Pendekatan yang umum suatu sistem yang besar dan kompleks adalah dengan memecah tugas-tugas (task) ke bentuk komponen-komponen kecil dibandingkan dalam bentuk sistem tunggal(monolithic).
1. Struktur Sederhana
Banyak sistem operasi komersial yang tidak terstruktur dengan baik. Kemudian sistem operasi dimulai dari yang terkecil, sederhana dan terbatas lalu berkembang dengan ruang lingkup originalnya.
Inisialisasi-nya terbatas pada fungsional perangkat keras yang terbagi menjadi dua bagian yaitu kernel dan sistem program. Kernel terbagi menjadi serangkaian interface dan device driver dan menyediakan sistem file, penjadwalan CPU, manajemen memori, dan fungsi-fungsi sistem operasi lainnya melalui system calls.
Kelemahan struktur monolitik adalah:
* Pengujian dan penghilangan kesalahan sulit karena tidak dapat dipisahkan dan dialokasikan
* Sulit dalam menyediakan fasilitas pengamanan
* Merupakan pemborosan memori bila setiap komputer harus menjalan kernel monolitik, karena semua layanan tersimpan dalam bentuk tunggal sedangkan tidak semua layanan diperlukan.
* Kesalahahan sebagian fungsi menyebabkan sistem tidak berfungsi.
Keuntungan struktur monolitik adalah layanan dapat dilakukan dengan cepat karena terdapat dalam satu ruang.
2. Pendekatan Berlapis (Layer Approach)
Sistem operasi dibagi menjadi beberapa lapisan. Lapisan terbawah (layer 0) adalah hardware dan yang tertinggi (layer N) adalah user interface. Lapisan N memberi layanan untuk lapisan N+1 sedangkan proses-proses di lapisan N dapat meminta layanan lapisan N-1 untuk membangun layanan lapisan N+1. Lapisan N dapat meminta layanan lapisan N-1 namun lapisan N tidak dapat meminta layanan lapisan N+1. Masing-masing berjalan pada lapisannya sendiri.
Sistem Terlapis terdiri dari enam lapisan, yaitu:
o Lapisan 0. Mengatur alokasi prosesor, pertukaran antar proses ketika interupsi terjadi atau waktu habis dan lapisan ini mendukung dasar multi-programming pada CPU.
o Lapisan 1. Mengalokasikan ruang untuk proses di memori utama dan pada 512 kilo word drum yang digunakan untuk menahan bagian proses ketika tidak ada ruang di memori utama.
o Lapisan 2. Menangani komunikasi antara masing-masing proses dan operator console. Lapisan ini masing-masing proses secara efektif memiliki operator console sendiri.
o Lapisan 3. Mengatur peranti I/O dan menampung informasi yang mengalir dari/ke proses tersebut.
o Lapisan 4. Tempat program pengguna. Pengguna tidak perlu memikirkan tentang proses, memori, console, atau manajemen I/O.
o Lapisan 5. Merupakan operator sistem.
Contoh sistem operasi yang menggunakan pendekatan berlapis adalah THE yang dibuat oleh Djikstra dan mahasiswa-mahasiswanya, serta sistem operasi MULTICS.
Kelemahan struktur ini adalah fungsi-fungsi sistem operasi harus diberikan ke tiap
lapisan secara hati-hati.
Sedangkan keunggulannya adalah memeliki semua kelebihan rancangan modular, yaitu sistem dibagi menjadi beberapa modul dan tiap modul dirancang secara independen.
3. Microkernels
Metode struktur ini adalah menghilangkan komponen-komponen yang tidak diperlukan dari kernel dan mengimplementasikannya sebagai sistem dan program-program level user. Hal ini akan menghasilkan kernel yang kecil. Fungsi utama dari jenis ini adalah menyediakan fasilitas komunikasi antara program client dan bermacam pelayanan yang berjalan pada ruang user. Contoh sistem operasi yang menggunakan metode ini adalah TRU64 UNIX, MacOSX dan QNX
Keuntungan dari kernel ini adalah kemudahan dalam memperluas sistem operasi, mudah untuk diubah ke bentuk arsitektur baru, kode yang kecil dan lebih aman. Kelemahannya adalah kinerja akan berkurang selagi bertambahnya fungsi-fungsi yang digunakan.
4. Modular (Modules)
Kernel mempunyai kumpulan komponen-komponen inti dan secara dinamis terhubung pada penambahan layanan selama waktu boot atau waktu berjalan. Sehingga strateginya menggunakan pemanggilan modul secara dinamis (Loadable Kernel Modules). Umumnya sudah diimplementasikan oleh sistem operasi modern seperti Solaris, Linux dan MacOSX.
Sistem Operasi Apple Macintosh Mac OS X menggunakan struktur hybrid. Strukturnya menggunakan teknik berlapis dan satu lapisan diantaranya menggunakan Mach microkernel.
5. Virtual Machine
Dalam struktur ini user seakan-akan mempunyai seluruh komputer dengan simulasi atas pemroses yang digunakan. Sistem operasi melakukan simulasi mesin nyata yang digunakan user, mesin virtual ini merupakan tiruan seratus persen atas mesin nyata .
Contoh dari pengembangan itu adalah sebagai berikut:
* Sistem operasi MS-Windows NT dapat menjalankan aplikasi untuk MS-DOS
* IBM mengembangkan WABI untuk meng-emulasikan Win32 API sehingga sistem operasi yang menjalankan WABI dapat menjalankan aplikasi-aplikasi untuk MS-Windows.
* Para pengembang Linux membuat DOSEMU untuk menjalankan aplikas-aplikasi DOS pada sistem operasi Linux, WINE untuk menjalankan aplikasi-aplikasi MS-Windows.
MANAJEMEN PROSES
1. Proses
Proses merupakan program yang sedang dieksekusi. Proses tidak hanya sekedar suatu kode program (text section), melainkan meliputi beberapa aktivitas yang bersangkutan seperti program counter dan stack. Sebuah proses juga melibatkan stack yang berisi data sementara (parameter fungsi/metode, return address, dan variabel lokal) dan data section yang menyimpan variabel-variabel global.
Perbedaan antara program dengan proses adalah, program merupakan entitas yang pasif, yaitu suatu file yang berisi kumpulan instruksi-instruksi yang disimpan di dalam disk (file executable), sedangkan proses merupakan entitas yang aktif, dengan sebuah program counter yang menyimpan alamat instruksi selanjut yang akan dieksekusi dan seperangkat sumber daya (resource) yang dibutuhkan agar sebuah proses dapat dieksekusi.
2. Status Proses
Proses yang dieksekusi mempunyai lima status yang terdiri dari:
a) new: Pembentukan suatu proses
b) running: Instruksi-instruksi yang sedang dieksekusi
c) waiting: Proses menunggu untuk beberapa event yang terjadi
d) ready: Proses menunggu untuk dialirkan ke pemroses (processor)
e) terminated: Proses telah selesai dieksekusi.
3. Process Control Block
Setiap proses digambarkan dalam sistem operasi oleh sebuah process control block, Process Control Block berisikan banyak bagian dari informasi yang berhubungan dengan sebuah proses yang spesifik, termasuk hal-hal di bawah ini:
* Status proses: status yang mungkin adalah new, ready, running, waiting, halted, dan seterusnya.
* Program counter: suatu penghitung yang mengindikasikan alamat dari instruksi selanjutnya yang akan dieksekusi untuk proses tersebut.
* CPU register: Register bervariasi dalam jumlah dan tipenya, tergantung pada arsitektur komputer.
* Informasi manajemen memori: Informasi ini dapat termasuk suatu informasi sebagai nilai dari dasar dan batas register, tabel page/halaman, atau tabel segmen tergantung pada sistem memori yang digunakan oleh sistem operasi.
* Informasi pencatatan: Informasi ini termasuk jumlah dari CPU dan waktu nyata yang digunakan, batas waktu, jumlah account, jumlah job atau proses, dan banyak lagi.
* Informasi status I/O: Informasi termasuk daftar dari perangkat I/O yang di gunakan pada proses ini, suatu daftar berkas-berkas yang sedang diakses dan banyak lagi.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar