Tugas 3 : Arsitektur Sistem Operasi

Arsitektur Linux :

* Hardware Abstraction Layer (HAL)

* System Service

* Kernel

* Subsystems

Jawab :

* Hardware Abstraction Layer (HAL)

Sebuah abstraksi perangkat keras layer (HAL) adalah lapisan abstraksi, diimplementasikan dalam perangkat lunak, antara perangkat keras fisik dari sebuah komputer dan perangkat lunak yang berjalan pada komputer itu. Fungsinya adalah untuk menyembunyikan perbedaan perangkat keras dari sebagian dari kernel sistem operasi, sehingga sebagian besar dari kode kernel-mode tidak perlu diubah untuk berjalan pada sistem dengan hardware yang berbeda. Pada PC, HAL pada dasarnya dapat dianggap sebagai driver untuk motherboard dan memungkinkan instruksi dari bahasa tingkat tinggi komputer untuk berkomunikasi dengan komponen tingkat lebih rendah, seperti secara langsung dengan hardware.

Sistem operasi Windows NT memiliki HAL dalam ruang kernel, antara hardware dan kernel, driver, jasa eksekutif. [1] [2] Hal ini memungkinkan portabilitas kode Windows NT kernel-mode untuk berbagai prosesor, dengan manajemen memori yang berbeda unit arsitektur, dan berbagai sistem yang berbeda dengan I / O bus arsitektur; sebagian besar kode yang berjalan tanpa perubahan sistem-sistem, ketika dikompilasi untuk set instruksi untuk sistem tersebut. Sebagai contoh, Intel SGI workstation berbasis x86 tidak IBM PC workstation yang kompatibel, namun karena HAL, Windows NT mampu berjalan pada mereka.

BSD, Mac OS X, Linux, CP / M, DOS, Solaris, dan beberapa sistem operasi portabel lainnya juga memiliki HAL, bahkan jika tidak secara eksplisit ditunjuk sebagai demikian. Beberapa sistem operasi, seperti Linux, memiliki kemampuan untuk satu menyisipkan sambil berlari, seperti Adeos. Sistem operasi NetBSD dikenal luas sebagai memiliki lapisan abstraksi perangkat keras bersih yang memungkinkan untuk sangat portabel. Sebagai bagian dari sistem ini adalah uvm (9) / pmap (9), bus_space (9), bus_dma (9) dan subsistem lainnya. Populer bus yang digunakan pada lebih dari satu arsitektur juga disarikan, seperti ISA, EISA, PCI, PCI-E, dll, memungkinkan driver juga sangat portabel dengan minimal modifikasi kode.

Sebuah "ekstrim" contoh HAL yang dapat ditemukan dalam arsitektur System/38 dan AS/400. Kebanyakan kompiler bagi sistem menghasilkan kode mesin abstrak, sedangkan Berlisensi Kode Internal, atau LIC, menerjemahkan kode mesin virtual ke dalam kode asli untuk prosesor yang sedang berjalan dan mengeksekusi kode asli yang dihasilkan. (Pengecualian adalah compiler yang menghasilkan LIC sendiri;. Mereka compiler tidak tersedia di luar IBM) ini begitu sukses sehingga perangkat lunak aplikasi dan perangkat lunak sistem operasi di atas lapisan LIC yang dikompilasi pada S/38 asli berjalan tanpa modifikasi dan tanpa kompilasi ulang pada sistem AS/400 terbaru, meskipun fakta bahwa hardware yang mendasarinya telah berubah secara dramatis, setidaknya tiga jenis prosesor telah digunakan.

lapisan abstraksi Hardware adalah dari tingkat yang lebih rendah dalam bahasa komputer daripada antarmuka pemrograman aplikasi (API) karena mereka berinteraksi langsung dengan hardware, bukan suatu kernel sistem, maka HAL membutuhkan lebih sedikit waktu pemrosesan dari API. bahasa tingkat tinggi sering menggunakan HAL dan API untuk berkomunikasi dengan komponen tingkat yang lebih rendah.

Operasi sistem yang memiliki HAL pasti, mudah dibawa di hardware yang berbeda. Hal ini sangat penting untuk embedded system yang berjalan di puluhan platform yang berbeda.

* System Service

Sebuah sistem layanan (atau sistem layanan pelanggan, CSS) adalah konfigurasi dan organisasi jaringan teknologi yang dirancang untuk memberikan layanan yang memenuhi kebutuhan, keinginan, atau aspirasi pelanggan.

"Sistem Layanan" adalah istilah yang sangat sering digunakan dalam manajemen pelayanan , operasi pelayanan, jasa pemasaran , jasa teknik, dan layanan desain sastra. While the term frequently appears, it is rarely defined. Sementara istilah sering muncul, jarang didefinisikan. Given the growing importance of this term in the literature, this entry begins to organize historical usages, examples, and inferred definitions. Mengingat semakin pentingnya istilah ini dalam sastra, entri ini mulai mengatur penggunaan sejarah, contoh, dan definisi tereka. A service system worldview is a system of systems that interact via value propositions. Sebuah pandangan dunia adalah suatu sistem layanan sistem sistem yang berinteraksi melalui proposisi nilai.

One recent definition of a service system is a value coproduction configuration of people, technology, internal and external service systems connected via value propositions, and shared information (language, laws, measures, etc.). Salah satu definisi baru dari sistem pelayanan adalah produksi bersama nilai konfigurasi orang, teknologi, sistem pelayanan internal dan eksternal yang terhubung melalui proposisi nilai, dan informasi bersama (bahasa, hukum, tindakan, dll). The smallest service system is a single person and the largest service system is the world economy . Sistem pelayanan terkecil adalah satu orang dan sistem pelayanan terbesar adalah ekonomi dunia . The external service system of the global economy is considered to be nature's services or ecosystem services . Sistem pelayanan eksternal dari ekonomi global dianggap 's pelayanan alam atau jasa ekosistem . Service systems can be characterized by the value that results from interaction between service systems, whether the interactions are between people, businesses, or nations. Layanan sistem dapat dicirikan dengan nilai yang dihasilkan dari interaksi antara sistem pelayanan, apakah interaksi adalah antara orang, bisnis, atau negara. Most service system interactions aspire to be win-win, non-coercive, and non-intrusive. Kebanyakan layanan interaksi sistem bercita-cita menjadi win-win, non-koersif, dan non-intrusif. However, some service systems may perform coercive service activities. Namun, beberapa sistem layanan dapat melakukan kegiatan pelayanan koersif. For example, agents of the state may use coercion in accordance with laws of the land. Sebagai contoh, agen negara dapat menggunakan paksaan sesuai dengan hukum negara.

* Kernel

Kernel adalah bagian terpenting dari sebuah sistem operasi. Pada sistem operasi kernel berfungsi untuk mengendalikan semua perangkat keras yang ada di PC seperti CPU(Central Processing Unit), Graphic Cards, Sound Card, Perangkat USB, Harddisk, dll. Selain itu juga kernel berfungsi untuk menjembatani antara applikasi yang berjalan dengan perangkat keras yang diakses oleh applikasi tersebut. Sebagai contoh applikasi text editor (vi,notepad,emacs) membutuhkan resources layar monitor sebagai tampilan bagi penggunanya, dalam kasus ini maka applikasi tersebut akan dihubungkan oleh kernel melalui device driver VGA Card untuk mengeluarkan data menuju layar monitor. Selain dari applikasi kernel juga menjembatai perintah yang ditulis oleh pengguna melalui shell atau GUI. Kernel Linux merupakan turunan dari Unix BSD dan SYSV, dan model dari kernel Linux mengacu pada spesifikasi POSIX(Portable Operating System IX).

Sistem kerja dari kernel adalah ketika PC melakukan booting pertama kali maka file biner dari kernel akan dipindah menuju memory dan akan mejalankan semua fungsi manajemen resources pada PC tersebut. Setiap PC memiliki jenis perangkat keras yang berbeda-beda, sehingga kernel akan menginisialisasi perangkat tersebut dengan module device driver yang berbeda.

* Subsystems

Sistem Komputer Kecil Interface (SCSI) adalah kumpulan dari standar yang mendefinisikan interface dan protokol untuk berkomunikasi dengan sejumlah besar perangkat (terutama penyimpanan terkait). Linux ® menyediakan subsistem SCSI untuk memungkinkan komunikasi dengan perangkat tersebut. Linux adalah sebuah contoh bagus dari arsitektur berlapis yang bergabung driver tingkat tinggi, seperti disk atau driver CD-ROM, untuk antarmuka fisik seperti Fibre Channel atau Serial Attached SCSI (SAS).

GNU / Linux dan SCSI adalah sepasang alami karena keduanya memiliki karakteristik yang serupa di lingkungan masing-masing. GNU / Linux adalah sistem operasi yang aman dan handal yang berjalan non-stop. SCSI adalah pilihan yang jelas untuk penyimpanan handal dan berkinerja tinggi. Keduanya juga open source. Anda dapat mendownload dan membaca SCSI berbagai spesifikasi dari Komite Teknis T10 Komite Internasional tentang Teknologi Informasi Standar (INCITS). Demikian pula, Anda dapat men-download GNU / source Linux untuk memahami implementasi mereka. Setiap mendominasi dalam industri masing-masing, sehingga tidak mengherankan bahwa GNU / Linux mendukung SCSI lebih baik daripada sistem operasi lain di luar sana.

TUGAS 4 : Penciptaan Proses (Create Of Proses)

1. Penciptaan proses melibatkan banyak aktivitas, yaitu:
2. Menamai (memberi identitas) proses.
3. Menyisipkan proses pada senarai proses atau tabel proses.
4. Menentukan prioritas awal proses.
5. Menciptakan PCB.
6. Mengalokasikan sumber daya awal bagi proses.
7. Tidak ada resource yg di bagi induk dan anak.

• Penghancuran/Terminasi Proses (Destory a process) 

1. Melibatkan pembebasan dari sistem  
2. Resource yang dipakai dikembalikan kesistem
3. Proses dihancurkan dari senarai/ tabel system dan PCB ikutdi hapus
4. Kerumitan muncul bila proses telah menciptakan proses2 lain
5. Otomatis proses anak hancur -> proses induk hancur
6. Proses anak independen-> proses induk

                    Alasan Penghancuran Proses

1. Selesainya proses secara normal
2. Batas waktu telah terlewati
3. Memori tidak tersedia
4. Pelanggaran terhadap batas memori
5. Terjadi kesalahan karena pelanggaran proteksi
6. Terjadi kesalahan aritmatika
7. Waktu telah kadaluarsa
8. Terjadi kegagalan I/O
9. Instruksi yang tidak benar
10. Terjadi usaha memakai instruksi yang tidak diijinkan
11. Kesalahan penggunaan data
12. Diintervensi oleh system operasi atau operator
13. Berakhirnya proses induk

• Penundaan Proses (Suspen A Proses) 

1. Penundaan (suspension) adalah operasi penting dan telah diterapkan dengan beragam cara. 
2. Penundaan dapat diinisialisasi oleh proses itu sendiri atau proses lain 
3. Penundaan biasanya berlangsung singkat dan sering dilakukan sistem untuk memindahkan proses-proses tertentu guna mereduksi beban sistem selama beban puncak. 
4. Proses yang ditunda (suspended process) tidak berlanjut sampai proses lain me-resume. Untuk jangka panjang, sumber daya-sumber daya proses dibebaskan.
5. Pada sistem monoprocessor, proses running dapat men-suspend dirinya sendiri karena lak ada proses lain yang juga running yang dapat memerintahkan suspend.
6. Pada sistem multiprocessor, proses running dapat di-suspend proses running lain pada pemroses berbeda. Proses ready hanya dapat di-suspend oleh proses lain.
   

    

• Pelanjutan Kembali Proses (Resume Of Proses) 

1. Jika sistem berfungsi secara buruk dan mungkin gagal maka proses-proses dapat di- suspend agar di-resume setelah masalab diselesaikan.
2. Pemakai yang ragu/khawatir mengenai basil proses dapat men-suspend proses [bukan membuang (abort) proses]. Saat pemakai yakin proses akan berfungsi secara benar maka dapat me-resume (melanjutkan kembali di instruksi saat di-suspend) proses yang di-suspend.
3.  Sebagai tanggapan terhadap fluktuasi jangka pendek beban sistem, beberapa proses dapal di-suspend dan di- resume saat beban kembali ke tingkat normal.

  

•  Proses Blocked 

• Pada proses blocked terdapat transisi menjadi suspendedblocked. Pilihan ini dirasa aneh. Apakah tidak cukup menunggu selesainya operasi masukan/keluaran atau kejadian yang membual proses ready atau suspendedready? Bukankah state blocked, readyblocked, suspendedblocked sama-sama tidak mendapatjatah waktu pemroses ?Kenapa dibedakan ?

             Jawaban

• Karena penyelesaian operasi masukan/keluaran bagi proses blocked mungkin tak pernah terjadi atau dalam waktu tak terdefinisikan sehingga lebih baik di-suspend agar sumber daya-sumber daya yang dialokasikan untuk proses tersebut dapat digunakan proses-proses lain. 
• Proses blocked di-suspend sistem atau secara manual menjadi suspendedblocked. Bila akhirnya operasi masukan/keluaran berakhir maka segera proses suspendedblocked mengalami transisi. Karena resume dan suspend mempunyai prioritas tinggi maka transisi segera dilakukan. Suspend dan resume dapat digunakan untuk menyeimbangkan beban sistem saat mengalami lonjakan di atas normal.  

• Menjadwalkan Proses  

1. Proses dapat berubah status dan berpindah dari satu antrian ke antrian yang lain.

•  Proses dengan status “ready” berada di ReadyQueue 
• Menunggu giliran/dipilih oleh scheduler => menggunakan CPU.
•  Selama eksekusi (status “run”) events yang dapat terjadi: 

1. I/O request => I/O wait berada pada DeviceQueue.
2. Create “child” proses => Jalankan proses “child”, tunggu sampai proses selesai (wait).
3. Time slice expired => Waktu pemakaian CPU habis, interrupt oleh scheduler, proses akan berpindah ke ReadyQueue

• Memungkinkan Proses Berkomunikasi dengan Proses Lain
• (Inter Process Communinication / IPC) :

1. Beberapa proses biasanya berkomunikasi dengan proses lainnya. 

• Contohnya pada shell pipe line : output dari proses pertama harus diberikan kepada proses ke dua
•  dan seterusnya.

1.  Pada beberapa sistem operasi, proses-proses yang bekerja bersama sering sharing (berbagi) media.
2. penyimpanan, dimana suatu proses dapat membaca dan menulis pada shared storage (main memory atau files)

• Interprocess Communication (IPC)

1. Mekanisme proses untuk komunikasi dan sinkronisasi aksi
2. Sistem Pesan – komunikasi proses satu dengan yang lain dapat dilakukan tanpa perlu pembagian data.
3. IPC menyediakan dua operasi : 

• send(message) – pesan berukuran pasti atau variabel
•  receive(message)

1. Jika P dan Q melakukan komunikasi, maka keduanya memerlukan :

•  Membangun jalur komunikasi diantara keduanya
•  Melakukan pertukaran pesan melaui send/receive

1.  Implementasi jalur komunikasi

•  physical (shared memory, hardware bus)
•  logical (logical properties)

• Komunikasi Terbagi 2:

1. Komunikasi Langsung
2. Komunikasi Tidak Langsung

TIPE -TIPE PENJADWALAN PROSES

1. Penjadwalan jangka pendek (short term scheduller)Bertugas menjadwalkan alokasi pemroses di antara proses-proses ready di memori utama. Penjadwalan dijalankan setiap terjadi pengalihan proses untuk memilih proses berikutnya yang harus dijalankan.
   Penjadwalan jangka pendek sangat penting sekali bagi perusahaan karena :
   • Dengan penjadwalan yang efektif, perusahaan dapat menggunakan asetnya dan
   menghasilkan kapasitas investasi yang lebih besar dan sebaliknya mengurangi biaya.
   • Penjadwalan menambah kapasitasdan fleksibilitas yang terkait dan memberikan waktu pengiriman yang lebih cepat dan dengan demikian pelayanan kepada pelanggan menjadi lebih baik.
   • Dengan menggunakan konsep penjadwalan jangka pendek maka keunggulan
   kompetitif dengan pengiriman dapat diandalkan
2. Penjadwalan jangka menengah (medium term scheduller) Setelah eksekusi selama suatu waktu, proses mungkin menunda sebuah eksekusi karena membuat permintaan layanan masukan/keluaran atau memanggil suatu system call. Proses-proses tertunda tidak dapat membuat suatu kemajuan menuju selesai sampai kondisi-kondisi yang menyebabkan tertunda dihilangkan. Agar ruang memori dapat bermanfaat, maka proses dipindah dari memori utama ke memori sekunder agar tersedia ruang untuk proses-proses lain. Kapasitas memori utama terbatas untuk sejumlah proses aktif. Aktivitas pemindahan proses yang tertunda dari memori utama ke memori sekunder disebut swapping. Proses-proses mempunyai kepentingan kecil saat itu sebagai proses yang tertunda. Tetapi, begitu kondisi yang membuatnya tertunda hilang dan proses dimasukkan kembali ke memori utama dan ready.
3. Penjadwalan jangka panjang (long term scheduller) Penjadwal ini bekerja terhadap antrian batch dan memilih batch berikutnya yang harus dieksekusi. Batch biasanya adalah proses-proses dengan penggunaan sumber daya yang intensif (yaitu waktu pemroses, memori, perangkat masukan/keluaran), program-program ini berprioritas rendah, digunakan sebagai pengisi (agar pemroses sibuk) selama periode aktivitas job-job interaktif rendah.

Sasaran penjadwalan berdasarkan tipe-tipe penjadwalan :
a. Memaksimumkan kinerja untuk memenuhi satu kumpulan kriteria yang
diharapkan.
b. Mengendalikan transisi dari suspended to ready (keadaan suspend ke ready)dari
proses-proses swapping.
c. Memberi keseimbangan job-job campuran.