sumber daya computer.

sumber daya komputer terdiri dari : Central Processing Unit (CPU/prosesor)  : Kernel bertanggung jawab untuk memutuskan setiap saat dimana banyak program yang berjalan serta harus dialokasikan ke prosesor (yang biasanya masing-masing prosesor hanya dapat menjalankan satu program pada satu waktu) Memori Komputer : Kernel bertanggung jawab untuk menentukan memori memilih proses yang dapat menggunakan, dan menentukan apa yang harus dilakukan bila tidak cukup kapasitas memori yang tersedia. Input / output (I / O) : Disini kernel mengalokasikan permintaan dari aplikasi untuk melakukan I / O untuk melakukan perangkat yang sesuai dan memberikan metode yang nyaman untuk menggunakan perangkat. 

Kernel dibagi menjadi 4 bagian : Monolitik Kernel yang menyediakan abstraksi Perangkat keras yang kaya dan tangguh Mikrokernel Kernel yang menyediakan hanya sekumpulan kecil abstraksi perangkat keras sederhana, dan menggunakan aplikasi-aplikasi yang disebut sebagai server untuk menyediakan fungsi-fungsi lainnya. Hibrida Pada Hybrid Kernel, terdapat beberapa tambahan kode didalam ruangan kernel untuk meningkatkan performanya. Exokernel 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.

Contoh implementasi kernel : 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”.

Shell adalah program (penterjemah perintah) yang menjembatani user dengan sistem operasi. dalam hal ini kernel (inti sistem operasi), umumnya shell menyediakan prompt sebagai user interface, tempat dimana user mengetikkan perintah-perintah yang diinginkan baik berupa perintah internal shell (internal command), ataupun perintah eksekusi suatu file progam (eksternal command), selain itu shell memungkinkan user menyusun sekumpulan perintah pada sebuah atau beberapa file untuk dieksekusi sebagai program

Fungsi Shell : Menyediakan akses ke layanan dari kernel. Fungsinya sebagai suatu jembatan antara user dengan kernel untuk mendapatkan hasil yang inginkan

Macam-macam shell Bourne shell, C shell, Emacs shell, Stand alone shell, rc shell, bean shell adalah beberapa contoh shell dari UNIX. cmd.exe command.com Windows power shell Singularity shell Google shell Console iSeries QSHELL

Posisi shell dalam sistem operasi Misalkan posisi shell di "windows", di windows pasti ada cmd. maka cmd itu dikatakan sebuah/posisi shell dalam sistem operasi.

Thank You