struktur sistem operasi system (OS) serta macamnya

Struktur-struktur OS

Tanpa adanya modularitas maka fungsi dan struktur OS secara keseluruhan rumit

Dibagi dalam modul dengan fungsi tertentu, dengan akses (input, output) tertentu

Komponen dalam Sistem operasi

• Manajemen Proses
• Manajemen Memori
• Manajemen Storage/Data
• Manajemen I/O dan Berkas (File)
• Proteksi
• Networking
• Interface dengan user (command interpreter)

Manajemen Proses

Proses adalah program yang dieksekusi, memerlukan resource, CPU time, memory, file, I/O device.

OS bertanggung jawab dalam :

• Create & delete ; baik proses user maupun sistem
• Suspend & meneruskan proses
• Mendukung mekanisme-mekanisme sinkronisasi proses
• Mendukung mekanisme proses communication
• Mendukung mekanisme penanganan deadlock

Manajemen Memori Utama

Memory merupakan array words/byte dalam jumlah besar. Akses share data secara cepat oleh CPU dan I/O device

Volatile storage device

OS bertanggung jawab dalam :

• Keep track bagian mana dari memori yang sedang digunakan & oleh siapa
• Memutuskan proses-proses mana yang di-load ke ruang memori saat available
• Alokasi & dealokasi ruang memori

Manajemen Secondary-Storage

Back up main memory, non-volatile

Data dan program disimpan disimpan dalam secondary storage (penyimpanan sekunder; disk)

OS bertanggung jawab dalam :

• Bagaimana mengelola ruang yang kosong dalam storage
• Bagaimana mengalokasi storage
• Bagaimana melakukan scheduling penggunaan disk

Manajemen I/O

OS bertanggung jawab dalam :
“menyembunyikan” kekhususan perangkat keras tertentu dari user
Melakukan optimalisasi dalam akses
Buffer cache system : menampung sementara data dari/ke piranti I/O
Spooling : melakukan penjadwalan pemakaian I/O sistem supaya lebih efisien (antrian, dsb)
Interface device-driver : open, read, write, close
Drivers untuk spesifik perangkat keras :
Menyediakan driver untuk melakukan operasi detail untuk perangkat keras tertentu

Manajemen File

Berkas (File) adalah kumpulan informasi yang berhubungan (sesuai dengan tujuan pembuat berkas tersebut). Biasanya berkas merepresentasikan program dan data

OS bertanggung jawab dalam :

• Pembuatan dan penghapusan file
• Pembuatan dan penghapusan direktori
• Mendukung primitif-primitif manipulasi file dan direktori
• Pemetaan file dalam secondary storage
• Backup file dalam media yang stabil (non-volatile)

Networking (Distributed System)

Distributed system : kumpulan prosesor yang terdistribusi, tidak berbagi (share) memory atau clock. Setiap prosesor memiliki memori lokal masing-masing

Prosesor-prosesor dalam sistem terhubung dalam jaringan komunikasi

Sebagai pengatur (protokol) dalam komunikasi data

Menentukan strategi-strategi menangani masalah-masalah komunikasi

Mengatur network file system

Dengan adanya shared resource :

1. Peningkatan kecepatan komputasi
2. Peningkatan penyediaan data
3. Meningkatkan reliabilitas (kehandalan)

Sistem Proteksi

Mekanisme untuk mengontrol akses yang dilakukan oleh program, prosesor atau user ke resource-resource dalam sistem komputer

Mekanisme proteksi :

Dapat membedakan pemakaian yang sah (authorized) & yang tidak sah (unauthorized)

Spesifikasi kontrol yang dikenakan

Menyediakan alat untuk pemberlakuan sistem

Command Interpreter :

Memungkinkan sistem berkomunikasi dengan user melalui perintah-perintah menjalankan proses yang telah didefinisikan dan parameternya serta melakukan respon

OS menunggu instruksi dari user (command driven)

Control statement berhubungan dengan :

process creation and management

I/O handling

secondary-storage management

main-memory management

file-system access

protection

networking

Program yang membaca instruksi dan mengartikan control statements (keinginan pengguna) umumnya disebut :

control-card interpreter

 command-line interpreter

 UNIX Shell

Command-Interpreter System sangat bervariasi dari satu sistem operasi ke sistem operasi yang lain dan disesuaikan dengan tujuan dan teknologi I/O peranti yang ada.

Contohnya : CLI, Windows, Pen-based (touch), dll

Layanan Operating System

Eksekusi program : load program user ke memory dan menjalankannya (run)

Operasi-operasi I/O : pengguna tidak bisa mengontrol I/O secara langsung (untuk efisiensi & keamanan), sistem harus bisa menyediakan mekanisme untuk melakukan operasi I/O

Manipulasi file system : read, write, create & delete

System Call

Menyediakan antarmuka antara proses (program yang run) dengan OS

Umumnya dalam bentuk instruksi bahasa assembly

Bahasa untuk system programming tingkat tinggi biasanya memungkinkan system call dilakukan langsung

Misal C, C++, Bliss, PL/360

Tiga metode untuk passing parameter antara running program dan OS :

Pass parameter melalui register

Meyimpan parameter dalam blok atau tabel pada memory, dan alamat tabel di-passing sebagai parameter dlm register

Mmenyimpan parameter (push) ke dalam stack (oleh program), dan pop off parameter pada stack (oleh OS)

Jenis-jenis System Call

1. Process Control
2. File Manipulation
3. Device Manipulation
4. Information Maintenance
5. Communication

Model Komunikasi

Komunikasi dapat dilakukan dengan cara message passing atau shared memory

Pemrograman Sistem

Pemrograman sistem menyediakan lingkungan yang memungkinkan pengembangan program dan eksekusi berjalan dengan baik

Dapat dikategorikan :

Manipulasi Berkas (File)

Informasi Status : tanggal, jam, jumlah memori, disk, dll

Modifikasi Berkas

Mendukung bahasa pemrograman : kompilator, assembly, interpreter

Loading & eksekusi program

Komunikasi : menyediakan mekanisme komunikasi antara proses, user dan sistem komputer yang berbeda

Dari sisi user, operasional sistem dilakukan dengan system program, bukan system call

Struktur Sistem

• Struktur Sederhana : Dimulai dengan sistem yang kecil, sederhana dan terbatas kemudian berkembang dengan cakupan original
• Struktur sistem MS-DOS : disusun untuk mendukung fungsi yang banyak pada ruang yang kecil
• Struktur Lapisan MS-DOS
• Struktur Sistem UNIX 

Memiliki struktur yang terbatas

Terdiri dari 2 bagian :

• Kernel : Berada dibawah antarmuka system call dan diatas hardware Menyediakan sistem berkas, penjadualan CPU, manajemen memori, device driver, dan fungsi OS lainnya
• Program Sistem

Kernel

Kategori kernel :

Monolithic kernel. Kernel yang menyediakan abstraksi akses ke perangkat keras yang kaya dan handal. Semua layanan OS dilakukan pada kernel

Semua code pada address space yang sama (kernel space) Meningkatkan performance system

Mudah dalam hal design dan implementasi Bugs dapat menyebabkan sistem crash

Microkernel adalah Kernel yang menyediakan hanya sekumpulan kecil abstraksi perangkat keras sederhana, dan menggunakan aplikasi-aplikasi yang disebut sebagai server untuk menyediakan fungsi-fungsi lainnya.

Banyak layanan OS yang run pada user space untuk me-minimalisasi kernel (seperti networking)

Modularity  : mudah dalam me-memaintain code

Hybrid (modifikasi dari microkernel). Kernel yang mirip microkernel, tetapi ia juga memasukkan beberapa service tambahan di kernel (network stack, file system) agar menjadi lebih cepat.

Running beberapa layanan OS (network stack, file system) dalam kernel space untuk mengurangi performance overhead dari metode microkernel, tetapi tetap menjalankan kernel code (seperti device driver) sebagai server di user space

Exokernel. Kernel yang tidak menyediakan sama sekali abstraksi hardware, tapi ia menyediakan sekumpulan library yang menyediakan fungsi-fungsi akses ke perangkat keras secara langsung.

Mikrokernel

Menyusun sistem operasi dengan menghapus semua komponen yang tidak esensial dari kernel, dan mengimplementasikannya sebagai sistem program dan level pengguna

Fungsi utama : mendukung fasilitas komunikasi antara program klien dan bermacam-macam layanan yang juga berjalan di user-space

Keuntungan :

Ketika layanan baru akan ditambahkan ke user-space, kernel tidak perlu di-modif

OS lebih mudah ditempatkan (porting) pada suatu desain perangkat keras ke desain perangkat keras lainnya (asrsitektur sistem yang baru)

Mendukung keamanan & reliabilitas lebih

 Contoh sistem operasi :

Tru64 UNIX, MacOSX, QNX

Virtual Machine (VM)

Menggunakan layered approach

Melihat hardware dan kernel OS sebagai suatu “hardware”

Menyediakan interface yang identik dengan underlaying bare hardware

OS menyediakan illusion dari banyak proses yang masing-masing berjalan pada prosesornya serta memorinya (virtual) sendiri

Resource dari komputer fisiknya di-share menjadi sejumlah mesin-mesin virtual

CPU scheduling yang menciptakan penampilan seakan-akan user memiliki prosesor sendiri

Spooling & file system menyediakan virtual card readers dan virtual line printers

Sebuah time-sharing terminal user berlaku sebagai virtual console

VM software membutuhkan ruang di dalam disk untuk menyediakan memori virtual dan spooling, yaitu sebuah disk virtual

Struktur Sistem Operasi Windows

Disini saya akan melanjutkan mengenai penjelasan struktur sistem operasi lebih mendetail. Saya akan menjelaskan struktur sitem operasi pada windows : Windows merupakan sistem operasi yang paling banyak di gunakan oleh pengguna komputer di seluruh dunia. Mengapa? tentu saja tampilannya yang user friendly sangat mudah di gunakan oleh user. Selain itu Windows juga membuat struktur direktori yang mudah di gunakan.  Ada 3 Sistem File yang terdapat di dalam sistem operasi ini: FAT 16: Sistem file ini di perkenalkan pada tahun 1981 melalui MS-DOS. Pada saat mendesainnya sistem ini hanya di peruntukan untuk mengatur file pada floopy drive saja, namun semakin di kembangkan sehingga dapat juga untuk mengatur file pada harddisk. Sistem file ini juga compatible untuk semua OS yang ada pada saat itu, seperti Windows 95/98/me, OS/2, bahkan juga Unix. Namun kekurangan dari sistem file ini, tidak adanya dukungan untuk kompresi, enkripsi dan kontrol akses dalam partisi. FAT 32: merupakan pengembangan dari FAT 16 sehingga kemampuan harddisk menjadi lebih baik lagi. Seperti kebalikannya dari FAT 16, FAT 32 tidak dapat di gunankan oleh sembarang sistem operasi dengan kata lain tidak semua OS dapat menggunakan sistem file ini.  NTFS: merupakan terobosan baru yang benar-benar berbeda dari teknologi sebelumnya, seperti sebuah gebrakan sistem file ini sudah mendukung untuk kompresi file, enkripsi data dan cluster serta peningkatan security yang jauh lebih baik. New Technologi File System merupakan kepanjangan dari NTFS, yang dapat di gunakan hanya pada Windows NT dan semua keluarganya.  Untuk Struktur File Windows ini dapat di lihat dari gambar berikut: Dari gambar di atas sudah cukup jelas menjelaskan pembagian direktori file pada sistem operasi windows. Sedangkan My Computer sendiri adalah sebagai root nya, yang terdiri dari C:, D:, dan E: yang penggunaannya dapat di sesuaikan oleh user. kecuali untuk C: yang otomatis untuk tempat menyimpan file Sistem operasi nya itu sendiri. Penjelasan berikut, merupakan direktori yang secara otomatis akan terbentuk saat instalasi Windows: Direktori C:\Windows : pada direktori ini terdapat semua sistem dari Windows. Seperti Device Driver, Registry dan program-program lain yang di gunakan oleh windows untuk dapat bekerja dengan baik. Direktori C:\Program Files : direktori ini menyimpan program-program yang di telah di install pada sistem operasi Windows. Direktori C:\My Document : direktori ini berisi semua data maupun dokumen yang di miliki oleh user.     Struktur Sistem Operasi Linux Struktur Sistem Operasi Linux itu terdiri dari 3 komponen utama.           1.   Kernel : yakni suatu perangkat lunak yang menjadi bagian utama dari sebuah sistem operasi.Disini kernel menyediakan semua fungsi untuk menjalankan proses, juga menyediakan layanan sistem untuk memberikan pengaturan dan proteksi akses ke sumber daya perangkat keras termasuk memori virtual.               2.   System Library : yakni kumpulan fungsi standar dimana aplikasi dapat berinteraksi dengan inti dari sebuah sistem operasi yaitu kernel.               3.   System Utilities : yakni program yang bertugas mengatur dan memanage secara  individual, termasuk semua program yang di perlukan untuk menginisialisasi sistem. Dan untuk struktur sistem file nya, di Linux di kenal dengan nama Directory. Berikut beberapa penjelasan dan kegunaan dari masing-masing file-file di Linux: 1.     / (Root)  o    Merupakan directory yang dapat di akses oleh super administrator atau user root. o    Perhatikan saat penulisannya / tidak sama dengan /root.  2.     /bin (User Binaries) o    Berisi file-file ekseskusi. Direcktori ini juga menyimpan perintah yang di gunakan oleh sistem. o    Contoh : ps, ls, ping, grep, cp 3.     /sbin (System Binaries) o    Fungsinya masih sama dengan /bin, perbedaannya ini untuk perintah-perintah yang di lakukan oleh administrator sistem untuk memelihara sistem. o    Contoh: arp, halt, shutdown, route dll. 4.     /etc (Configuration Files) o    Berisi file yang di jalankan ketika startup, serta file-file konfigurasi semua program.  o    Contoh: /etc/resolv.conf , /etc/logrotate.conf 5.     /dev (Device Files) o    Berisi file device komputer. Termasuk perangkat terminal, USB atau perangkat lainnya.  o    Contoh: /dev/tty1 ,  /dev/usbmon0  6.     /proc (Process Information) o    Berisi informasi tentang proses sistem, baik itu file System virtual dengan teks yang menginformasikan tentang sumber daya sistem maupun informasi tentang menjalankan proses. o    Contoh: /proc/uptime ,  /proc/{pid} 7.     /var (Variable Files) beberapa contoh nya sebagai berikut: o    /var/log  = berisi file-file log sistem  o    /var/lib  = berisi paket dan file database o    /var/mail = email o    /var/spool = antrian print o    /var/lock = kunci file o    /var/tmp = temporary file yang di butuhkan saat reboot. 8.     /tmp (Temporary Files) o    Berisi file-file sementara yang di buat oleh sistem dan user, dan akan di hapus saat sistem reboot.  9.     /usr (User Program) o    Berisi file-file binari, libraries, dokumentasi dan source code dari sistem. o    Terbagi menjadi beberapa: §  Yang berisi file binari untuk program (/usr/bin). Contoh : at, awk, cc §  Yang berisi file binari untuk sistem administrator (/usr/sbin). Contoh : atd, cron, sshd §  Yang berisi file libraries (/usr/lib) 10.   /home (Home Directories) o    Direktori ini digunakan untuk menyimpan semua file pribadi pengguna.   o    Contoh: /home/nurul 11.   /boot (Boot Loader Files) o    Berisi file-file yang berhubungan dengan boot loader, seperti initrd.img-5.2.20-12-generic 12.   /lib (System Libraries) 13.   /opt (Optional add-on Applications) o    Menyimpan file-file tambahan dari vendor tertentu yang bersifat sementara. 14.   /mnt (Mount Directory) o    Direktori sementara tempat sysadmin men mount filesystem.  15.   /media (Removable Media Device) o    Direktori sementara untuk removable device.  16.   /srv (Service Data) o    Berisi file-file yang di perlukan oleh server. Sistem Operasi Machintosh Machintosh disebut juga Mac-OSX yang merupakan suatu sistem operasi keluaran Apple yang dikembangkan dari BSD turunan dari Unix. Dalam Mac-OS X terdapat beberapa hal antara lain : -          Finder : mengenalkan direktori-direktori dalam home -          Finder management berisi penjelasan antara lain : pembuatan shortcutz, jenis view folder, manajemen berkas ,dll -          Aplikasion management Di dalamnya akan diperkenalkan antara lain : menutup aplikasi, menyembunyikan, cara cetak melalui mesin cetak, ke format PDF, cara Fax & E-mail, koneksi antar kamera & Video cam, dll -          Pengenalan aplikasi untuk kebutuhan secara umum seperti office, foto, web, music, film, dll. Kelebihan machintosh antara lain : -          Dengan tampilan GUI-nya yang indah dan ekslusif membuat pemakai nyaman menggunakanya, lebih interaktif -          Lebih tahan terhadap serangan virus seperti halnya Linux -          Dengan dukungan software yang lebih baik dari pada Linux Kekurangan : -          Harga softwarenya lebih mahal dibandingkan windows -          Pelayanan Apple store belum sacara keseluruhan masuk ke wilayah Indonesia, menyebankan masalah dalam mencari aplikasinya Kita bisa lihat pada gambar berikut ini tentang Struktur Machintosh :