Overview SistemOperasi - Telkom Universitycdndata.telkomuniversity.ac.id/pjj/z1414641041430ea8c87b1c9d04a7c... · 5 Hal Utama Dalam Pengembangan Sistem Operasi Proses Manajemen memori

OverviewOverviewSistemSistem OperasiOperasi

(Pertemuan ke(Pertemuan ke--2)2)

OverviewOverviewSistemSistem OperasiOperasi

(Pertemuan ke(Pertemuan ke--2)2)

Agustus 2014

5 Hal Utama Dalam5 Hal Utama Dalam PengembanganPengembangan Sistem OperasiSistem Operasi

Pokok Bahasan: Overview Sistem Operasi

Sub Pokok Bahasan: Lima Hal Utama Dalam Pengembangan Sistem Operasi Jenis sistem operasi modern

TIU: Mahasiswa dapat memahami konsep sistem operasi

secara umum TIK: Mahasiswa dapat menjelaskan 5 hal utama dalam

pengembangan sistem operasi Mahasiswa dapat menjelaskan model sistem operasi

modernSistem Operasi/2014 #1

Pokok Bahasan: Overview Sistem Operasi

Sub Pokok Bahasan: Lima Hal Utama Dalam Pengembangan Sistem Operasi Jenis sistem operasi modern

TIU: Mahasiswa dapat memahami konsep sistem operasi

secara umum TIK: Mahasiswa dapat menjelaskan 5 hal utama dalam

pengembangan sistem operasi Mahasiswa dapat menjelaskan model sistem operasi

modern


Proses Manajemen memori Proteksi dan keamanan informasi (data/file) Penjadualan dan manajemen resource Struktur sistem operasi

Sistem Operasi/2014 #2

Proses Manajemen memori Proteksi dan keamanan informasi (data/file) Penjadualan dan manajemen resource Struktur sistem operasi

Apakah proses itu ?Apakah proses itu ?

Program yang dieksekusiProgram yang sedang berjalan di komputerEntitas yang dapat diberikan kepada prosesor

untuk dieksekusiSebuah aktifitas yang sangat dipengaruhi

oleh eksekusi sebelumnya, status saat ini,dan sejumlah resource sistem


Program yang dieksekusiProgram yang sedang berjalan di komputerEntitas yang dapat diberikan kepada prosesor

untuk dieksekusiSebuah aktifitas yang sangat dipengaruhi

oleh eksekusi sebelumnya, status saat ini,dan sejumlah resource sistem

Model sistem operasi yang mana saja yang mempersyaratkanModel sistem operasi yang mana saja yang mempersyaratkanadanyaadanya timingtiming dandan sinkronisasisinkronisasi ??

Sistem multiprogramming Sistem yang mengutamakan penggunaan setiap resource

komputer secara maksimal Sistem time sharing Sistem yang melayani banyak user secara bersama-sama Sistem yang dapat melayani kebutuhan setiap user

Sistem transaksi real-time Sistem yang dapat melayani banyak user yang bersama-

sama mengantri untuk mengakses data dalam sebuahbasis data yang sama

Contoh: sistem pemesanan tiket (pesawat terbang,kereta api, dll)


Sistem multiprogramming Sistem yang mengutamakan penggunaan setiap resource

komputer secara maksimal Sistem time sharing Sistem yang melayani banyak user secara bersama-sama Sistem yang dapat melayani kebutuhan setiap user

Sistem transaksi real-time Sistem yang dapat melayani banyak user yang bersama-

sama mengantri untuk mengakses data dalam sebuahbasis data yang sama

Contoh: sistem pemesanan tiket (pesawat terbang,kereta api, dll)

ApaApa perbedaanperbedaan antara sistemantara sistem time sharingtime sharing dengan sistemdengan sistemtransaksitransaksi realreal--timetime ??

Sistem time sharing dapat melayani berbagaimacam program aplikasi sesuai dengankebutuhan userBanyak user mengakses banyak aplikasi

Sistem transaksi real-time hanya dapatmelayani beberapa jenis aplikasi sajaBanyak user mengakses satu atau dua aplikasi


Sistem time sharing dapat melayani berbagaimacam program aplikasi sesuai dengankebutuhan userBanyak user mengakses banyak aplikasi

Sistem transaksi real-time hanya dapatmelayani beberapa jenis aplikasi sajaBanyak user mengakses satu atau dua aplikasi

PermasalahanPermasalahan apa saja yang dapat terjadi padaapa saja yang dapat terjadi padaproses ?proses ? (1)(1)

Sinkronisasi tidak tepat Efek: salah membaca data Misal: program yang berfungsi untuk membaca data dari

harddisk mengambil data dari buffer data pada saat yangtidak tepat, maka data yang diambil bukan data yangdiinginkan

Kegagalan mutual exclusion Efek: lebih dari satu user/program berusaha mengakses

sebuah resource secara bersamaan Eksekusi program tidak terkendali Efek: hasil eksekusi program tidak pasti (sangat

dipengaruhi oleh program lain) Penjadualan eksekusi program harus secara tepat


Sinkronisasi tidak tepat Efek: salah membaca data Misal: program yang berfungsi untuk membaca data dari

harddisk mengambil data dari buffer data pada saat yangtidak tepat, maka data yang diambil bukan data yangdiinginkan

Kegagalan mutual exclusion Efek: lebih dari satu user/program berusaha mengakses

sebuah resource secara bersamaan Eksekusi program tidak terkendali Efek: hasil eksekusi program tidak pasti (sangat

dipengaruhi oleh program lain) Penjadualan eksekusi program harus secara tepat

PermasalahanPermasalahan apa saja yang dapat terjadi padaapa saja yang dapat terjadi padaproses ?proses ? (2)(2)

DeadlockEfek: terjadi hang (terdapat dua atau lebih

program saling menunggu)Misal:Dua buah program dapat dieksekusi bila telah

memperoleh 2 buah data yang terletak pada2 buah harddisk terpisah. Masing-masingprogram sedang mengakses harddisk sendiri-sendiri dan saling menunggu program lainmelepaskan harddisk yang sedang diaksesnya


DeadlockEfek: terjadi hang (terdapat dua atau lebih

program saling menunggu)Misal:Dua buah program dapat dieksekusi bila telah

memperoleh 2 buah data yang terletak pada2 buah harddisk terpisah. Masing-masingprogram sedang mengakses harddisk sendiri-sendiri dan saling menunggu program lainmelepaskan harddisk yang sedang diaksesnya

Apa saja komponen proses ?Apa saja komponen proses ?Executable program (.exe)Hal-hal yang berhubungan dengan data yang

dibutuhkan proses (variabel, buffer, workspace, dll)Execution context atau process state: Semua informasi yang dibutuhkan oleh:OS untuk mengatur proses (misal: prioritas, sedang

menunggu signal dari I/O atau tidak, dll)Prosesor untuk mengeksekusi proses (misal: nilai

program counter dan beberapa register)


Executable program (.exe)Hal-hal yang berhubungan dengan data yang

dibutuhkan proses (variabel, buffer, workspace, dll)Execution context atau process state: Semua informasi yang dibutuhkan oleh:OS untuk mengatur proses (misal: prioritas, sedang

menunggu signal dari I/O atau tidak, dll)Prosesor untuk mengeksekusi proses (misal: nilai

program counter dan beberapa register)

Contoh Pengaturan prosesContoh Pengaturan proses Process list:

Daftar proses yang akandieksekusi (responsibleOS)

Memuat entry untuksetiap proses

Entry process = pointer kelokasi memori proses

Proses = context + data +program (code)

Process index = indeksdaftar proses yang sedangdieksekusi prosesor

entry process


Process list: Daftar proses yang akan

dieksekusi (responsibleOS)

Memuat entry untuksetiap proses

Entry process = pointer kelokasi memori proses

Proses = context + data +program (code)

Process index = indeksdaftar proses yang sedangdieksekusi prosesor

b = base = alamatawal suatu proses

h = limit = jumlahalamat yangdigunakan olehsuatu proses


Proses

Manajemen memori Proteksi dan keamanan informasi (data/file) Penjadualan dan manajemen resource Struktur sistem operasi


Proses

Manajemen memori Proteksi dan keamanan informasi (data/file) Penjadualan dan manajemen resource Struktur sistem operasi

Manajemen MemoriManajemen Memori (1)(1)

Apa tujuan manajemen memori ? Agar alokasi memori dapat dilakukan secara terkendali

dan efisien Apa tugas OS pada manajemen memori ? Mengisolasi proses OS harus dapat mencegah suatu proses

mengakses/mengganggu area memori proses yang lain Mengatur dan mengalokasikan memori secara dinamis OS dapat mengalokasikan suatu program ke beberapa lokasi

memori berbeda secara dinamis Programmer tidak perlu selalu memeriksa apakah memori yang

akan digunakan cukup tersedia atau tidak ditangani olehsistem operasi

Mendukung pemrograman modular OS memberikan kemudahan bagi programmer dalam

menentukan modul program (membuat, menghancurkan, danmengubah ukuran modul) secara dinamis


Apa tujuan manajemen memori ? Agar alokasi memori dapat dilakukan secara terkendali

dan efisien Apa tugas OS pada manajemen memori ? Mengisolasi proses OS harus dapat mencegah suatu proses

mengakses/mengganggu area memori proses yang lain Mengatur dan mengalokasikan memori secara dinamis OS dapat mengalokasikan suatu program ke beberapa lokasi

memori berbeda secara dinamis Programmer tidak perlu selalu memeriksa apakah memori yang

akan digunakan cukup tersedia atau tidak ditangani olehsistem operasi

Mendukung pemrograman modular OS memberikan kemudahan bagi programmer dalam

menentukan modul program (membuat, menghancurkan, danmengubah ukuran modul) secara dinamis

Manajemen MemoriManajemen Memori (2)(2)

Apa tugas OS pada manajemen memori ?(lanjutan)Memproteksi dan mengendalikan pengaksesan

area memoriOS harus dapat mencegah terjadinya pengaksesan

ilegal area memori suatu program oleh program yanglainOS harus dapat menyediakan lokasi memori tertentu

sebagai share memory bila diperlukanMendukung penyimpanan data jangka panjangOS harus menyediakan fasilitas untuk menyimpan

data ke media yang dapat menyimpan data dalamwaktu lama


Apa tugas OS pada manajemen memori ?(lanjutan)Memproteksi dan mengendalikan pengaksesan

area memoriOS harus dapat mencegah terjadinya pengaksesan

ilegal area memori suatu program oleh program yanglainOS harus dapat menyediakan lokasi memori tertentu

sebagai share memory bila diperlukanMendukung penyimpanan data jangka panjangOS harus menyediakan fasilitas untuk menyimpan

data ke media yang dapat menyimpan data dalamwaktu lama

Memori VirtualMemori Virtual

Adalah fasilitas yang disediakan oleh OS agar suatuprogram dapat memanfaatkan sebagian areamemori sekunder (harddisk) sebagai memori utamasecara lojik

Bertujuan agar beberapa program dapat tersimpandi dalam memori secara bersamaan, sehingga tidakterjadi kekosongan aktifitas pada saat terjadipergantian eksekusi proses

Pengisolasian data antar proses dilakukan dengancara memberi kode unik untuk setiap proses

Memory sharing dilakukan dengan cara meng-overlap-kan bagian virtual memori yang akan di-sharing


Adalah fasilitas yang disediakan oleh OS agar suatuprogram dapat memanfaatkan sebagian areamemori sekunder (harddisk) sebagai memori utamasecara lojik

Bertujuan agar beberapa program dapat tersimpandi dalam memori secara bersamaan, sehingga tidakterjadi kekosongan aktifitas pada saat terjadipergantian eksekusi proses

Pengisolasian data antar proses dilakukan dengancara memberi kode unik untuk setiap proses

Memory sharing dilakukan dengan cara meng-overlap-kan bagian virtual memori yang akan di-sharing

PagingPaging Adalah salah satu teknik mapping memori dengan cara

membagi proses menjadi blok-blok kecil berukuran tetapyang disebut dengan page Mapping = penempatan program ke dalam memori

Program mengakses data menggunakan alamat virtual yangterdiri dari nomor page dan offset

Setiap page dapat ditempatkan di memori secara bebas(tidak perlu terurut) mapping dinamis

Hanya page yang sedang diperlukan saja yang harus ditaruhdi memori, sisanya tetap terletak pada harddisk

Tugas OS: Membuat mekanisme translasi/mapping alamat dengan syarat:

Overhead kecil trafik data sesedikit mungkin


Adalah salah satu teknik mapping memori dengan caramembagi proses menjadi blok-blok kecil berukuran tetapyang disebut dengan page Mapping = penempatan program ke dalam memori

Program mengakses data menggunakan alamat virtual yangterdiri dari nomor page dan offset

Setiap page dapat ditempatkan di memori secara bebas(tidak perlu terurut) mapping dinamis

Hanya page yang sedang diperlukan saja yang harus ditaruhdi memori, sisanya tetap terletak pada harddisk

Tugas OS: Membuat mekanisme translasi/mapping alamat dengan syarat:

Overhead kecil trafik data sesedikit mungkin

Apa kelebihan paging ?Apa kelebihan paging ?(+) Mapping antara alamat virtual pada

program dengan alamat fisik padamemori dapat dilakukan secara dinamis Program terdiri dari sejumlah instruksi dimana setiap

instruksi mempunyai alamat virtual Alamat virtual setiap program selalu dimulai dari alamat

nol Alamat fisik = alamat pada memori (RAM)

(+) Menghilangkan keharusan untukmenempatkan semua page suatuproses ditaruh di memori secarabersamaan


(+) Mapping antara alamat virtual padaprogram dengan alamat fisik padamemori dapat dilakukan secara dinamis Program terdiri dari sejumlah instruksi dimana setiap

instruksi mempunyai alamat virtual Alamat virtual setiap program selalu dimulai dari alamat

nol Alamat fisik = alamat pada memori (RAM)

(+) Menghilangkan keharusan untukmenempatkan semua page suatuproses ditaruh di memori secarabersamaan

Contoh Virtual MemoriContoh Virtual Memoridengan Pagingdengan Paging


hardware

Skema pengalamatanSkema pengalamatan virtual memoryvirtual memory


hardware

storage


Proses Manajemen memori

Proteksi dan keamanan informasi(data/file)

Penjadualan dan manajemen resource Struktur sistem operasi


Proses Manajemen memori

Proteksi dan keamanan informasi(data/file)

Penjadualan dan manajemen resource Struktur sistem operasi

Proteksi dan Keamanan Informasi (data/file)Proteksi dan Keamanan Informasi (data/file)

Pada sistem yang bagaimana proteksi dankeamanan informasi diperlukan ? Sistem time-sharing (banyak user) Sistem komputer yang terhubung ke jaringan

Apa saja yang perlu diproteksi/diamankan ? Jaminan informasi selalu tersedia Informasi yang dibutuhkan dilindungi sehingga selalu tersedia

Kerahasiaan informasi Informasi tidak dapat dibaca oleh user yang tidak berhak

Keutuhan data Data dilindungi dari modifikasi oleh user yang tidak berhak

Keaslian data Keaslian pemilik data dan validitas isinya dapat terlindungi


Pada sistem yang bagaimana proteksi dankeamanan informasi diperlukan ? Sistem time-sharing (banyak user) Sistem komputer yang terhubung ke jaringan

Apa saja yang perlu diproteksi/diamankan ? Jaminan informasi selalu tersedia Informasi yang dibutuhkan dilindungi sehingga selalu tersedia

Kerahasiaan informasi Informasi tidak dapat dibaca oleh user yang tidak berhak

Keutuhan data Data dilindungi dari modifikasi oleh user yang tidak berhak

Keaslian data Keaslian pemilik data dan validitas isinya dapat terlindungi


Proses Manajemen memori Proteksi dan keamanan informasi (data/file)

Penjadualan dan manajemenresource

Struktur sistem operasi


Proses Manajemen memori Proteksi dan keamanan informasi (data/file)

Penjadualan dan manajemenresource


ManajemenManajemen ResourceResource dan Penjadualandan Penjadualan Kemampuan apa yang harus dimiliki OS dalam

mengatur resource dan penjadualan ? Berlaku adil (fairness) OS harus dapat memberikan kesempatan secara adil

(proporsional) kepada semua proses dalam mengakses resource Adil belum tentu sama

+ Adil itu sama untuk proses dengan prioritas sama+ Adil itu berbeda untuk proses dengan prioritas berbeda

Mampu membedakan OS harus dapat memberikan layanan yang berbeda-beda sesuai

dengan prioritas proses Efisien Throughput maksimal Response time minimal Dapat mengakomodasi jumlah user sebanyak mungkin


Kemampuan apa yang harus dimiliki OS dalammengatur resource dan penjadualan ? Berlaku adil (fairness) OS harus dapat memberikan kesempatan secara adil

(proporsional) kepada semua proses dalam mengakses resource Adil belum tentu sama

+ Adil itu sama untuk proses dengan prioritas sama+ Adil itu berbeda untuk proses dengan prioritas berbeda

Mampu membedakan OS harus dapat memberikan layanan yang berbeda-beda sesuai

dengan prioritas proses Efisien Throughput maksimal Response time minimal Dapat mengakomodasi jumlah user sebanyak mungkin

Elemen kunci dalam penjadualan danElemen kunci dalam penjadualan danmultiprogrammingmultiprogramming (1)(1)


Queue = daftar proses yang sedang menunggu resource

Elemen kunci dalam penjadualan danElemen kunci dalam penjadualan danmultiprogrammingmultiprogramming (2)(2)

Keterangan gambar: Short-term queue: Proses yang sudah di memori dan siap dieksekusi Model antrian: round-robin, prioritas, dll

Long-term queue Daftar job baru yang sedang menunggu prosesor

I/O queue Daftar proses yang menginginkan I/O device yang sama Setiap I/O device mempunyai I/O queue sendiri-sendiri

Interrupt handler Menangani interrupt yang berasal dari proses atau I/O device

Service call handler Menangani permintaan layanan dari proses atau I/O device


Keterangan gambar: Short-term queue: Proses yang sudah di memori dan siap dieksekusi Model antrian: round-robin, prioritas, dll

Long-term queue Daftar job baru yang sedang menunggu prosesor

I/O queue Daftar proses yang menginginkan I/O device yang sama Setiap I/O device mempunyai I/O queue sendiri-sendiri

Interrupt handler Menangani interrupt yang berasal dari proses atau I/O device

Service call handler Menangani permintaan layanan dari proses atau I/O device


Proses Manajemen memori Proteksi dan keamanan informasi (data/file) Penjadualan dan manajemen resource



Proses Manajemen memori Proteksi dan keamanan informasi (data/file) Penjadualan dan manajemen resource


Mengapa sistem operasi harus terstruktur secaraMengapa sistem operasi harus terstruktur secarabaik ?baik ?

Jumlah baris program pembentuk sistem operasi terusmenerus membengkak: CTSS - MIT (1963) : 32.000 word masing-masing 36 bit OS/360 - IBM (1964): lebih dari satu juta instruksi mesin Multics system – MIT dan Bell (1975): lebih dari 20 juta instruksi

mesin Windows NT 4.0: 16 juta baris program Windows 2000 : 32 juta baris program

Penyelesaian pengembangan sistem operasi selalu terlambatdari jadual semula

Selalu terdapat bug pada OS Performansi OS kadang-kadang tidak seperti yang diharapkan Terbukti tidak mudah membangun OS yang kompleks yang

handal terhadap macam ancaman keamanaan (virus, worm,akses ilegal)


Jumlah baris program pembentuk sistem operasi terusmenerus membengkak: CTSS - MIT (1963) : 32.000 word masing-masing 36 bit OS/360 - IBM (1964): lebih dari satu juta instruksi mesin Multics system – MIT dan Bell (1975): lebih dari 20 juta instruksi

mesin Windows NT 4.0: 16 juta baris program Windows 2000 : 32 juta baris program

Penyelesaian pengembangan sistem operasi selalu terlambatdari jadual semula

Selalu terdapat bug pada OS Performansi OS kadang-kadang tidak seperti yang diharapkan Terbukti tidak mudah membangun OS yang kompleks yang

handal terhadap macam ancaman keamanaan (virus, worm,akses ilegal)

Struktur Sistem Operasi HirarkiStruktur Sistem Operasi Hirarki (1)(1)

Untuk sistem yang kompleks modular saja tidakcukup perlu dibuat hirarki Sistem operasi terdiri dari beberapa level (tingkatan) Setiap tingkatan melakukan fungsi-fungsi khusus Semakin rendah tingkatannya, maka fungsi yang

dilakukan semakin primitif, semikian pula sebaliknya Model hirarki dapat memecah permasalahan besar

menjadi sub-sub masalah yang lebih kecil sehingga lebihmudah diatur dan dicari solusinya


Untuk sistem yang kompleks modular saja tidakcukup perlu dibuat hirarki Sistem operasi terdiri dari beberapa level (tingkatan) Setiap tingkatan melakukan fungsi-fungsi khusus Semakin rendah tingkatannya, maka fungsi yang

dilakukan semakin primitif, semikian pula sebaliknya Model hirarki dapat memecah permasalahan besar

menjadi sub-sub masalah yang lebih kecil sehingga lebihmudah diatur dan dicari solusinya


Level Name Objects Example Operations

4 Interrupts Interrupt-handling, Invoke, mask, unmask,programs context retry

3 Procedures Procedures (subroutine), Mark stack, call, returncall stack, display

2 Instruction Set Evaluation stack, Load, store, add,(Machine microprogram inter- subtract, branchinstructions) preter, scalar and

array data

1 Electronic Registers, gates, Clear register, transfer,circuits buses, memory cells activate, complement

etc.

Level hardware (CPU), bukan bagian sistem operasi:


Level Name Objects Example Operations

4 Interrupts Interrupt-handling, Invoke, mask, unmask,programs context retry

3 Procedures Procedures (subroutine), Mark stack, call, returncall stack, display

2 Instruction Set Evaluation stack, Load, store, add,(Machine microprogram inter- subtract, branchinstructions) preter, scalar and

array data

1 Electronic Registers, gates, Clear register, transfer,circuits buses, memory cells activate, complement

etc.


Level Name Object Example Operations

7 Virtual Memory Segments, pages Read, write, fetch(logical address)

6 Local secondary Blocks of data, Read, write, allocate,(head, track, sector) device channels free

5 Primitive Primitive processes, Suspend, resume,processes semaphores, ready wait, signal

list


Level Name Object Example Operations

7 Virtual Memory Segments, pages Read, write, fetch(logical address)

6 Local secondary Blocks of data, Read, write, allocate,(head, track, sector) device channels free

5 Primitive Primitive processes, Suspend, resume,processes semaphores, ready wait, signal

list


Level Name Objects Example Operations13 Shell User programming Statements in shell

(graphical manner) environment language12 User processes User processes Quit, kill, suspend, resume11 Directories Directories Create, destroy, attach,

(access rights) detach, search, list10 Devices External devices, Open, close, read, write

such as printer,displays andkeyboards

9 File system Files Create, destroy, open,close, read, write

8 Communications Pipes (logical channel Create, destroy, open,(between processes) for flow of data) close, read, write


Level Name Objects Example Operations13 Shell User programming Statements in shell

(graphical manner) environment language12 User processes User processes Quit, kill, suspend, resume11 Directories Directories Create, destroy, attach,

(access rights) detach, search, list10 Devices External devices, Open, close, read, write

such as printer,displays andkeyboards

9 File system Files Create, destroy, open,close, read, write

8 Communications Pipes (logical channel Create, destroy, open,(between processes) for flow of data) close, read, write

Pemicu perkembangan sistem operasi modernPemicu perkembangan sistem operasi modern

Hardware: Kecepatan hardware semakin tinggi Kecepatan jaringan semakin tinggi Kapasitas penyimpan data semakin besar dan semakin

banyak macamnya Aplikasi: Aplikasi multimedia Internet dan akses jaringan Aplikasi client/server

Keamanan: Virus Worm Hacker


Hardware: Kecepatan hardware semakin tinggi Kecepatan jaringan semakin tinggi Kapasitas penyimpan data semakin besar dan semakin

banyak macamnya Aplikasi: Aplikasi multimedia Internet dan akses jaringan Aplikasi client/server

Keamanan: Virus Worm Hacker

Jenis sistem operasi modernJenis sistem operasi modern

Monolitic kernelArsitektur microkernelMultithreadingSymmetric multiprocessing (SMP)Sistem operasi terdistribusiSistem operasi model object-oriented


Monolitic kernelArsitektur microkernelMultithreadingSymmetric multiprocessing (SMP)Sistem operasi terdistribusiSistem operasi model object-oriented

Monolitic kernel danMonolitic kernel dan ArsitekturArsitektur MicrokernelMicrokernel Monolitic kernel

Sistem operasi diimplementasikan sebagai sebuah prosesbesar dimana seluruh komponen penyusunnya (penjadualan,sistem file, jaringan, device driver, manajemen memori, dll)mengakses ruang alamat yang sama

Arsitektur Microkernel Sistem operasi model Microkernel terdiri dari 2 bagian: Kernel: terdiri dari interprocess communication (IPC),

penjadualan dasar, dan ruang alamat Server:

• Terdiri dari semua layanan yang lain• Berada pada user mode diperlakukan sama seperti

program aplikasi Kelebihan: (+) Implementasinya lebih sederhana (+) Lebih fleksibel (+) Sangat sesuai untuk lingkungan terdistribusi


Monolitic kernel Sistem operasi diimplementasikan sebagai sebuah proses

besar dimana seluruh komponen penyusunnya (penjadualan,sistem file, jaringan, device driver, manajemen memori, dll)mengakses ruang alamat yang sama

Arsitektur Microkernel Sistem operasi model Microkernel terdiri dari 2 bagian: Kernel: terdiri dari interprocess communication (IPC),

penjadualan dasar, dan ruang alamat Server:

• Terdiri dari semua layanan yang lain• Berada pada user mode diperlakukan sama seperti

program aplikasi Kelebihan: (+) Implementasinya lebih sederhana (+) Lebih fleksibel (+) Sangat sesuai untuk lingkungan terdistribusi

MultithreadingMultithreading (1)(1)

Proses yang sedang dieksekusi dipecah-pecahmenjadi bagian-bagian kecil yang berjalan secaraconcurrent (sendiri-sendiri tapi akur)

Thread: Pecahan dari proses yang dapat dieksekusi Thread mempunyai context untuk prosesor (PC dan stack

pointer) dan area data untuk stack Thread yang sedang dieksekusi dapat diinterrupt

dapat berpindah dari satu thread ke thread yang lain Proses: Kumpulan dari satu thread atau lebih dan resource yang

diperlukan (code, data, file, device, dll)


Proses yang sedang dieksekusi dipecah-pecahmenjadi bagian-bagian kecil yang berjalan secaraconcurrent (sendiri-sendiri tapi akur)

Thread: Pecahan dari proses yang dapat dieksekusi Thread mempunyai context untuk prosesor (PC dan stack

pointer) dan area data untuk stack Thread yang sedang dieksekusi dapat diinterrupt

dapat berpindah dari satu thread ke thread yang lain Proses: Kumpulan dari satu thread atau lebih dan resource yang

diperlukan (code, data, file, device, dll)

MultithreadingMultithreading (2)(2)

Di mana model multithreading diterapkan ? Pada aplikasi yang menjalankan beberapa tugas berbeda

yang boleh dilakukan secara tidak berurutan Misal: server database melayani permintaan banyak

client secara terpisah Kelebihan:

(+) Modularity aplikasi lebih terkontrol(+) Respon aplikasi terhadap suatu event lebih terjamin(+) Overhead prosesor pada saat pergantian thread

yang dieksekusi lebih kecil (ingat interrupt padaproses !)


Di mana model multithreading diterapkan ? Pada aplikasi yang menjalankan beberapa tugas berbeda

yang boleh dilakukan secara tidak berurutan Misal: server database melayani permintaan banyak

client secara terpisah Kelebihan:

(+) Modularity aplikasi lebih terkontrol(+) Respon aplikasi terhadap suatu event lebih terjamin(+) Overhead prosesor pada saat pergantian thread

yang dieksekusi lebih kecil (ingat interrupt padaproses !)

Symmetric Multiprocessing (SMP)Symmetric Multiprocessing (SMP) (1)(1)

Sistem operasi yang dijalankan pada komputeryang menggunakan lebih dari satu prosesor yangsimetris harus mempunyai fungsi dan tool yang dapat

mengekploitasi prosesor paralel Tujuan: Efisiensi lebih tinggi Reliability (kehandalan) meningkat

Ciri-ciri komputer multiprosesor: Terdapat lebih dari satu prosesor Memori dan fasilitas I/O digunakan secara bersama-

sama (sharing) Setiap prosesor dapat melakukan fungsi-fungsi yang

sama (symmetric)Sistem Operasi/2014 #35

Sistem operasi yang dijalankan pada komputeryang menggunakan lebih dari satu prosesor yangsimetris harus mempunyai fungsi dan tool yang dapat

mengekploitasi prosesor paralel Tujuan: Efisiensi lebih tinggi Reliability (kehandalan) meningkat

Ciri-ciri komputer multiprosesor: Terdapat lebih dari satu prosesor Memori dan fasilitas I/O digunakan secara bersama-

sama (sharing) Setiap prosesor dapat melakukan fungsi-fungsi yang

sama (symmetric)

Symmetric Multiprocessing (SMP)Symmetric Multiprocessing (SMP) (2)(2)

Apa kelebihan dibanding prosesor tunggal ?(+) Performansi lebih baik Dalam satu saat dapat dieksekusi lebih dari satu proses benar-

benar bersamaan (lihat gambar pada slide selanjutnya)(+) Lebih handal (reliable) Jika sebuah prosesor mengalami gangguan sistem masih tetap

dapat bekerja(+) Dapat dikembangkan Performansi sistem dapat ditingkatkan cukup dengan menambah

jumlah prosesor(+) Pilihan produk lebih banyak (scaling) Pembuat komputer dapat menjual beberapa macam komputer

dengan performansi dan harga berbeda berdasarkan jumlahprosesor yang digunakan

(+) Performansinya tetap baik meskipun tidak menerap-kan multithreading


Apa kelebihan dibanding prosesor tunggal ?(+) Performansi lebih baik Dalam satu saat dapat dieksekusi lebih dari satu proses benar-

benar bersamaan (lihat gambar pada slide selanjutnya)(+) Lebih handal (reliable) Jika sebuah prosesor mengalami gangguan sistem masih tetap

dapat bekerja(+) Dapat dikembangkan Performansi sistem dapat ditingkatkan cukup dengan menambah

jumlah prosesor(+) Pilihan produk lebih banyak (scaling) Pembuat komputer dapat menjual beberapa macam komputer

dengan performansi dan harga berbeda berdasarkan jumlahprosesor yang digunakan

(+) Performansinya tetap baik meskipun tidak menerap-kan multithreading

MultiprogrammingMultiprogramming dandan MultiprocessingMultiprocessing


Sistem Operasi Terdistribusi danSistem Operasi Terdistribusi danModelModel objectobject--orientedoriented

Sistem operasi terdistribusi Sejumlah komputer terhubung melalui jaringan

membentuk sebuah cluster Setiap komputer mempunyai resource (memori,

harddisk, file) sendiri-sendiriUser dapat memanfaatkan resource yang ada di

komputer lainSistem operasi model object-orientedModul yang ditambahkan ke kernel dirancang

dengan metode object-oriented Programmer dapat meng-customize sistem

operasi tanpa mengganggu integritas sistemSistem Operasi/2014 #38

Sistem operasi terdistribusi Sejumlah komputer terhubung melalui jaringan

membentuk sebuah cluster Setiap komputer mempunyai resource (memori,

harddisk, file) sendiri-sendiriUser dapat memanfaatkan resource yang ada di

komputer lainSistem operasi model object-orientedModul yang ditambahkan ke kernel dirancang

dengan metode object-oriented Programmer dapat meng-customize sistem

operasi tanpa mengganggu integritas sistem

Review Sistem OperasiReview Sistem Operasi

WindowsUNIX


Arsitektur WindowsArsitektur WindowsStrukturnya modular agar lebih fleksibelDapat dijalankan pada berbagai perangkat

kerasMendukung aplikasi yang dibuat untuk sistem

operasi lainMenggunakan arsitektur model microkernel

yang dimodifikasiTerdapat sejumlah fungsi sistem microkernel

yang dijalankan pada mode kernelSuatu modul dapat dibuang, di-upgrade, atau

diganti tanpa menulis ulang seluruh sistemSistem Operasi/2014 #40

Strukturnya modular agar lebih fleksibelDapat dijalankan pada berbagai perangkat

kerasMendukung aplikasi yang dibuat untuk sistem

operasi lainMenggunakan arsitektur model microkernel

yang dimodifikasiTerdapat sejumlah fungsi sistem microkernel

yang dijalankan pada mode kernelSuatu modul dapat dibuang, di-upgrade, atau

diganti tanpa menulis ulang seluruh sistem

ArsitekturArsitekturWindowsWindows20002000


Komponen Mode KernelKomponen Mode Kernel (1)(1)

ExecutiveTerdiri dari layanan dasar sistem operasiManajemen memoriManajemen Proses dan thread KeamananManajemen I/O Komunikasi antar proses

KernelTerdiri dari komponen yang paling sering

digunakan


ExecutiveTerdiri dari layanan dasar sistem operasiManajemen memoriManajemen Proses dan thread KeamananManajemen I/O Komunikasi antar proses

KernelTerdiri dari komponen yang paling sering

digunakan

Komponen Mode KernelKomponen Mode Kernel (2)(2)

Hardware Abstraction Layer (HAL)Mengisolasi sistem operasi dari platform

perangkat keras yang berbeda-beda

Device driversMentranslasikan fungsi call suatu I/O menjadi

request I/O device

Sistem window dan grafisMenerapkan Graphical User Interface (GUI)


Hardware Abstraction Layer (HAL)Mengisolasi sistem operasi dari platform

perangkat keras yang berbeda-beda

Device driversMentranslasikan fungsi call suatu I/O menjadi

request I/O device

Sistem window dan grafisMenerapkan Graphical User Interface (GUI)

Eksekutif WindowsEksekutif Windows I/O manager Cache manager Object manager Plug and play manager Power manager Security reference monitor Virtual memory manager Process/thread manager Configuration manager Local procedure call (LPC) facility


I/O manager Cache manager Object manager Plug and play manager Power manager Security reference monitor Virtual memory manager Process/thread manager Configuration manager Local procedure call (LPC) facility

Proses Mode UserProses Mode User

Merupakan sistem khusus yang mendukungprosesMisal: logon process and the session manager

Service processesEnvironment subsystemsAplikasi user


Merupakan sistem khusus yang mendukungprosesMisal: logon process and the session manager

Service processesEnvironment subsystemsAplikasi user

Model Client/ServerModel Client/ServerMenyederhanakan ExecutiveMemungkinkan untuk menyusun bermacam-

macam APIMemperbaiki kehandalan Setiap layanan berjalan pada proses terpisah

dengan partisi memori masing-masingClient tidak dapat mengakses hardware secara

langsungMemberikan sarana yang seragam bagi

aplikasi untuk berkomunikasi melalui LPCMendukung komputasi terdistribusi


Menyederhanakan ExecutiveMemungkinkan untuk menyusun bermacam-

macam APIMemperbaiki kehandalan Setiap layanan berjalan pada proses terpisah

dengan partisi memori masing-masingClient tidak dapat mengakses hardware secara

langsungMemberikan sarana yang seragam bagi

aplikasi untuk berkomunikasi melalui LPCMendukung komputasi terdistribusi

Thread dan SMPThread dan SMP Routine sistem operasi dapat berjalan pada

prosesor yang mana saja yang tersedia Routine berbeda dapat dieksekusi secara

bersamaaan pada prosesor yang berbeda Sebuah proses dengan banyak thread dapat

dieksekusi secara bersamaan pada prosesor yangberbeda

Proses server bisa terdiri dari banyak thread Antar proses dapat menggunakan data dan

resource bersama-sama


Routine sistem operasi dapat berjalan padaprosesor yang mana saja yang tersedia

Routine berbeda dapat dieksekusi secarabersamaaan pada prosesor yang berbeda

Sebuah proses dengan banyak thread dapatdieksekusi secara bersamaan pada prosesor yangberbeda

Proses server bisa terdiri dari banyak thread Antar proses dapat menggunakan data dan

resource bersama-sama

Objek WindowsObjek Windows

EncapsulasiObjek terdiri dari satu atau lebih item data dan

satu atau lebih prosedur

Kelas objek atau instansiasiMembuat instansiasi tertentu suatu objek

InheritanceMendukung sejumlah perluasan di dalam

ExecutivePolimorfisme


EncapsulasiObjek terdiri dari satu atau lebih item data dan

satu atau lebih prosedur

Kelas objek atau instansiasiMembuat instansiasi tertentu suatu objek

InheritanceMendukung sejumlah perluasan di dalam

ExecutivePolimorfisme

Review Sistem OperasiReview Sistem Operasi

Windows

UNIX


Windows

UNIX

Spesifikasi UNIXSpesifikasi UNIX

Hardware dikelilingi oleh software sistemoperasiSistem operasi disebutkernel sistemTerdiri dari sejumlah layanan dan antarmuka

untuk user: ShellKomponen kompiler C


Hardware dikelilingi oleh software sistemoperasiSistem operasi disebutkernel sistemTerdiri dari sejumlah layanan dan antarmuka

untuk user: ShellKomponen kompiler C

Arsitektur UNIXArsitektur UNIX


Kernel UNIXKernel UNIX


Kernel UNIX ModernKernel UNIX Modern


Contoh Sistem Operasi UNIX ModernContoh Sistem Operasi UNIX Modern

System V Release 4 (SVR4)Solaris 94.4BSD Linux


Referensi:Referensi:

[STA00] Stallings, William. 2009. Operating System:Internal and Design Principles. 6th edition.Prentice Hall


Documents

Overview SistemOperasi - Telkom Universitycdndata.telkomuniversity.ac.id/pjj/z1414641041430ea8c87b1c9d04a7c... · 5 Hal Utama Dalam Pengembangan Sistem Operasi Proses Manajemen memori