KONSEP-KONSEP OPERATING SYSTEM

Presentasi berjudul: "KONSEP-KONSEP OPERATING SYSTEM"— Transcript presentasi:

1 KONSEP-KONSEP OPERATING SYSTEM

2 Buku Pegangan A. Silberschatz, P.B. Galvin, Operating System Concepts 5th Ed., Addison-Wesley, 1998 A. Silberschatz, P.B. Galvin, G. Gagne, Operating System Concepts with Java 6th Ed., John Wiley & Sons, 2004 Stalling, W, Operating System, 2th Ed, New-Jersey : Prentice-Hall, 1995 Tanenbaum. Operating System : Design, Implementation, 4th Ed, New-Jersey : Prentice-Hall, 1995 Selected papers : case study on various OS : NT, Solaris, Linux, etc.

3 BAGIAN I Overview

4 Pembahasan Apakah suatu Operating System ?
Perkembangan Operating System Struktur-struktur Sistem Komputer Struktur-struktur Operating System

5 Apakah suatu Operating System ?
Sebagai perantara (mediatory) user komputer dengan hardware, dalam hal user mengeksekusi program dalam hal berinteraksi dengan system resource

6 Obyektif OS Convenience : user merasakan kemudahan dan kenyamanan dalam penggunaan Efficiency : resources system dapat diutilisasi semaksimal mungkin Robustness : kehandalan sistem proteksi terhadap kesalahan user Evolution : memudahkan pengembangan, mendukung sistem baru dan program aplikasi yang berkembang

7 Abstraksi Sistem Komputer

8 Komponen-komponen Sistem Komputer
Perangkat keras CPU, RAM, storage (hardisk, floppy disk, CDROM, dsb), piranti I/O (printer, scanner, dsb) Operating System Mengontrol dan mengkoordinasikan penggunaan hardware dari berbagai program aplikasi dan user Perangkat Lunak aplikasi Pengaturan penggunaan system resources untuk pemecahan problem kebutuhan user (kompiler, sistem basis data, games, dan program-program untuk bisnis) User Orang, mesin, atau komputer lain

9 Definisi Operating System
Sebagai System Resource Allocator OS sebagai resource manager diperlukan karena adanya beberapa user/program aplikasi Karena adanya beberapa resource untuk dapat diutilisasi oleh user/program aplikasi dalam suatu keterbatasan Manajemen diperlukan untuk mencegah konflik dan berperan sebagai interface

10 Definisi Operating System (Lanjutan…)
Sebagai Control Program Mengontrol eksekusi program dari adanya kesalahan utilisasi Menghindari pemakaian komputer yang tidak benar Khususnya untuk I/O device Sebagai Kernel OS merupakan program yang berjalan sepanjang sistem perangkat keras dihidupkan

11 Definisi Operating System (Lanjutan…)
Sebagai Extended Machine Bare hardware (instruction set, memory access dan operasi I/O) primitif dan sulit digunakan low level dan hardware dependant Dengan adanya OS sebagai interface sederhana dan general high level dan hardware independent easy to program & easy to operate

12 Jadi apa definisi Operating System ?
Dalam hal OS sebaiknya kita tidak membatasi diri dengan definisi karena definisi akan berkembang sejalan dengan perkembangan teknologi dan kebutuhan

13 Sistem-sistem Awal Sistem komputasi adalah hanya sebuah mesin yang dijalankan oleh programmer yang juga bertindak sebagai operator Proses-proses masih sederhana dan diaktifkan melalui console dan tombol-tombol pada panel Punch card / paper Bahasa mesin Buffer, flag, register dan control bit lain

14 Hasil Perkembangan Teknologi HW
Teknologi storage : magnetic tape Program dan data dapat disimpan dalam media yang berkapasitas besar dan relatif mudah di-load Modul-modul perangkat lunak pendukung yang membantu pengoperasian perangkat keras serta memberikan lingkungan yang lebih baik bagi pembuat program aplikasi Device driver (misalnya I/O), library fungsi komputasi, assembler, modul loader

15 High Level Language Hasil lebih lanjut : munculnya high level language
Sehingga penulisan program menjadi jauh lebih mudah Tahapan pemrograman : Program (source code) ditulis dalam bahasa ybs Dikompilasi oleh compiler ke dalam assembly Ditranslasikan ke dalam bahasa mesin (object code) oleh assembler

16 Tahapan Eksekusi Load compiler Me-load assembler Me-load linker
Masukan : source code, keluaran : assembly code Me-load assembler Masukan : assembly code, keluaran : object code Me-load linker Masukan : object code & library, keluaran : executable code Run executable code Jika terjadi error seluruh rangkaian harus diulangi

17 Sistem-sistem Batch Sederhana
Operator Secara khusus menangani beroperasinya sistem Programmer Menspesifikasikan aktifitas-aktifitas job Automatic Job Sequencing : transfer kontrol secara otomatis dari satu job ke job yang lain. Menjadi dasar awalnya operating system Resident Monitor Program kecil untuk melakukan Automatic Job Sequencing

18 Ilustrasi Batch System
Operator membawa card ke 1401 : card dibaca oleh card reader Hasil pembacaan data dari card reader dismpan ke dalam tape Operator membawa ke 7094 untuk melakukan komputasi Outputnya kemudian dimasukkan ke output tape Operator membawa hasil output tape ke 1401 untuk dicetak

19 Layout Memori Sistem Batch Sederhana

20 Control card interpreter
Resident Monitor Loader Job sequencing Control card interpreter User program area Program selalu resident di memory Diaktifkan saat komputer dihidupkan Transfer kontrol ke program yang di-load & dikembalikan saat program selesai Control card berisi spesifikasi bagaimana program dijalankan

21 Control Card Deretan informasi mengenai bagaimana dan apa saja yang perlu disetup sistem dalam menjalankan suatu job Compiler dari bahasa pemrograman Library yang akan digunakan Storage (magnetic tape) yang perlu di-mount untuk I/O Option-option bagaimana program running

22 Kelemahan Batch System
Masih ketergantungan pada operator manusia untuk setup dan sequencing CPU lebih banyak idle saat pergantian job atau I/O

23 Overlapped Operations
Overlapping bekerjanya CPU dan I/O Maksimalisasi utilisasi CPU dan I/O devices Aktifitas-aktifitas dalam running job : card reading, CPU, line printing Metode off-line : loading job ke dalam memory dari tape, card reading, dan line printing secara off-line Spooling : ketika melakukan suatu job, OS : Membaca job berikutnya dari card reader ke dalam storage pada disk (job queue) Output pada job sebelumnya dicetak dari disk ke printer

24 Overlapped Operations (lanjutan)
Job pool : struktur data yang memungkinkan OS memilih job yang mana yang akan dieksekusi berikutnya untuk meningkatkan utilisasi CPU

25 Multiprogramming Sistem Batch
Beberapa job di simpan dalam memori pada waktu yang sama, dan CPU mengerjakan job tersebut secara bersamaan (multiplexing)

26 Kebutuhan OS untuk Multiprogramming
Fungsi/routine untuk I/O disediakan oleh sistem Manajemen memori : sistem harus dapat mengalokasikan memori untuk beberapa job CPU scheduling : sistem harus mampu mengorganisir penjadualan beberapa job yang di-run. Pengalokasian devices

27 Sistem Time-Sharing, Interactive Computing
CPU di-multiplex antara beberapa job dan disimpan dalam memori & disk (CPU dialokasikan untuk job jika job tersebut ada di memori) Job di swap-in dan swap-out dari memori ke disk Komunikasi on-line antara user dan sistem; ketika OS menyelesaikan eksekusi dari suatu command , maka OS akan mencari ‘control statement’ berikutnya dari user (keyboard) Sistem on-line harus tersedia untuk user untuk mengakses data dan code

28 Sistem Personal-Computer (Desktop System)
Personal computer – sistem komputer yang ditujukan untuk single user I/O devices : keyboard, mouse, display screen, printer User convenience & responsif Dapat mengadopsi teknologi yang berkembang untuk OS yang lebih besar dan tidak membutuhkan utilisasi CPU untuk proteksi Running pada tipe-tipe OS : Window, MacOS, UNIX, Linux

29 Parallel System Sistem multiprocessor dimana terdapat lebih dari satu CPU Tightly coupled system – processor membagi bersama (sharing) memori dan clock; komunikasi terjadi biasanya melalui shared memory Keuntungan Sistem Parallel Meningkatkan throughput Ekonomis Meningkatkan reliabilitas

30 Parallel System (Lanjutan..)
Symmetric multiprocessing (SMP) Masing-masing processor run dan memiliki OS yang identik Pemrosesan yang banyak tidak menyebabkan penurunan performance OS modern banyak yang mendukung sistem SMP Asymmetric multiprocessing Masing-masing processor diberikan tugas (task) yang spesifik; master processor menjadual dan mengalokasikan pekerjaan (work) pada slave processor Umumnya digunakan pada sistem yang besar

31 Arsitektur Symmetric Multiprocessing

32 Distributed System Loosely coupled system : Setiap site memiliki processor, memori lokal dan clock sendiri namun semua resource dapat diakses dari setiap site (eg. Database) OS mengatur alokasi resources & load sharing untuk speedup tingkat komputasi Jika suatu site down, site yang lain tetap bisa running (khusus data diperlukan duplikasi) - reliability Komunikasi data digunakan melalui jaringan atau sistem interkoneksi (switch)

33 Distributed System (Lanjutan..)
Membutuhkan infrastruktur jaringan (network) Local Area Network (LAN), Wide Area Network (WAN), Wireless LAN (WLAN) Metode sistem dapat bersifat client-server atau peer-to-peer

34 Struktur Umum Client-Server

35 Struktur Umum Peer-to-Peer
Arsitektur sistem terdistribusi Tidak ada kontrol tersentralisasi Node-node memiliki fungsi symmetric High capacity Many disk Many network connection Many CPU Node Internet

36 Clustered Systems Clustering memungkinkan dua atau lebih sistem men-sharing storage Reliabilitas yang tinggi Asymmetric clustering : satu server run aplikasi sementara server yang lain standby Symmetric clustering : semua N host running aplikasi

37 Struktur Clustered Systems

38 Real-Time Systems Rancangan OS khusus untuk aplikasi spesifik yang memerlukan waktu response cepat : hardware/software Misal : kontrol proses kimia, alat kedokteran/scientifik, ponsel, home appliances Terdapat batasan waktu tertentu untuk eksekusi (processing), response, dll Hard & soft real-time system

39 Hard Real-Time Systems
Garansi bahwa task kritis pasti selesai dalam batasan waktu tertentu (terdapat deadline yang harus dipenuhi) Optimasi dilakukan dengan melakukan prioritas task, menghilangkan hardware yang lambat (disk). Data disimpan dalam short term memory atau read-only memory (ROM) Overhead dikurangi (dengan membatasi feature untuk aplikasi spesifik) : misal file-system

40 Soft Real-Time Systems
Versi lain dari OS yang umum dengan menambahkan fasilitas prioritas task, buffering antar proses, dll Aplikasi spesifik untuk melakukan processing sementara secara cepat (multimedia, virtual reality, etc) Utilitas yang terbatas pada mesin kontrol industri atau robotik

41 Real-Time Embedded Systems

42 Handheld Systems Personal Digital Assistant (PDA) Cellular telephones
Issue : Keterbatasan memori Processor yang lambat Display screen yang kecil

43 Migrasi OS – Konsep dan Fitur

44 Histori Singkat OS First generation 1945 - 1955
vacuum tubes, plug boards Second generation transistors, batch systems Third generation – 1980 ICs and multiprogramming Fourth generation 1980 – present personal computers

45 Computing Environments
Traditional computing PCs, Servers, limited remote access Web-Based Computing Client-server and web services, convenient remote access, locationless Servers Embedded Computing Most computers (auto engine controllers, microwaves) Very limited operating system features Little or no user interface, remote access