07.46
Unknown
Sejarah Sistem operasi
Menurut Tanenbaum, sistem operasi mengalami
perkembangan yang dapat dibagi ke dalam empat generasi:
a. Generasi Pertama (1945-1955)
Generasi pertama merupakan awal perkembangan
sistem komputasi elektronik sebagai pengganti sistem komputasi mekanik. Pada
generasi ini belum ada sistem operasi, maka sistem komputer diberi instruksi
yang harus dikerjakan secara langsung.
b. Generasi Kedua (1955-1965)
Pada generasi kedua memperkenalkan Batch
Processing System, yaitu tugas yang dikerjakan dalam satu rangkaian, lalu
dieksekusi secara berurutan. Pada generasi ini sistem komputer belum dilengkapi
sistem operasi, kecuali beberapa fungsi sistem operasi, contohnya fungsi sistem
operasi ialah FMS dan IBSYS.
c. Generasi Ketiga (1965-1980)
Pada generasi ini perkembangan sistem operasi
dikembangkan untuk melayani banyak pemakai sekaligus (multiuser) dan
multiprogramming (melayani banyak program sekaligus).
d. Generasi Keempat (Pasca 1980an)
Dewasa ini, sistem operasi dipergunakan untuk
jaringan komputer, dilengkapi dengan Graphical User Interface yaitu antar-muka
komputer yang berbasis grafis.
STRUKTUR
SISTEM OPERASI
Sebuah sistem yang besar dan kompleks seperti
sistem operasi modern harus diatur dengan cara membagi task kedalam
komponen-komponen kecil agar dapat berfungsi dengan baik dan mudah.
Brikut ini adalah Struktur Sistem Operasi;
Struktur
Sederhana
Sistem
Berlapis (layered system)
Kernel
Mikro
Modular
(Modules)
Mesin
Maya ( Virtual Machine )
Client-Server Model
Sistem
Berorientasi Objek
1. Struktur Sederhana
Sistem operasi sebagai kumpulan prosedur dimana
prosedur dapat saling dipanggil oleh prosedur lain di sistem bila diperlukan.
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. Contoh dari sistem operasi ini
adalah MS-DOS dan UNIX. MS-DOS merupakan sistem operasi yang menyediakan
fungsional dalam ruang yang sedikit sehingga tidak dibagi menjadi beberapa
modul, sedangkan UNIX menggunakan struktur monolitik dimana prosedur dapat
saling dipanggil oleh prosedur lain di sistem bila diperlukan dan kernel berisi
semua layanan yang disediakan sistem operasi untuk pengguna. 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.
Kelebihan Struktur Sederhana:
Layanan
dapat dilakukan sangat cepat karena terdapat di satu ruang alamat.
Kekurangan Struktur Sederhana:
- Pengujian dan penghilangan kesalahan sulit karena tidak dapat dipisahkan dan dilokalisasi.
- Sulit dalam menyediakan fasilitas pengamanan.
- Merupakan pemborosan bila setiap komputer harus menjalankan kernel monolitik sangat besar sementara sebenarnya tidak memerlukan seluruh layanan yang disediakan kernel.
- Tidak fleksibel.
- Kesalahan pemograman satu bagian dari kernel menyebabkan matinya seluruh sistem.
Evolusi :
Kebanyakan UNIX sampai saat ini berstruktur
monolitik. Meskipun monolitik, yaitu seluruh komponen/subsistem sistem operasi
terdapat di satu ruang alamat tetapi secara rancangan adalah berlapis.
Rancangan adalah berlapis yaitu secara logik satu komponen/subsistem merupakan
lapisan lebih bawah dibanding lainnya dan menyediakan layanan-layanan untuk
lapisan-lapisan lebih atas. Komponen-komponen tersebut kemudia dikompilasi dan
dikaitkan (di-link) menjadi satu ruang alamat. Untuk mempermudah dalam
pengembangan terutama pengujian dan fleksibilitas, kebanyakan UNIX saat ini
menggunakan konsep kernel loadable modules,yaitu:
- Bagian-bagian kernel terpenting berada di memori utama secara tetap.
- Bagian-bagian esensi lain berupa modul yang dapat ditambahkan ke kernel saat diperlukan dan dicabut begitu tidak digunakan lagi di waktu jalan (run time).
Contoh : UNIX berstruktur monolitik, MS-DOS
2. Sistem Berlapis (layered system)
Sistem operasi dibentuk secara hirarki berdasar
lapisan-lapisan, dimana lapisan-lapisan bawa memberi layanan lapisan lebih
atas. Lapisan yang paling bawah adalah perangkat keras, dan yang paling tinggi
adalah user-interface. Sebuah lapisan adalah implementasi dari obyek abstrak
yang merupakan enkapsulasi dari data dan operasi yang bisa memanipulasi data
tersebut. Struktur berlapis dimaksudkan untuk mengurangi kompleksitas rancangan
dan implementasi sistem operasi. Tiap lapisan mempunyai fungsional dan
antarmuka masukan-keluaran antara dua lapisan bersebelahan yang terdefinisi
bagus.
Sedangkan menurut Tanenbaum dan Woodhull, sistem
terlapis terdiri dari enam lapisan, yaitu:
Lapis 5 – The operator
Berfungsi untuk pemakai operator.
Lapis 4 – User programs
Berfungsi untuk aplikasi program pemakai.
Lapis 3 – I/O management
Berfungsi untuk menyederhanakan akses I/O pada
level atas.
Lapis 2 -Operator-operator communication
Berfungsi untuk mengatur komunikasi antar proses.
Lapis 1 -Memory and drum management
Berfungsi untuk mengatur alokasi ruang memori
atau drum magnetic.
Lapis 0 -Processor allocation and
multiprogramming
Berfungsi untuk mengatur alokasi pemroses dan
switching, multi programming dan pengaturan prosessor.
Menurut Stallings, model tingkatan sistem operasi
yang mengaplikasikan prinsip ini dapat dilihat pada tabel berikut, yang terdiri
dari level-level dibawah ini:
- Level 1
Terdiri dari sirkuit elektronik dimana obyek yang
ditangani adalah register memory cell, dan gerbang logika. Operasi pada obyek
ini seperti membersihkan register atau membaca lokasi memori.
- Level 2
Pada level ini adalah set instruksi pada
prosesor. Operasinya adalah instruksi bahasa-mesin, seperti menambah,
mengurangi, load dan store.
- Level 3
Tambahan konsep prosedur atau subrutin ditambah
operasi call atau return.
- Level 4
Mengenalkan interupsi yang menyebabkan prosesor
harus menyimpan perintah yang baru dijalankan dan memanggil rutin penanganan
interupsi. Empat level pertama bukan bagian sistem operasi tetapi bagian
perangkat keras. Meski pun demikian beberapa elemen sistem operasi mulai tampil
pada level-level ini, seperti rutin penanganan interupsi. Pada level 5, kita
mulai masuk kebagian sistem operasi dan konsepnya berhubungan dengan multi-programming.
- Level 5
Level ini mengenalkan ide proses dalam
mengeksekusi program. Kebutuhan-kebutuhan dasar pada sistem operasi untuk
mendukung proses ganda termasuk kemampuan men-suspend dan me-resume proses. Hal
ini membutuhkan register perangkat keras untuk menyimpan agar eksekusi bisa
ditukar antara satu proses ke proses lainnya.
- Level 6
Mengatasi penyimpanan sekunder dari komputer.
Level ini untuk menjadualkan operasi dan menanggapi permintaan proses dalam
melengkapi suatu proses.
- Level 7
Membuat alamat logik untuk proses. Level ini
mengatur alamat virtual ke dalam blok yang bisa dipindahkan antara memori utama
dan memori tambahan. Cara-cara yang sering dipakai adalah menggunakan ukuran
halaman yang tetap, menggunakan segmen sepanjang variabelnya, dan menggunakan
cara keduanya. Ketika blok yang dibutuhkan tidak ada dimemori utama, alamat
logis pada level ini meminta transfer dari level 6. Sampai point ini, sistem
operasi mengatasi sumber daya dari prosesor tunggal. Mulai level 8, sistem
operasi mengatasi obyek eksternal seperti peranti bagian luar, jaringan, dan
sisipan komputer kepada jaringan.
- Ø Level 8
Mengatasi komunikasi informasi dan pesan-pesan
antar proses. Dimana pada level 5 disediakan mekanisme penanda yang kuno yang
memungkinkan untuk sinkronisasi proses, pada level ini mengatasi pembagian
informasi yang lebih banyak. Salah satu peranti yang paling sesuai adalah pipe
(pipa) yang menerima output suatu proses dan memberi input ke proses lain.
- Level 9
Mendukung penyimpanan jangka panjang yang disebut
dengan berkas. Pada level ini, data dari penyimpanan sekunder ditampilkan pada
tingkat abstrak, panjang variabel yang terpisah. Hal nini bertentangan tampilan
yang berorientasikan perangkat keras dari penyimpanan sekunder.
- Level 10
Menyediakan akses ke peranti eksternal
menggunakan antarmuka standar.
- Level 11
Bertanggung-jawab mempertahankan hubungan antara
internal dan eksternal identifier dari sumber daya dan obyek sistem. Eksternal
identifier adalah nama yang bisa dimanfaatkan oleh aplikasi atau pengguna.
Internal identifier adalah alamat atau indikasi lain yang bisa digunakan oleh level
yang lebih rendah untuk meletakkan dan mengontrol obyek.
- Level 12
Menyediakan suatu fasilitator yang penuh tampilan
untuk mendukung proses. Hal ini merupakan lanjutan dari yang telah disediakan
pada level 5. Pada level 12, semua info yang dibutuhkan untuk managemen proses
dengan berurutan disediakan, termasuk alamat virtual di proses, daftar obyek
dan proses yang berinteraksi dengan proses tersebut serta batasan interaksi
tersebut, parameter yang harus dipenuhi proses saat pembentukan, dan karakteristik
lain yang mungkin digunakan sistem operasi untuk mengontrol proses.
- Level 13
Menyediakan antarmuka dari sistem operasi dengan
pengguna yang dianggap sebagai shell atau dinding karena memisahkan pengguna
dengan sistem operasi dan menampilkan sistem operasi dengan sederhana sebagai
kumpulan servis atau pelayanan.
Dari ketiga sumber diatas dapat kita simpulkan
bahwa lapisan sistem operasi secara umum terdiri atas 4 bagian, yaitu:
- Perangkat keras
Lebih berhubungan kepada perancang sistem. Lapisan
ini mencakup lapisan 0 dan 1 menurut Tanenbaum, dan level 1 sampai dengan level
4 menurut Stallings.
- Sistem operasi
Lebih berhubungan kepada programer. Lapisan ini
mencakup lapisan 2 menurut Tanenbaum, dan level 5 sampai dengan level 7 menurut
Stallings.
- Kelengkapan
Lebih berhubungan kepada programer. Lapisan ini
mencakup lapisan 3 menurut Tanenbaum, dan level 8 sampai dengan level 11
menurut Stallings.
- Program aplikasi
Lebih berhubungan kepada pengguna aplikasi
komputer. Lapisan ini mencakup lapisan 4 dan lapisan 5 menurut Tanebaum, dan
level 12 dan level 13 menurut Stallings.
Lapisan n memberi layanan untuk lapisan n+1.
Proses-proses di lapisan n dapat meminta layanan lapisan n-1 untuk membangunan
layanan bagi lapisan n+1. Lapisan n dapat meminta layanan lapisan n-1.
Kebalikan tidak dapat, lapisan n tidak dapat meminta layanan n+1. Masing-masing
berjalan di ruang alamat-nya sendiri. Kelanjutan sistem berlapis adalah sistem
berstruktur cincin seperti sistem MULTICS. Sistem MULTICS terdiri 64 lapisan
cincin dimana satu lapisan berkewenangan berbeda. Lapisan n-1 mempunyai
kewenangan lebih dibanding lapisan n. Untuk meminta layanan lapisan n-1,
lapisan n melakukan trap. Kemudian, lapisan n-1 mengambil kendali sepenuhnya
untuk melayani lapisan n.
Kelebihan Sistem Berlapis (layered system):
- Memiliki rancangan modular, yaitu sistem dibagi menjadi beberapa modul & tiap modul dirancang secara independen.
- Pendekatan berlapis menyederhanakan rancangan, spesifikasi dan implementasi sistem operasi.
Kekurangan Sistem Berlapis (layered system):
Fungsi-fungsi sistem operasi diberikan ke tiap lapisan secara hati-hati.
Contoh: Sistem operasi yang menggunakan
pendekatan berlapis adalah THE yang dibuat oleh Djikstra dan
mahasiswa-mahasiswanya, serta sistem operasi MULTICS.
3. Kernel Mikro
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.
Kelebihan Kernel Mikro:
- kemudahan dalam memperluas sistem operasi
- mudah untuk diubah ke bentuk arsitektur baru
- kode yang kecil dan lebih aman
Kekurangan Kernel Mikro:
- kinerja akan berkurang selagi bertambahnya fungsi-fungsi yang digunakan.
Contoh: sistem operasi yang menggunakan metode
ini adalah TRU64 UNIX, MacOSX dan QNX.
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. Mesin Maya ( Virtual Machine )
Mesin maya mempunyai sistem timesharing yang
berfungsi untuk ,menyediakan kemampuan untuk multiprogramming dan perluasan
mesin dengan antarmuka yang lebih mudah.
Struktur Mesin maya ( CP/CMS, VM/370 ) terdiri
atas komponen dasar utama :
- Control Program, yaitu virtual machine monitor yang mengatur fungsi ari prosessor, memori dan piranti I/O. Komponen ini berhubungan langsung dengan perangkat keras.
- Conventional Monitor System, yaitu sistem operasi sederhanayang mengatur fungsi dari proses, pengelolaan informasi dan pengelolaan piranti.
Kelebihan Mesin Maya ( Virtual Machine ):
- Konsep mesin virtual menyediakan proteksi yang lengkap untuk sumber daya system sehingga masing-masing mesin virtual dipisahkan mesin virtual yang lain. Isolasi ini tidak memperbolehkan pembagian sumber daya secara langsung.
- Sistem mesin virtual adalah mesin yang sempurna untuk riset dan pengembangan system operasi. Pengembangan system dikerjakan pada mesin virtual, termasuk di dalamnya mesin fisik dan tidak mengganggu operasi system yang normal.
Kekurangan Mesin Maya ( Virtual Machine ):
Konsep
mesin virtual sangat sulit untuk mengimplementasikan kebutuhan dan duplikasi
yang tepat pada mesin yang sebenarnya.
Contoh:
- Sistem operasi MS-Windows NT dapat menjalankan aplikasi untuk MS-DOS, OS/2 mode teks dan aplikasi WIN16.
- 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.
- VMWare merupakan aplikasi komersial yang meng-abstraksikan perangkat keras intel 80×86 menjadi virtual mesin dan dapat menjalan beberapa sistem operasi lain (guest operating system) di dalam sistem operasi MS-Windos atau Linux (host operating system). VirtualBox merupakan salah satu aplikasi sejenis yang opensource.
6. Client-Server Model
Mengimplementasikan sebagian besar fungsi sistem
operasi pada mode pengguna (user mode). Sistem operasi merupakan kumpulan
proses dengan proses-proses dikategorikan sebagai server dan client, yaitu :
Server, adalah proses yang menyediakan layanan.
Client, adalah proses yang memerlukan/meminta
layanan.
Proses client yang memerlukan layanan mengirim
pesan ke server dan menanti pesan jawaban. Proses server setelah melakukan
tugas yang diminta, mengirim hasil dalam bentuk pesan jawaban ke proses client.
Server hanya menanggapi permintaan client dan tidak memulai dengan percakapan
client. Kode dapat diangkat ke level tinggi, sehingga kernel dibuat sekecil
mungkin dan semua tugas diangkat ke bagian proses pemaka. Kernel hanya mengatur
komunikasi antara client dan server. Kernel yang ini popular dengan sebutan
mikrokernel.
Kelebihan Client-Server Model:
- Pengembangan dapat dilakukan secara modular.
- Kesalahan (bugs) di satu subsistem (diimplementasikan sebagai satu proses) tidak merusak subsistem-subsistem lain, sehingga tidak mengakibatkan satu sistem mati secara keseluruhan.
- Mudah diadaptasi untuk sistem tersebar.
Kekurangan Client-Server Model:
- Layanan dilakukan lambat karena harus melalui pertukaran pesan.
- Pertukaran pesan dapat menjadi bottleneck.
- Tidak semua tugas dapat dijalankan di tingkat pemakai (sebagai proses pemakai).
7. Sistem Berorientasi Objek
Sisten operasi merealisasikan layanan sebagai
kumpulan proses disebut sistem operasi bermodel proses. Pendekatan lain
implementasi layanan adalah sebagai objek-objek. Sistem operasu yang
distrukturkan menggunakan objek disebut sistem operasi berorientasi objek.
Pendekatan ini dimaksudkan untuk mengadopsi keunggulan teknologi berorientasi
objek. Pada sistem yang berorientasi objek, layanan diimplementasikan sebagai
kumpulan objek. Objek mengkapsulkan struktur data dan sekumpulan operasi pada
struktur data itu. Tiap objek diberi tipe yang menandadi properti objek seperti
proses, direktori, berkas, dan sebagainya. Dengan memanggil operasi yang
didefinisikan di objek, data yang dikapsulkan dapat diakses dan dimodifikasi.
Model ini sungguh terstruktur dan memisahkan antara layanan yang disediakan dan
implementasinya. Sistem operasi MS Windows NT telah mengadopsi beberapa
teknologi berorientasi objek tetapi belum keseluruhan.
Kelebihan Sistem Berorientasi Objek:
- Terstruktur dan memisahkan antara layanan yang disediakan dan implementasinya.
Kekurangan Sistem Berorientasi Objek:
- Sistem operasi MS Windows NT telah mengadopsi beberapa teknologi berorientasi objek tetapi belum keseluruhan.
Contoh sistem operasi yang berorientasi objek, antara lain :
eden, choices, x-kernel, medusa, clouds, amoeba, muse, dan sebagainya. STRUKTUR SISTEM OPERASI
Sumber : http://depemaginting.wordpress.com/2011/03/24/struktur-sistem-operasi/
Posted in: 
0 komentar:
Posting Komentar