Konsep Dasar Sistem Operasi

View more presentations


 

Konsep Dasar Sistem Operasi

• 1. Konsep DasarSistem Operasi
• 2. Konsep Dasar Sistem Operasi Komponen Sistem Operasi Layanan Sistem Operasi System Calls Pemrograman Sistem Struktur sistem Mesin Virtual System Generation Rancangan Sistem
• 3. Komponen SistemManagemen ProsesManagemen Memori UtamaManagemen BerkasManagemen I/OManagemen Penyimpanan SekunderJaringanSistem ProteksiCommand-Interpreter System
• 4. Managemen Proses (1) Proses adalah sebuah program yang sedang dijalankan (eksekusi).Suatu proses memerlukan sumber daya pada saat ekesekusi: CPU time, memori, berkas dan peranti I/O
• 5. Managemen Proses (2)Sistem operasi bertanggung jawab terhadap aktifitas yangberhubungan dengan manajemen proses: Pembuatan dan penghapusan proses Penundaan dan pelanjutan proses Penyedia mekanisme untuk: • Sinkronisasi antar proses • Komunikasi antar proses • Penanganan Deadlock
• 6. Managemen Memori Utama (1)Memori sebagai tempat penyimpanan instruksi/data dariprogram. Penyimpanan yang cepat sehingga dapat mengimbangi kecepatan eksekusi instruksi CPU Terdiri dari “array words/bytes” yang besar Alamat digunakan untuk mengakses data (shared oleh CPU dan I/O devices)
• 7. Managemen Memori Utama (2)Umumnya main memory bersifat “volatile” – tidak permanenIsinya akan hilang jika komputer di matikan.Sistem operasi bertanggung jawab untuk aktivitas berikut yangberhubungan dengan manajemen memori: melacak pemakaian memori (siapa dan berapa besar?). memilh program mana yang akan di load ke memori ketika bisa digunakan. alokasi dan dealokasi memori sesuai yang dibutuhkan
• 8. Managemen File (1)Berkas adalah kumpulan informasi yang berhubungan(sesuai dengan tujuan pembuat berkas tersebut). Biasanyaberkas merepresentasikan program dan data.Sistem operasi bertanggung jawab untuk aktivitas berikutyang berhubungan dengan manajemen berkas: pembuatan dan penghapusan berkas pembuatan dan penghapusan direktori Mendukung primitif untuk manipulasi berkas dan direktori memetakan berkas pada sistem sekunder Backup berkas pada media penyimpanan yang stabil (nonvolatile)
• 9. Managemen sistem I/OSistem I/O terdiri dari : Sistem buffer : menampung sementara data dari/ke peranti I/O Spooling: melakukan penjadwalan pemakaian I/O sistem supaya lebih efisien (antrian dsb) Antarmuka devices-driver yang umum : menyediakan device driver yang umum sehingga sistem operasi dapat seragam (buka, baca, tulis, tutup) Drivers untuk spesifik perangkat keras : menyediakan driver untuk melakukan operasi rinci/detail untuk perangkat keras tertentu.
• 10. Manajemen Penyimpanan SekunderPenyimpanan sekunder : Penyimpanan Permanen Karena memori utama bersifat sementara dan kapasitasnya terlalu kecil, maka untuk menyimpan semua data dan program secara permanen, sistem komputer harus menyediakan penyimpanan sekunder untuk dijadikan back-up memori utama.Sistem Operasi bertanggung jawab dalam aktivitas yangberhubungan dengan manajemen penyimpanan sekunder : manajemen ruang kosong alokasi penyimpanan penjadwalan disk
• 11. Jaringan (Sistem Terdistribusi)Sistem Terdistribusi adalah kumpulan prosesor yang tidakberbagi memori atau clock. Setiap prosesor memilikimemori lokal masing-masing.Prosesor-prosesor dalam sistem terhubung dalam jaringankomunikasi.Sistem terdistribusi menyediakan akses pengguna kebermacam-macam sumber daya. Akses tersebutmenyebabkan : Peningkatan kecepatan kompuatsi peningkatan penyediaan data peningkatan keandalan
• 12. Sistem ProteksiProteksi berkenaan dengan mekanisme untuk mengontrolakses yang dilakukan oleh program, prosesor, penggunasistem maupun pengguna sumber daya.Mekanisme Proteksi harus : membedakan antara penggunaan yang sah dan yang tidak sah. spesifikasi kontrol untuk di terima menyediakan alat untuk pemberlakuan sistem.
• 13. Command-Interpreter System (1)Sistem Operasi menunggu instruksi dari pengguna (commanddriven).Program yang membaca instruksi dan mengartikan controlstatements (keinginan pengguna) umumnya disebut: control-card interpreter command-line interpreter UNIX shell.
• 14. Command-Interpreter System (2) 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), dan lain-lain.
• 15. Pelayanan Sistem Operasi(1)Eksekusi program : meload program ke memory danmenjalankannya (run)Operasi I/O : pengguna tidak bisa mengontrol I/O secaralangsung ( untuk efisiensi dan keamanan), sistem harusbisa menyediakan mekanisme utk melakukan operasi I/OManipulasi sistem berkas: membaca, menulis, membuat,dan menghapus file
• 16. Pelayanan Sistem Operasi (2)Komunikasi : pertukaran informasi, dapat dilaksanakanmelalui shared memory atau message passingDeteksi error : mempertahankan kestabilan denganmendeteksi error (pada CPU, perangkat keras memori, I/O,program pengguna) dan jika bisa, memperbaikinya
• 17. Pelayanan TambahanLebih diarahkan kepada upaya untuk menjaga efisiensisistem,bukan untuk membantu penggunaAlokasi sumber daya : mengalokasikan sumber dayakepada beberapa pengguna atau tugas yang dijalankanpada saat yang bersamaanAccounting : menentukan berapa banyak dan berapa lamausers menggunakan sumber daya sistemProteksi : menjaga semua akses ke sumber daya sistemterkontrol
• 18. System calls (3)System calls menyediakan antarmuka antara proses(program yang sedang dijalankan) dan sistem operasi.Biasanya tersedia sebagai instruksi bahasa rakitanBeberapa sistem mengizinkan system calls dibuatlangsung dari bahasa pemrograman tingkat tinggi
• 19. System Calls (2)Beberapa bahasa pemrograman tingkat tinggi (contoh : C,C++) telah didefenisikan untuk menggantikan bahasarakitan untuk sistem pemrograman
• 20. System Calls (3)Tiga metode umum yang digunakan dalam memberikanparameter kepada sistem operasi Melalui register Menyimpan parameter dalam blok atau tabel pada memori dan alamat blok tersebut diberikan sebagai parameter dalam register Menyimpan parameter (push) ke dalam stack (oleh program), dan melakukan pop off pada stack (oleh sistim operasi)
• 21. Memberikan Parameter dalam Tabel Sumber: Silberschatz,et.al, Operating System Concepts, 6th ed, .2003, New York: John Wiley & Son.Inc , page 65
• 22. Jenis System CallsPengendalian prosesManajemen berkasManajemen PerantiMempertahankan informasiKomunikasi
• 23. Process Controlselesai, abortLoad, eksekusiMembuat dan mengakhiri prosesMengambil dan mengeset atribut prosesMenunggu waktuWait event, signal eventAlokasi dan pengosongan memori
• 24. Eksekusi MS-DOSSumber: Silberschatz,et.al, Operating System Concepts, 6th ed, .2003, New York:John Wiley &Son.Inc , page 68
• 25. UNIX Menjalankan Multiple Program Sumber: Silberschatz,et.al, Operating System Concepts, 6th ed, .2003, New York:John Wiley & Son.Inc , page 69
• 26. Manajemen BerkasMembuat dan menghapus berkasMembuka dan menutup berkasRead, write, repositionMengambil dan mengeset atribut berkas
• 27. Manajemen PerantiMeminta peranti, melepaskan perantiRead, write, repositionMengambil dan mengeset atribut peranti
• 28. Information MaintenanceMengambil dan mengeset waktu dan tanggalMengambil dan mengeset sistem datamengambil proses, berkas atau atribut perantiMengeset proses, berkas atau atribut peranti
• 29. KomunikasiMenciptakan, menghapus hubungan komunikasiMengirim dan menerima pesanMentransfer status informasiAttach atau detach remote deviceKomunikasi dapat dilakukan melalui message passing ataushared memory
• 30. Mekanisme KomunikasiSumber: Silberschatz,et.al, Operating System Concepts, 6th e, .2003, New York:John Wiley & Son.Inc ,page 72
• 31. Pemrograman sistem (1)Pemrograman sistem menyediakan lingkungan yangmemungkinkan pengembangan program dan eksekusiberjalan dengan baikDapat dikategorikan :Manajemen/manipulasi berkas : membuat, menghapus,copy, rename, print, memanipulasi berkas dan direktori
• 32. Pemrograman Sistem (2)Informasi Status : tanggal, jam, jumlah memori dan diskyang tersedia, jumlah pengguna, dan informasi tentangstatus lainnyaModifikasi Berkas : modifikasi isi berkasMendukung bahasa pemrograman : Kompilator,perakit, interpreter
• 33. Pemrograman Sistem (3) Loading dan eksekusi program : absolute loaders, relocatable loaders, linkage editors, overlay loaders Komunikasi : menyediakan mekanisme komunikasi antara proses, pengguna, dan sistem komputer yang berbedaSystem program yang paling penting adalah commandinterpreter (mengambil dan menerjemahkan user-specified command selanjutnya)
• 34. Struktur SistemStruktur SederhanaMetode pendekatan TerlapisMikrokernel
• 35. Struktur SederhanaDimulai dengan sistem yang kecil, sederhana dan terbataskemudian berkembang dengan cakupan originalStruktur sistem MS-DOS: disusun untuk mendukung fungsi yang banyak padaruang yang kecil
• 36. Struktur Sistem UNIXTerdiri dari 2 bagian: - Kernel : • antarmuka • device drivers - Program Sistem
• 37. Pendekatan TerlapisLapisan adalah implementasi dari objek abstrak yangmerupakan enkapsulasi dari data dan operasi yang bisamemanipulasi data tersebutLapisan paling bawah : perangkat kerasLapisan paling atas : antarmuka pengguna
• 38. Tingkatan Desain Sistem Operasi
• 39. Pendekatan TerlapisKeuntungan : modularitas mempermudah debug dan verifikasi sistem lapisan pertama bisa didebug tanpa mengganggu sistem yang lainKesulitan : hanya bisa menggunakan lapisan dibawahnya tidak efisien dibandingkan tipe yang lain
• 40. Mikrokernel (1)Menyusun sistem operasi dengan menghapus semuakomponen yang tidak esensial dari kernel, danmengimplementasikannya sebagai sistem program danlevel penggunaFungsi utama : mendukung fasilitas komunikasi antaraprogram klien dan bermacam-macam layanan yang jugaberjalan di user-space
• 41. Mikrokernel (2)Keuntungan : ketika layanan baru akan ditambahkan ke user-space, kernel tidak perlu di modif OS lebih mudah ditempatkan pada suatu desain perangkat keras ke desain lainnya mendukung keamanan reliabilitas lebihContoh sistem operasi : Tru64 UNIX, MacOSX, QNX
• 42. Mesin Virtual (1)Mesin virtual mengambil pendekatan terlapis sebagaikesimpulan logis. Mesin virtual memperlakukanhardware dan sistem operasi seolah-olah berada padalevel yang sama sebagai perangkat keras.Pendekatan Mesin virtual menyediakan sebuahantarmuka yang identik dengan underlying barehardware.Sistem Operasi membuat ilusi dari banyak proses,masing-masing dieksekusi pada prosesornya sendiridengan virtual memorinya sendiri.VM dibuat dengan pembagian sumber daya olehkomputer fisik
• 43. Mesin virtual (2)Sumber daya dari komputer fisik dibagi untuk membuatVM Penjadwalan CPU bisa menciptakan penampilan seakan – akan pengguna mempunyai prosesor sendiri Spooling dan sistem data bisa menyediakan virtual card readers dan virtual line printers Sebuah time-sharing terminal user yang normal melayani sebagaimana operator konsulatVM software membutuhkan ruang di dalam disk untukmenyediakan memori virtual dan spooling, yaitu sebuahdisk virtual
• 44. Keuntungan Penggunaan Mesin virtualKeamanan bukanlah masalah VM mempunyai pelindungan lengkap pada berbagai sistem sumber daya Tidak ada pembagian sumber daya secara langsung. Pembagian disk mini dan jaringan diimplementasikan pada perangkat lunakVM sistem adalah kendaraan yang “sempurna” untukpenelitian dan pengembangan sistem operasi Dengan VM perubahan suatu bagian tidak akan mempengaruhi komponen yang lain
• 45. Kerugian Penggunaan VMVM sulit diimplementasikan karena banyak syarat yangdibutuhkan untuk menyediakan duplikat yang tepat dariunderlying machine Harus punya virtual-user mode dan virtual- monitor mode yang keduanya berjalan di pysical mode. Akibatnya, saat instruksi yang hanya membutuhkan virtual monitor mode dijalankan, register berubah dan bisa berefek pada virtual user mode, bahkan bisa me-restart VMWaktu yang dibutuhkan I/O bisa lebih cepat(karena adaspooling), tapi bisa lebih lambat( karena diinterpreted)
• 46. Java Virtual Machine (1)Program Java yang telah dicompile adalah platform-neutralbytecodes yang dieksekusi oleh Java Virtual Machine(JVM)JVM terdiri dari: pengeload kelas pemverifikasi kelas runtime interpreterJust In-Time(JIT) kompilator meningkatkan kinerja
• 47. Java Virtual Machine (2)Java Development Environment(JDE) terdiri dari sebuahcompile time environment yang mengubah javasourcescode menjadi bytecode, dan sebuah run timeenvironment yang menyediakan Java platform systemuntuk tuan rumah
• 48. Perancangan SistemMasalah : menentukan tujuan dan spesifikasi sistem.Perancangan sistem dipengaruhi oleh perangkat keras danjenis sistem sehingga kebutuhan-nya akan lebih sulit untukdispesifikasikan.Kebutuhan terdiri dari tujuan pengguna dan tujuan sistem.Pengguna ingin sistem yang enak digunakan, mudahdipelajari, terpercaya, aman, dan cepat. Tapi itu semuasebenarnya tidak dibutuhkan oleh sebuah sistem.Sistem ingin mudah dirancang dan diimplmentasikan,fleksibel, terpercaya, error yang minimal, dan efisien.
• 49. Mekanisme dan KebijakanMekanisme menjelaskan bagaimana melakukan sesuatu,kebijakan menentuakan apa yang akan dilakukanPemisahan kebijakan dari mekanisme adalah hal yangsangat penting, ini ,mengijinkan fleksibilitas yang tinggijika kebijakan akan diubah suatu saat.Kebijakan penting untuk semua alokasi sumber daya danmenjadwalkan masalah, menentukan perlu atau tidaknyamengalokasikan sumber daya.Mekanisme yang menentukan apa dan bagaimana
• 50. Implementasi Sistem (1)Secara tradisional, sistem operasi ditulis dalam bahasarakitan, tapi sekarang sering dibuat dalam bahasa tingkattinggi.Keuntungan ditulis dalam bahasa tingkat tinggi adalah kodenya bisa ditulis dengan lebih cepat lebih padat mudah dimengerti dan didebug
• 51. Implementasi Sistem (2)Sistem operasi yang ditulis dengan bahasa tingkat tinggiakan mudah dipindahkan ke perangkat keras lain, tapi bisamengurangi kecepatan dan membutuhkan penyimpananyang lebih banyak.
• 52. System GenerationSistem operasi dirancang untuk dapat dijalankan padaberbagai jenis mesin, sistemnya harus dikonfigurasikanuntuk setiap komputer.Program Sysgen mendapatkan informasi mengenaikonfigurasi khusus tentang sistem perangkat keras darisebuah data, antara lain sebagai berikut: CPU apa yang digunakan, pilihan yang diinstal Berapa banyak memori yang tersedia Peralatan yang tersedia Sistem operasi pilihan apa yang diinginkan atau parameter apa yang digunakanSatu kali info diperoleh, bisa digunakan dengan berbagaicara