sistem operasi komputer -...

Sistem Operasi Komputer

Universitas Kristen Maranatha -- IT Department 1

Sistem Operasi KomputerSistem Operasi Komputer

Pertemuan III – Struktur Sistem Operasi

Kuis Kecil IIKuis Kecil II

1. Sebutkan komponen-komponen utama penyusun sistem operasi modern ! (15 point)

2. Sebutkan layanan-layanan yang diberikan OS untuk menjamin tugas user/programmer menjadi lebih ringan ! (15 point)

3. Ceritakan system call yang mungkin dibutuhkan pada suatu program untuk melakukan pembacaan data dari suatu file dan meng-copy-kannya ke file lain. (25 point)

4. Apakah kegunaan system program ? Sebutkan hal-hal yang dapat digolongkan sebagai system program ! (20 point)

5. Mengapa struktur sistem dalam OS diperlukan ? Sebutkan struktur sistem yang banyak digunakan ! (10 point)

6. Apa yang dimaksudkan dengan mesin virtual ? Apa kesulitan dalam pembuatannya ? Apa keuntungan adanya mesin virtual ? (15 point)



Struktur Sistem OperasiStruktur Sistem Operasi

� Komponen-komponen sistem

� Pelayanan sistem operasi

� System call

� Sistem program

� Struktur sistem

� Virtual mesin

� Rancangan sistem dan implementasi

� Sistem generasi

Komponen Sistem

Manajemen Proses

Komponen Sistem

Manajemen Proses

�Pembuatan atau penghapusan proses yang dibuat oleh user atau sistem

�Penghentian sementara dan memulai kembali suatu proses

�Kelengkapan mekanisme untuk sinkronisasi proses

�Kelengkapan mekanisme untuk komunikasi proses

�Kelengkapan mekanisme untuk pengendalian deadlock



Komponen Sistem

Manajemen Memori Utama

Komponen Sistem

Manajemen Memori Utama

�Menjaga dan memelihara bagian-bagian memori yang sedang digunakan dan dari yang menggunakan

�Memutuskan proses mana saja yang harus dipanggil ke memori jika masih ada ruang di memori utama

�Mengalokasikan dan mendealokasikan ruang memori jika diperlukan

Komponen Sistem

Manajemen Memori Sekunder

Komponen Sistem

Manajemen Memori Sekunder

�Pengaturan ruang kosong dalam disk

�Alokasi penyimpanan (sector(fisik) atau

blok(logik))

�Penjadwalan disk



Komponen Sistem

Manajemen I/O

Komponen Sistem

Manajemen I/O

�Sistem buffer,caching, spooling

�Antarmuka device-driver secara umum

�Driver untuk device hardware tertentu

Komponen Sistem

Manajemen File

Komponen Sistem

Manajemen File

�Pembuatan dan penghapusan file

�Pembuatan dan penghapusan direktori

�Primitif-primitif yang mendukung untuk

manipulasi file dan direktori

�Pemetaan file ke memori sekunder

�Backup file ke media penyimpanan yang stabil

(non volatile)



Komponen Sistem

Networking

Komponen Sistem

Networking

�Berperan dalam Distributed-system dan

computer interconnection

�Akses jaringan untuk sharing informasi

�Protokol-protokol internet:

FTP

HTTP

Komponen Sistem

Proteksi

Komponen Sistem

Proteksi

�Mekanisme pengontrolan akses program, proses

atau user ke dalam suatu resource tertentu

dalam sistem komputer

�Meningkatkan reliabilitas (kepercayaan) melalui

deteksi error



Komponen Sistem

Command Interpreter

Komponen Sistem

Command Interpreter

� Interface antara user dengan sistem operasi:

User friendly: MS Windows, Macintosh

Command line (shell): unix, DOS

� Interaksi dengan komponen sistem lainnya

Pelayanan Sistem OperasiPelayanan Sistem Operasi�Eksekusi program

�Operasi-operasi I/O

�Manipulasi sistem file

�Komunikasi: proses dalam satu komputer, beberapa

proses dalam jaringan.

Teknik: shared-memory, message passing

�Mendeteksi error

�Efisiensi sistem: resource allocation, accounting

(network performance), protection



System callsSystem calls

� Interrupt yang ditimbulkan SW dengan mengeksekusi kode

program (operasi) tertentu sebagai interface antara proses

dengan sistem operasi.

� Implementasi

Bahasa assembly (low level – machine code)

C, C++, Perl (high level – programmer oriented)

� Metode passing parameter antara SOK dan program

Parameter dalam register

Tabel dalam memori dan tabel alamat (register)

Stack (pop and push) operasi

Program baca data – copy ke fileProgram baca data – copy ke fileSource-Destination file

Prompting message / menu-based windows

Read from keyboard / mouse click

Open input file

SuccessNo success

Same name:

� Abort

� Delete existing file

� Create a new one

(message, read response)

Prompting message

Terminate abnormally

Create output file

No success

Success

Loop until EOF

Read from input file, check HW failure

Write to destination, check HW failure

Close files S-D

Write message

Close normally

Prompting message

Terminate abnormally

No successSuccess



System call – Kontrol ProsesSystem call – Kontrol Proses

� Mengambil (load) dan eksekusi

� Mengakhiri (end) dan membatalkan (abort)

� Membuat dan mengakhiri proses

� Menentukan dan mengeset atribut proses

� Waiting event

� Signal event

� Mengalokasikan dan membebaskan memori

� Contoh: ms-dos dengan command interpreternya (prompt) yang singletasking

� Contoh: linux dengan x-console yang multitasking

Eksekusi MS DOSEksekusi MS DOS

Start up Eksekusi program/proses

• Singletasking

• Tidak membuat proses baru

• Process langsung di-load ke

memory, memory command inter-

preter dipakai juga untuk program

• Sisa command interpreter di-load

kembali setelah process berhenti



Eksekusi LinuxEksekusi Linux

• Multitasking system

• Foreground – background

process

• New-process � fork() system

call

• Selected program into

memory � exec() sys call

System call – Manipulasi FileSystem call – Manipulasi File

�Membuat dan menghapus file, contoh: directory

temp pada zip program

�Membukan dan menutup file

�Membaca, menulis dan mereposisi file, contoh:

install program (setup.exe)

�Menentukan dan mengeset atribut file



System call – Manipulasi DeviceSystem call – Manipulasi Device

�Meminta dan membebaskan device

�Membaca, menulis dan mereposisi file

�Menentukan dan mengeset atribut device

�Contoh: alokasi printer untuk sebuah file yang

akan dicetak

System call – Informasi LingkunganSystem call – Informasi Lingkungan

�Mengambil atau mengeset waktu atau tanggal

�Mengambil atau mengeset sistem data

�Mengambil atau mengeset proses, file atau

atribut-atribut device



System call – KomunikasiSystem call – Komunikasi

�Membuat dan menghapus sambungan

komunikasi

�Mengirim dan menerima pesan

�Mentransfer status informasi

�Contoh: autentikasi koneksi ke jaringan

Model komunikasiModel komunikasi

Message passing Shared memory



Sistem programSistem program� Lingkungan dalam pengembangan dan eksekusi program.

Dapat dibagi:Manipulasi file

Status informasi

Modifikasi file

Bahasa pemrograman (kompiler, assembler, atau interpreter)

Pemanggilan dan eksekusi program

Komunikasi

Program aplikasi: text editor, database, games, dll

� Menyediakan interface ke system call

� Sebagian besar tampilan yang “dilihat” user, berasal dari sistem program dan bukan dari system call

Struktur sistemStruktur sistem

�Struktur sederhana

�Monolithic system

�Mikrokernel system

�Layered approach

�Mesin virtual

�Client server model



Struktur sederhanaStruktur sederhana

�Kecil, sederhana, terbatas

�Tidak terbagi dalam modul-modul

� Interface dan tingkat fungsionalitas tunggal

(tidak dual mode dan tidak memiliki proteksi

hardware)

�Contoh: MS DOS dan Unix (Original Design)

Struktur Sistem DOSStruktur Sistem DOS



Monolitihic system (1)Monolitihic system (1)

� Struktur sederhana, dilengkapi dengan operasi dual-mode

� Fungsionalitas (networking, file systems, memory management, process control, etc.) dilakukan oleh kernel sendiri.

� Pelayanan (system call) dengan cara mengambil parameter pada tempat yang telah ditentukan (register atau stack) kemudian mengeksekusi trap tertentu pada monitor mode.

� Co: Linux, Unix Modern


User program 2

User program 1

trap

Dispacth table

Service procedure

• Program utama meminta

service procedure

• Kumpulan service

procedure yang dibawa

oleh system call

• Kumpulan utility procedure

yang membantu service

procedure

• Tiap system call (trap) memiliki

satu service procedure

• Utility procedure mengerjakan

segala sesuatu yang dibutuhkan

oleh beberapa service

procedure, contoh: pengambilan

data dari user program

User

mode

Monitor

mode




� Kernel (maintaining

important abstraksi: VM

and processes)

� System Libraries

(standard set of functions

kernel interactions)

� System Utilities

(specialized

management tasks)




Mikrokernel (1)Mikrokernel (1)� Memiliki kernel sebagai “core” yang dapat beradaptasi

dengan perubahan sistem user programMemory management

Communication facility

Process management

� Komunikasi antar modul program dengan message passing

� Keuntungan:Perluasan fungsionalitas dan interface

Porting ke dalam arsitektur komputer yang baru lebih mudah

Reliabilitas (kode dalam kernelnya lebih sederhana)

Sekuritas

� Co: BeOS, OS/2, POSIX, DOS

Mikrokernel (2)Mikrokernel (2)



Mikrokernel (3)Mikrokernel (3)

Mikrokernel VS. MonilithicMikrokernel VS. Monilithic

MICROKERNEL MONOLITHIC

AdvantagesFault tolerant, & secure. Direct implementation of kernel.

Easy to develop extra

functionality.Fast; less overhead.

Less errors in kernel.

Clean programming API.

Dis-

advantagesSlower; increased overhead.

Hard to develop extra

functionality.

Complicated programming API.

Not necessarily as secure.



Layered approach (1)Layered approach (1)

� Sistem modular

� Lapisan terendah (0) adalah hardware, lapisan teratas

(N) adalah user interface

� Lapisan lebih atas diimplementasikan dengan

menggunakan operasi yang tersedia oleh lapisan yang

lebih rendah

� Baik untuk error deteksi, debugging dan verifikasi

sistem

� Contoh: unix termodifikasi, OS/2, THE, WinNT (hybrid)





User Interface

Sistem program

Kernel

Menyediakan: sistem file, CPU scheduling, manajemen memori, dll

Menggunakan sistem satu tingkat (one level layer)


OS/2

Layers




WinNT

Win2000

WinXP

(hybrid

Microkernel

& Layers)

Mesin virtual (1)Mesin virtual (1)

� Interface hardware dengan kernel untuk tiap-tiap proses

Tiap proses memiliki (virtual) memori dan “menganggap”

prosesor dimiliki oleh proses itu sendiri

Sumberdaya komputer (fisik) “disharing” ke dalam tiap proses

Teknik ilusi: CPU Scheduling, Threads, Virtual Memory

� Kesulitan: implementasi transfer user-mode ke monitor-

mode pada mesin nyata, yang juga menyebabkan transfer

dari virtual user-mode ke virtual monitor-mode pada mesin

virtual

� Keuntungan: proteksi resource

� Contoh: IBM VM, Java OS



Mesin virtual (2)Mesin virtual (2)

Non-virtual Machine Virtual Machine

Client-server modelClient-server model� Memindahkan kode ke lapisan yang lebih tinggi, kernel

minimal

� Fungsi-fungsi pada SOK menjadi user proses (client proses)

� Pengendalian komunikasi C/S

� Server tidak mengakses hardware langsung

� Sistem terdistribusi



Rancangan sistemRancangan sistem

�User: SOK harus dapat digunakan secara efektif,

efisien, mudah dipelajari, reliabel, aman dan cepat

�Sistem: SOK harus mudah dirancang,

diimplementasikan, dan di-maintain, serta harus

fleksibel, reliabel, bebas dari error dan efisien

�Mekanisme: bagaimana melakukan sesuatu.

�Policy: memutuskan apa yang harus dilakukan

Implementasi SOKImplementasi SOK

� Secara tradisional dituliskan dalam bahasa assembly, namun berkembang terus dan dituliskan juga pada bahasa tingkat tinggi: C, C++ dan java

� Penulisan pada bahasa tingkat tinggi:Lebih cepat dituliskan

Lebih mudah melacak kesalahan

Lebih kompak

� SOK yang dituliskan dengan bahasa tingkat tinggi, lebih mudah untuk dipindah antar sistem komputer (porting)



Sistem generasi (SYSGEN)Sistem generasi (SYSGEN)

� SOK dirancang untuk dapat dijalankan pada setiap tipe mesin

� SYSGEN memberikan informasi yang mengacu pada konfigurasi hardware tertentu

� Booting: mulai menjalankan komputer dengan me-loading kernel yang ada

� Program bootstrap: kode yang tersimpan dalam ROM yang digunakan untuk menunjukkan kernel dan menaruhnya pada RAM, dan mulai eksekusi program

Latihan SoalLatihan Soal1. Sebutkan aktivitas yang dilakukan pada manajemen

proses !

2. Sebutkan aktivitas yang dilakukan pada manajemen

memori !

3. Sebutkan jenis-jenis layanan yang dilakukan SOK !

4. Apakah system call itu?

5. Sebutkan keuntungan digunakannya struktur terlapis

6. Sebutkan keuntungan digunakannya mesin virtual

7. Sebutkan keuntungan digunakannya struktur client-

server

sistem operasi komputer -...

Documents