STRUKTUR SISTEM OPERASI
Peter Galvin, dan Greg Gagne,
sistem operasi komputer modern memiliki struktur yang terdiri dari beberapa
komponen berikut :
1. Managemen Proses ; Proses adalah ketika sebuah keadaan sedang di eksekusi. Sebuah proses
membutuhkan beberapa sumber daya untuk menyelesaikan tugasnya. Sumber daya tersebut dapat berupa CPU
time, memori,
berkas-berkas, dan perangkat-perangkat I/O. Sebuah sistem operasi bertanggung
jawab atas aktivitas yang berkaitan dengan Managemen proses seperti :
·
Pembuatan dan penghapusan proses pengguna dan sistem proses,
·
Menunda dan melanjutkan
sebuah proses yang sedang di eksekus,
·
Menyediakan mekanisme untuk
proses sikronisasi
·
Menyediakan mekanisme untuk
proses komunikasi
·
Menyediakan mekanisme untuk penanganan
deadlock.
2.
Managemen Memory Utama ; Memori utama atau lebih dikenal sebagai memori adalah sebuah array yang
besar dari word atau
byte, yang ukurannya mencapai
ratusan, ribuan, atau bahkan
jutaan. Setiap word atau
byte mempunyai alamat
tersendiri. Memori Utama berfungsi sebagai tempat
penyimpanan yang akses datanya digunakan oleh CPU atau perangkat I/O. Memori utama termasuk tempat
penyimpanan data yang sementara
(volatile), artinya
data dapat hilang begitu sistem dimatikan. Sebuah sistem operasi
bertanggung jawab atas aktivitas yang berkaitan dengan Managemen memory utama
seperti :
·
Menjaga track dari
memori yang sedang digunakan dan siapa yang menggunakannya.
·
Memilih program yang akan di
load ke memory.
·
Mengalokasikan dan
men-dealokasikan ruang memory yang sesuai kebutuhan.
3.
Managemen Secondari Storage ; Data yang disimpan dalam memori
utama bersifat sementara dan jumlahnya sangat kecil. Oleh karena
itu, untuk meyimpan
keseluruhan data dan program komputer dibutuhkan secondary-storage yang
bersifat permanen
dan mampu menampung
banyak data. Contoh dari secondary-storage adalah harddisk, disket, dll. Sistem operasi bertanggung-jawab atas aktivitas-aktivitas yang berkaitan dengan disk-management
seperti free-space management, alokasi penyimpanan dan penjadwalan disk.
4.
Managemen Sistem I/O ; Sering disebut device manager. Menyediakan "device driver" yang umum sehingga operasi
I/O dapat seragam (membuka, membaca,
menulis, menutup). Contoh:
pengguna menggunakan operasi
yang sama untuk membaca berkas
pada hard-disk, CD-ROM dan floppy disk.
Komponen Sistem Operasi untuk sistem I/O:
·
Buffer: menampung sementara
data dari/ ke perangkat I/O.
·
Spooling: melakukan penjadualan pemakaian I/O sistem
supaya lebih efisien
(antrian dsb).
·
Menyediakan driver untuk dapat melakukan operasi
"rinci" untuk perangkat keras I/O tertentu.
5.
Managemen Berkas ; Berkas adalah kumpulan
informasi yang berhubungan sesuai dengan tujuan membuat berkas tersebut.
Berkas dapat mempunyai struktur yang bersifat hirarkis (direktori, volume, dll.).
Sistem operasi bertanggung-jawab
:
·
Pembuatan dan penghapusan berkas.
·
Pembuatan dan penghapusan direktori.
·
Mendukung manipulasi berkas dan direktori.
·
Memetakan berkas
ke secondary storage.
·
Mem-backup berkas ke media
penyimpanan yang permanen (non-volatile).
6.
Sistem Proteksi ; Proteksi mengacu pada mekanisme
untuk mengontrol akses yang dilakukan
oleh program, prosesor, atau pengguna ke sistem sumber
daya. Mekanisme proteksi
harus:
·
Membedakan antara
penggunaan yang sudah diberi izin dan yang belum.
·
Specify the controls to be imposed.
·
Provide a means of enforcement.
7.
Jaringan ; Sistem terdistribusi adalah sekumpulan prosesor yang tidak berbagi memori atau clock. Tiap prosesor
mempunyai memori sendiri.
Prosesor-prosesor tersebut terhubung melalui
jaringan komunikasi Sistem terdistribusi menyediakan akses pengguna ke bermacam
sumber-daya sistem.
Akses tersebut menyebabkan:
·
Computation speed-up.
·
Increased
data availability.
·
Enhanced reliability.
8.
Command-Interpreter System ; Sistem Operasi menunggu
instruksi dari pengguna
(command driven). Program
yang membaca instruksi dan mengartikan control statements umumnya disebut: control-card interpreter, command-line interpreter, dan UNIX shell. Command-Interpreter System sangat bervariasi
dari satu sistem
operasi ke sistem operasi yang lain dan disesuaikan dengan tujuan
dan teknologi I/O
devices yang
ada. Contohnya: CLI, Windows, Pen-based (touch), dan lain-lain.
9.
Layanan Sistem Operasi ; Eksekusi program adalah
kemampuan sistem
untuk "load" program ke memori dan menjalankan
program. Operasi I/O: pengguna
tidak dapat secara
langsung mengakses
sumber daya perangkat
keras, sistem operasi harus menyediakan
mekanisme untuk melakukan operasi I/O atas nama pengguna.
Sistem manipulasi berkas dalah kemampuan program
untuk operasi pada berkas (membaca, menulis, membuat, and menghapus berkas). Komunikasi adalah pertukaran data/ informasi antar dua atau lebih proses
yang berada pada satu komputer (atau lebih). Deteksi
error adalah
menjaga kestabilan sistem
dengan mendeteksi "error", perangkat keras mau pun operasi.
Efesisensi penggunaan sistem :
·
Resource allocator adalah mengalokasikan sumber-daya ke beberapa
pengguna atau job
yang jalan pada saat yang bersamaan.
·
Proteksi menjamin
akses ke sistem sumber
daya dikendalikan (pengguna dikontrol aksesnya ke
sistem).
·
Accounting adalah merekam kegiatan
pengguna, jatah pemakaian
sumber daya (keadilan atau kebijaksanaan).
10.
System Call s ; System call menyediakan interface antara
program (program pengguna
yang berjalan) dan bagian OS. System call menjadi jembatan antara
proses dan sistem
operasi. System call ditulis dalam
bahasa assembly atau bahasa tingkat
tinggi yang dapat mengendalikan mesin (C). Contoh:
UNIX menyediakan system call: read, write => operasi
I/O untuk berkas. Sering pengguna program harus memberikan data (parameter) ke OS yang akan dipanggil. Contoh pada
UNIX: read(buffer, max_size, file_id) ; Tiga cara memberikan parameter
dari program ke sistem
operasi:
·
Melalui registers (sumber
daya di CPU).
·
Menyimpan parameter pada data struktur
(table) di memori,
dan alamat table tsb ditunjuk
oleh pointer yang disimpan
di register.
·
Push (store)
melalui "stack" pada memori dan OS mengambilnya melalui pop
pada stack tsb.
11. Mesin Virtual ; Sebuah mesin virtual (Virtual Machine) menggunakan misalkan terdapat sistem
program => control program yang mengatur pemakaian sumber daya perangkat
keras. Control program = trap System call + akses ke perangkat keras. Control
program memberikan fasilitas ke proses
pengguna. Mendapatkan jatah CPU dan memori. Menyediakan interface "identik" dengan apa yang disediakan oleh perangkat keras => sharing devices untuk berbagai proses. Mesin Virtual (MV) (MV) => control program
yang minimal MV memberikan ilusi multitasking
: seolah-olah terdapat prosesor
dan memori ekslusif
digunakan MV. MV memilah
fungsi multitasking dan implementasi extended
machine (tergantung
proses pengguna) => flexible
dan lebih mudah untuk
pengaturan. Jika setiap
pengguna diberikan satu MV => bebas untuk
menjalankan OS (kernel) yang diinginkan pada MV tersebut. Potensi lebih dari satu OS dalam
satu komputer. Contoh:
IBM VM370: menyediakan MV untuk berbagai OS: CMS (interaktif), MVS, CICS, dll. Masalah: Sharing
disk => OS mempunyai
sistem berkas yang mungkin berbeda.
IBM: virtual disk (minidisk) yang dialokasikan untuk pengguna melalui MV.
Konsep MV menyediakan
proteksi yang lengkap
untuk sumberdaya sistem,
dikarenakan tiap MV terpisah dari MV yang lain. Namun, hal tersebut menyebabkan
tidak adanya sharing sumberdaya secara langsung. MV merupakan alat yang tepat untuk penelitian dan pengembangan sistem operasi.
Konsep MV susah untuk diimplementasi sehubungan dengan usaha yang diperlukan untuk
menyediakan duplikasi dari mesin
utama.
12.
Perancangan Sistem dan Implementasi ; Target untuk pengguna: sistem
operasi harus nyaman digunakan, mudah dipelajari, dapat diandalkan,
aman dan cepat. Target untuk sistem:
sistem operasi harus gampang
dirancang, diimplementasi, dan dipelihara, sebagaimana
fleksibel, error, dan efisien.
Mekanisme
dan Kebijaksanaan:
·
Mekanisme menjelaskan bagaimana melakukan
sesuatu kebijaksanaan memutuskan apa yang akan
dilakukan. Pemisahan kebijaksanaan dari mekanisme merupakan hal yang sangat penting;
ini mengizinkan fleksibilitas yang tinggi
bila kebijaksanaan akan diubah
nanti.
·
Kebijaksanaan memutuskan apa yang akan dilakukan.
Pemisahan kebijaksanaan dari mekanisme merupakan hal yang sangat penting; ini mengizinkan
fleksibilitas yang tinggi
bila kebijaksanaan akan diubah
nanti. Implementasi Sistem biasanya menggunakan bahas assembly, sistem
operasi sekarang dapat ditulis
dengan menggunakan bahasa
tingkat tinggi. Kode yang ditulis dalam
bahasa tingkat tinggi:
dapat dibuat dengan
cepat, lebih ringkas, lebih mudah dimengerti dan didebug. Sistem operasi
lebih mudah dipindahkan ke perangkat keras yang lain bila ditulis dengan bahasa
tingkat tinggi.
13.
System Generation
(SYSGEN) ; Sistem operasi dirancang
untuk dapat dijalankan di berbagai jenis mesin;
sistemnya harus di konfigurasi untuk tiap komputer. Program
SYSGEN mendapatkan informasi mengenai konfigurasi khusus dari sistem
perangkat keras.
·
Booting: memulai komputer dengan me-load kernel.
·
ootstrap program: kode yang disimpan
di code ROM yang dapat menempatkan kernel, memasukkannya kedalam memori,
dan memulai eksekusinya.