SISTEM OPERASI 3.2.Struktur sistem operasi closed source

Struktur  sistem operasi closed source

1. Gambar / Arsitektur sistem operasi

Arsitektur sistem operasi adalah merupakan arsitektur perangkat lunak yang digunakan untuk membangun suatu perangkat lunak sistem operasi yang akan digunakan dalam sistem komputer. Sistem operasi merupakan kumpulan dari program-program (prosedur,fungsi, library) dimana prosedur dapat saling dipanggil oleh prosedur lain di sistem bila diperlukan”. Sistem pemanggilan program untuk mendapatkan layanan dari sistem operasi tersebut dikenal dengan nama Sistem Call atau API (aplication programming interface). Macam aesitektur system operasi antara lain:

1)    Sistem Monolitik

2)    Sistem Berlapis.

3)    Sistem Client/server.

4)    Sistem Virtual mesin dan

5)    Sistem Berorientasi objek.

1)Sistem Monolitik

•      Sistem monolitik Merupakan struktur sistem operasi sederhana yang dilengkapi dengan operasi “dual” pelayanan {sistem call} yang diberikan oleh sistem operasi.

•      Keunggulan dari sistem Monolitik ini adalah: Layanan terhadap job-job yang ada bisa dilakukan dengan cepat karena berada pada satu ruang alamat memory.

•      Kelemahan dari sistem Monolitik adalah:Pengujian dan penghilangan kesalahan sulit dilakukan karena tidak dapat dipisahkan dan dilokasikan,Sulit dalam menyediakan fasilitas pengamanan,Kurang efisien dalam penggunaan memori dimana setiap computer harus menjalankan kernel yang besar sementara tidak memerlukan seluruh layanan yang disediakan kernel,Kesalahan pemrograman di satu bagian kernel menyebakan matinya seluruh sistem.

2) Sistem berlapis

•      Teknik pendekatan struktur sistem berlapis sistem operasi pada dasarnya dibuat menggunakan pendekatan top-down, semua fungsi ditentukan dan dibagi menjadi komponen komponen. Modularisasi sistem dilakukan dengan cara memecah sistem operasi menajdi beberapa lapis (tingkat). Lapisan terendah (layer 0) adalah perangkat keras dan lapisan teratas (layer N) adalah user interface.

•      Keuntungan Sistem Berlapis adalah:Memiliki semua keunggulan rancangan modular,Sistem terbagi dalam beberapa modul, setiap modul dan lapisan bisa dirancang, di uji, secara independen sehingga jika terjadi suatu kesalahan mudah untuk menanganinya.

•      Kelemahan Sistem Berlapis adalah:Semua fungsi-fungsi dari sistem operasi harus terdapat di masing-masing lapisan, jika terjadi suatu kesalahan bisa jadi semua lapisan harus diprogram ulang.

3) Sistem Mesin virtual

•      Konsep dasar dari mesin virtual ini tidak jauh berbeda dengan pendekatan sistem terlapis dengan tambahan berupa antarmuka yang menghubungkan perangkat keras dengan kernel untuk tiap-tiap proses. Mesin virtual menyediakan antar muka yang identik untuk perangkat keras yang ada. Sistem operasi ini membuat ilusi atau virtual untuk beberapa proses, masing-masing virtual proses mengeksekusi prosessornya dan memorinya (virtual) masing masing.

•      Keuntungan dan konsep mesin virtual adalah sebagai berikut:Mesin virtual menyediakan proteksi yang lengkap untuk sumber daya system sehingga masing-masing mesin virtual dipisahkan mesin virtual yang lain. Isolasi ini tidak memperbolehkan pembagian sumber daya secara langsung,Sistem mesin virtual adalah mesin yang cocok untuk riset dan pengembangan system operasi. Pengembangan system dikerjakan pada mesin virtual, termasuk di dalamnya mesin fisik dan tidak mengganggu operasi system yang normal.

•      kerugian konsep mesin virtual adalah sebagai berikut:Konsep mesin virtual sangat sulit untuk mengimplementasikan kebutuhan dan duplikasi yang tepat pada mesin yang sebenarnya.

4) Sistem Client Server

•       Sistem operasi modem memiliki kecendrungan untuk memindahkan kode ke lapisan yang lebih tinggi dan menghapus sebanyak mungkin, kode-kode tersebut dari sistem operasi sehingga akan meninggalkan keruel yang minimal. Konsep ini biasa diimplementasikan dengan dengan cara menjadikan fungsi-fungsi yang ada pada sistem operasi menjadi user proses. Jika satu proses minta untuk dilayani, misalnya satu blok file, maka user proses {disini dinamakan: Client proses} mengirim permintaan tersebut ke user proses.

•      Keuntungan dari model client server ini adalah:Dapat diadaptasikan pada sistem terdistribusi,Jika suatu client berkomunikasi dengan server dengan cara mengirimkan pesan, maka server tidak perlu tahu apakah pesan itu dikirim oleh dan dari mesin itu sendiri {local} atau dikirim oleh mesin yang lain melalui jaringan,Pengembangan dapat dilakukan secara modular,Kesalahan pada suatu subsistem tidak menganggu subsistem lain sehingga tidak mengakibatkan system mati secara keseluruhan

•       Kelemahan dari sistem client-server adalah :Pertukaran pesan dapat menjadi bottleneck dan Layanan dilakukan secara “lambat” karena harus melalui pertukaran pesan antar client-server

5) Sistem Berorientasi Obyek

•      Layanan system operasi sebagai objek disebut dengan system operasi berorentasi objek. Pendekatan objek dimaksudkan untuk mengadopsi keunggulan dari teknolgi berorientasi objek.Contoh dari system operasi berorentasi objek antara lain adalah: 1) Eden 2) Choices 3) X-kernel. 4) Medusa. 5) Clunds. 6) Amoeba. 7) Muse.

2. Penjadwalam Processor

Penjadwalan merupakan kumpulan kebijaksanaan dan mekanisme di sistem operasi yang berkaitan dengan urutan kerja yang dilakukan sistem komputer. Penjadwalan bertugas memutuskan proses yang harus berjalan, kapan dan selama berapa lama proses berjalan.

A.Kriteria yang digunakan untuk mengukur kualitas penjadwalan proses :

1.Fairness atau pelayanan yang adil untuk semua pekerjaan

2.Throughput atau memaksimumkan throughput. Throughput adalah jumlah pekerjaan yang dapat diselesaikan dalam satu unit waktu.

3.Efficiency atau memaksimumkan pemakaian prosesor.

4.Respone time atau meminimalkan respone time

5.Meminimalkan Turn arround time. Turn arround time adalah waktu yang dihabiskan dari saat program atau job mulai masuk ke system sampai proses diselesaikan sistem.

B. Jangka penjadwalan

Penjadwalan jangka pendek atau short term scheduling / low level scheduling, yaitu mengurus masuknya antrian siap ke prosesor serta antrian siap ke alat peripheral I/O, yang mengurus prioritas dan preempsi.

Penjadwalan jangka medium atau medium term scheduling / intermediate level scheduling, yaitu mengurus terhadap proses yang dikeluarkan dari prosesor yang belum rampung dikerjakan dan melanjutkan pekerjaan proses tersebut di prosesor.

Penjadwalan jangka panjang atau long term scheduling / high level scheduling, yaitu mengurus masuknya pekerjaan baru berupa penentuan pekerjaan baru mana yang boleh diterima dan tugas disini diubah menjadi proses

C. Strategi Penjadwalan

1.Penjadwalan Nonpreemptive
Begitu proses diberi jatah waktu pemroses maka pemroses tidak dapat diambil alih oleh proses lain sampai proses itu selesai.

2.Penjadwalan Preemptive
Saat proses diberi jatah waktu pemroses maka pemroses dapat diambil alih proses lain sehingga proses disela sebelum selesai dan harus dilanjutkan menunggu jatah waktu pemroses tiba kembali pada proses itu.

D.Algoritma Penjadwalan

Terdapat banyak algoritma penjadwalan ,baik nonpreemptive maupun preemptive. Algoritmanya seperti dibawah ini.

Algoritma-algoritma yang menerapkan strategi nonpreemptive diantaranya:

     -FIFO (Frist In First Out)

     -SJF (Shortest Job First)

     -HRN (Highest Ratio Net)

     -MFQ (Multiple Feedback Queues)

Algoritma-algoritma yang menerapkan strategi preemptive diantaranya:

     -RR (Round Robin)

     -SRF (Shortest remaining First)

     -PS (Priority Schedulling)

     -GS (Guaranteed Schedulle)

3. Manajemen Memori

Manajemen memori adalah suatu kegiatan untuk mengelola memori komputer. Proses ini menyediakan cara mengalokasikan memori untuk proses atas permintaan mereka, membebaskan untuk digunakan kembali ketika tidak lagi diperlukan serta menjaga alokasi ruang memori bagi proses.

Menejemen memori di bagi menjadi 2 yaitu :

A.Menejemen memori statis

Dengan pemartisian statis, jumlah, lokasi dan ukuran proses dimemori tidak beragam sepanjang waktu secara tetap.

B.Menejemen memori dinamis

Dengan pemartisian dinamis, jumlah, lokasi dan ukuran proses memori dapat beragam sepanjang waktu secara dinamis.

1.Manajemen memori berdaasar alokasi memori:

Alokasi memori secara berturutan

Alokasi memori secara berturutan adalah tiap proses menempati satu blok tunggal memori yang berturutan.

Alokasi memori tak berturutanokasi memori tak berturutan

Program dibagi menjadi beberapa blok atau segmen. Blokblok program ditempatkan di memori dalam potonganpotongan tanpa perlu saling berdekatan.

Manajemen Memori Berdasarkan Keberadaan

1.Manajemen memori dengan swapping

Manajemen memori dengan pemindahan citra proses antara memori utama dengan disk selama eksekusi.

2.Manajemen memori tanpa swapping

Manajemen memori tanpa pemindahan citra proses antara memori utama dengan disk selama eksekusi

3.Manajemen memori tanpa swapping

Terdiri dari :

a)Monoprogramming

b)Multiprogramming dengan pemartisian statis

FUNGSI MANAJEMEN MEMORI

1.Mengelola informasi memori yang dipakai dan tidak dipakai.

2.Mengalokasikan memori ke proses yang memerlukan.

3.Mendealokasikan memori dari proses yang telah selesai.

4.Mengelola swapping antara memori utama dan disk.

Jenis Memori
• Memori Kerja
     - ROM/PROM/EPROM/EEPROM
     - RAM
     - Cache memory

• Memori Dukung
     - Floppy
     - Harddisk
     - CD
4. Manajemen Input Output (I/O)

A.Manajemen Sistem M/K ( I/O)

Pekerjaan utama yang paling sering dilakukan oleh sistem komputer selain melakukan komputasi adalah Masukan/Keluaran (M/K)atau(I/O). Dalam kenyataannya, waktu yang digunakan untuk komputasi lebih sedikit dibandingkan waktu untuk M/K atau(I/O). Ditambah lagi dengan banyaknya variasi perangkat M/K atau(I/O)  sehingga membuat manajemen M/K menjadi komponen yang penting bagi sebuah sistem operasi.Fungsi-fungsi sistem operasi untuk sistem M/K:

Penyanggaan ( buffering):Menampung data sementara dari/ke perangkat M/K

Penjadwalan ( scheduling):Melakukan penjadualan pemakaian M/K sistem supaya lebih efisien.

Spooling:Meletakkan suatu pekerjaan program pada penyangga.

General device-driver interface:Driver digunakan agar sistem operasi dapat memberi perintah untuk melakukan operasi pada perangkat keras M/K yang umum, seperti optical drive.

Drivers for specific hardware devices:Driver digunakan agar sistem operasi dapat memberi perintah untuk melakukan operasi pada perangkat keras M/K tertentu, seperti kartu suara, kartu grafis, dan motherboard

B.Perangkat Keras Manajemen I/O

1.Pooling

          Busy-waiting/ polling adalah ketika host mengalami looping yaitu membaca status    register secara terus-menerus sampai status busy di-clear.

2.Interupsi

          Interupsi adalah Ketika CPU mendeteksi bahwa sebuah controller telah mengirimkan sebuah sinyal ke interrupt request line (membangkitkan sebuah interupsi karena terjadi sesuatu dari sebuah operasi didapat hasil tertentu yang dianggap khusus sehingga harus mendapat perhatian lebih, contoh nya pembagian dengan 0 (nol).

3.      DMA

DMA adalah sebuah prosesor khusus (special purpose processor) yang berguna untuk menghindari pembebanan CPU utama oleh program I/O(PIO).

4.      Handshaking

Proses handshaking antara DMA controller dan device controller dilakukan melalui sepasang kabel yang disebut DMA-request dan DMA-acknowledge.