Dari sudut pandang sistem

Transkripsi

1 Sistem Operasi 2 Sistem operasi Antonius Rachmat C, S.Kom, M.Cs

2 Definisi i i SO Dari sudut pandang user Sistem Operasi sebagai alat untuk mempermudah penggunaan Komputer Sistem Operasi sebagai alat untuk memaksimalkan penggunaan sumber daya komputer (dalam lingkungan multi-user) Dari sudut pandang sistem Sistem Operasi sebagai alat yang menempatkan sumber daya a secara a efisien (Resource Allocator) ) Sistem Operasi sebagai alat yang mangatur eksekusi aplikasi dan operasi dari alat I/O (Control Program) Sistem Operasi sebagai sebuah program yang selalu berjalan setiap saat pada komputer (Kernel)

3 Layanan SO User interface hampir semua SO ada GUI-nya Varies between Command-Line (CLI), Graphics User Interface (GUI), Batch Program execution SO harus bisa meload program ke memory dan mengeksekusinya, menghentikan eksekusi program, baik normal maupun tidak normal (abnormal exit) I/O operations - Program yang sedang berjalan butuh I/O, baik mengakses file ataupun I/O device File-system manipulation - Programs butuh read dan write baik file atau directories, i create dan delete, search file/dir, list file information, dan permission management.

4 Layanan SO Communications proses harus berkomunikasi antar proses dalam komputer yang sama atau antar komputer dalam jaringan Menggunakan shared memory atau menggunakan message passing Error detection harus mampu menangani error Dalam terjadi pada CPU, memory hardware, dalam I/O devices, dan dalam user program Untuk setiap error, OS harus menanganinya dengan aksi yang sesuai, benar, dan konsisten Harus adanya fasilitas debugging

5 Layanan SO Resource allocation ketika multiple users atau multiple l jobs berjalan bersama-sama (concurent), resources harus dialokasikan Accounting menentukan berapa banyak dan berapa lama users menggunakan sumber daya sistem Protection and security Protection ti menyakinkan k hak akses yang diperbolehkan Security sistem, baik program atau I/O dari pihak luar menggunakan autentikasi.

6 A View of Operating System Services

7 Command Line Interpreter Sistem Operasi menunggu ngg instruksi i dari pengguna (command driven). Sometimes commands built-in in, sometimes just names of programs If the latter, adding new features doesn t require shell modification CLI: Program yang membaca instruksi dan mengartikan control statements (keinginan user) umumnya disebut: control-card interpreter command-line interpreter ete UNIX shell.

8 User Operating System Interface - GUI User-friendly desktop metaphor interface Menggunakan mouse, keyboard, and monitor Iconsmerepresentasikan files, programs, actions, dll Menggunakan directory = folder Invented at Xerox PARC SO sekarang menggunakan antara CLI dan GUI interfaces Microsoft Windows is GUI with CLI command shell Apple Mac OS X as Aqua GUI interface with UNIX kernel underneath and shells available Solaris is CLI with optional GUI interfaces (Java Desktop, KDE)

9 Command Interpreter

10 The Mac OS X GUI

11 Sistem Calls System calls menyediakan interface antara proses (program yang sedang dijalankan) dan sistem sste operasi. Biasanya dibuat menggunakan bahasa tingkat tinggi (C or C++) Diakses menggunakan Application Program Interface (API) daripada pemanggilan langsung 3 API yang umum adalah: Win32 API for Windows, POSIX API for POSIX-based systems (including virtually all versions of UNIX, Linux, and Mac OS X), Java API for the Java virtual machine (JVM)

12 Example of System Calls System call sequence to copy the contents of one file to another file

13 Example of Standard API Consider the ReadFile() function in the Win32 API a function for reading from a file A desc iption of the pa amete s passed to ReadFile() A description of the parameters passed to ReadFile() HANDLE file the file to be read LPVOID buffer a buffer where the data will be read into and written from DWORD bytestoread the number of bytes to be read into the buffer LPDWORD bytesread the number of bytes read during the last read LPOVERLAPPED ovl indicates if overlapped I/O is being used

14 System Call implementation i The caller need know nothing about how the system call is implemented Just needs to obey API and understand what OS will do as a result call Most details of OS interface hidden from programmer by API Managed by run-time support library (set of functions built into libraries i included d with compiler)

15 API System Call OS Relationship

16 Standard C Library Example C program invoking printf() library call, which calls write() system call

17 System Calls Tiga metode umum m yang digunakan n dalam memberikan parameter kepada sistem operasi Melalui registers In some cases, may be more parameters than registers Menyimpan parameter dalam block / tabel pada memori dan alamat block tsb diberikan ik sebagai parameter pada register This approach taken by Linux and Solaris Menyimpan parameter a (push) ke dalam a stack (oleh program), dan melakukan pop off pada stack (oleh sistem operasi) Sifatnya dinamis

18 Parameter Passing via Table

19 Jenis System Calls System Program Process Control Manajemen file Manajemen Device Information Maintenance Komunikasi Proteksi Biasanya digunakan pada system program

20 Examples of Windows and Unix System Calls

21 Process Control Selesai, abort Load, eksekusi Membuat dan men-terminate proses Mengambil dan men-set process attributes Wait for time Wait event, signal event Allocate and free memory

22 MS-DOS execution (a) At system startup (b) running a program

23 FreeBSD Running Multiple Programs

24 Manajemen File Membuat dan menghapus file Membuka dan menutup file Read, write, reposition Mengambil dan men-set file attributes

25 Manajemen Device Meminta device, melepaskan device Read, write, reposition Mengambil dan men-set device attributes t Logically attach or detach device (mount / umount)

26 Information Maintenance Mengambil dan men-set waktu dan tanggal Men-set proses, file, or device attributes

27 Komunikasi i Menciptakan, menghapus hubungan komunikasi Mengirim dan menerima pesan Mentransfer status t informasi i Attach atau detach remote device Komunikasi dapat dilakukan melalui message passing atau shared memory

28 Struktur Sistem Operasi Struktur Sederhana Tidak dibagi dalam modul-modul Contoh : Struktur sistem MS-DOS: disusun untuk mendukung fungsi yang banyak pada space yang kecil Metode pendekatan Layer / Level Contoh: UNIX, terdiri dari kernel (berisi device driver dan interface) dan program Mikrokernel Menyusun sistem operasi dengan menghapus semua komponen yang tidak esensial dari kernel, dan mengimplementasikannya sebagai sistem program pada user-level Modular

29 MS-DOS Layer Structure

30 Traditional UNIX System Structure

31 Layered Operating System Layer adalah implementasi dari object abstrak yang merupakan enkapsulasi dari data dan operasi yang bisa memanipulasi data tersebut Layer paling bawah : hardware Layer paling atas : user interface

32 Layered OS Keuntungan: modularitas mempermudah debug dan verifikasi sistem layer pertama bisa didebug tanpa mengganggu sistem yang lain Kesulitan: hanya bisa menggunakan layer dibawahnya

33 Mikrokernel k Fungsi utama: mendukung fasilitas komunikasi i antara program user dan bermacam-macam layanan a yang juga berjalan a di user-space space Kernel menjadi lebih kecil Komunikasi melalui message passing Keuntungan: ketika layanan baru akan ditambahkan ke user-space, kernel tidak perlu di modif mendukung keamanan reliabilitas lebih, karena sebagian besar pada level pengguna, SO jadi terjaga Contoh sistem operasi : Tru64 UNIX, MacOSX, QNX

34 Monolithic vs Microkernel

35 Modules Most modern operating systems implement kernel modules Uses object-oriented approach Each core component is separate Each talks to the others over known interfaces Each is loadable as needed within the kernel Overall, similar to layers but with more flexible

36 Solaris Modular Approach

37 Virtual Machine Mesin virtual mengambil pendekatan layer secara logika. Mesin virtual memperlakukan hardware dan sistem operasi seolah-olah berada pada level yang sama sebagai hardware. Pendekatan Mesin virtual menyediakan sebuah interface yang identik dengan seluruh hardware yang ada. Sistem Operasi host membuat ilusi dari banyak proses, masing-masing dieksekusi pada prosesornya sendiri dengan virtual memorinya sendiri. Setiap guest menyediakan sebuah (virtual) copy dari semua hal yang ada pada komputer VM dibuat dengan pembagian sumber daya oleh physical computer VM ada 2: system VM dan application VM

38 Virtual Machine (2) Sumber daya fisik ik dibagi oleh VM untuk: Penjadwalan CPU bisa menciptakan penampilan seakan user mempunyai prosesor sendiri Spooling bisa menyediakan virtual card readers dan virtual line printers Sebuah time-sharing terminal, yang dapat melayani user dengan tepat VM software membutuhkan disk space untuk menyediakan Virtual memory dan spooling, yaitu sebuah virtual disk

39 Virtual Machines History and Benefits First appeared commercially in IBM mainframes in 1972 Fundamentally, multiple execution environments (different operating systems) can share the same hardware Protect from each other VM Commutate with each other, other physical systems via networking Useful for development, testing Open Virtual Machine Format, standard format of virtual machines, allows a VM to run within many different virtual machine (host) platforms

40 Keuntungan VM Keamanan bukanlah masalah VM mempunyai pelindungan lengkap pada berbagai sistem sumber daya Tidak ada pembagian sumber daya secara langsung VM sistem adalah kendaraan yang sempurna untuk penelitian dan pengembangan sistem operasi Dengan VM perubahan suatu bagian tidak akan mempengaruhi komponen yang lain

41 Kesulitan VM VM sulit diimplementasikan ik karena banyak syarat yang dibutuhkan untuk menyediakan duplikat yang tepat dari mesin host Harus punya virtual-user mode dan virtual-monitor mode yang keduanya berjalan di pysichal mode. Akibatnya, saat instruksi yang hanya membutuhkan virtual monitor mode dijalankan, register berubah dan bisa berefek pada virtual user mode, bahkan bisa merestart VM restart VM Waktu yang dibutuhkan I/O bisa lebih cepat(karena ada spooling), tapi bisa lebih lambat (karena diinterpreted)

42 Virtual Machines (Cont) Non-virtual Machine Virtual Machine (a) Nonvirtual machine (b) virtual machine

43 VMware Architecture

44 VMWare

45 Java Virtual Machine Program Java yang telah dicompile adalah platform-neutral bytecodes yang dieksekusi oleh Java Virtual Machine(JVM) JVM terdiri dari: Class loader Class verificatier runtime interpreter Just In-Time(JIT) compilers meningkatkan Just In Time(JIT) compilers meningkatkan performance

46 The Java Virtual Machine

47 Flow Chart of BIOS Functions Turn on Computer Post = power on self test Pass through POST Error Free YES Plug n Play NO Output to Monitor Test Boot Drive Pass through POST Error Free Bootable media found NO Pass through POST Error Free YES NO Load boot program Pass through POST Error Free Start operating system

48 Bootstrap loader Operating system must be made available to hardware, so hardware can start it Small piece of code bootstrap loader, locates the kernel, loads it into memory, and starts t it boot block at fixed location loads bootstrap loader When power initialized on system, execution starts at a fixed memory location Firmware used to hold initial boot code

49 Process & Thread NEXT