Arsitektur sistem operasi linux.

ARSITEKTUR SISTEM OPERASI LINUX

KELOMPOK 2

Apa itu linux ?

Linux atau GNU/Linux adalah sistem operasi bebas yang sangat populer untuk computer, Istilah Linux atau GNU/Linux (GNU) juga digunakan sebagai rujukan kepada keseluruhan distro Linux (Linux distribution), yang di dalamnya disertakan program-program lain pendukung sistem operasi.

Linux ini disebarkan secara luas dengan gratis di bawah lisensi GNU General Publi License (GPL), yang berarti source code Linux juga tersedia bagi publik. Linux dikembangkan oleh perorangan maupun kelompok yang bekerja secara sukarela.

Sejarah Linux

Pengembangan Linux pertama kali dilakukan oleh Linus Benedict Torvalds pada tahun 1991 di Universitas Helsinki, Finlandia. Kemudian Linux dikembangkan lagi dengan bantuan dari banyak programmer dan pakar UNIX di Internet

Kelebihan dan kekurangan linux

Kelebihan

Linux merupakan sistem operasi bebas dan terbuka. Sehingga dapat dikatakan, tidak terdapat biaya lisensi untuk membeli atau menggunakan Linux.

Hampir semua aplikasi yang terdapat di Windows, telah terdapat alternatifnya di Linux.

Keamanan yang lebih unggul daripada Windows.

Linux relatif stabil. Komputer yang dijalankan di atas sistem operasi UNIX sangat dikenal stabil berjalan tanpa henti.

Linux mempunyai kompatibilitas ke belakang yang lebih baik (better backward-compatibilty).

Kelebihan dan kekurangan linux

Kekurangan

Banyak pengguna yang belum terbiasa dengan Linux dan masih ‘Windows minded’.

Dukungan perangkat keras dari vendor-vendor tertentu yang tidak terlalu baik pada Linux.

Proses instalasi software / aplikasi yang tidak semudah di Windows.

Bagi administrator sistem yang belum terbiasa dengan Unix-like (seperti Linux), maka mau tidak mau harus mempelajari hal ini.

Fitur-fitur linux

Multi tasking dan dukungan 32 bit; mampu menjalankan beberapa perintah secara bersamaan, dan dengan memanfaatkan model terlindung (protected mode) dari Intel 80836 keatas, Linux merupakan sistem operasi 32 bit.

Dukungan Java.

Virtual Memory.

Linux menawarkan sistem file yang hierarkis, dengan beberapa folder utama yang sudah dibakukan (File System Standard/FSSTND).

Grafis antar muka pemakai (Graphical User Interface/GUI) yang dipergunakan Linux adalah sistem X Window atau X dari MIT.

Versi Linux

Linux yg merupakan sebuah software gratis, kini mulai banyak dipakai oleh para pengguna komputer. Beberapa macam linux antara lain:

1. Fedora Core 42. Suse3. Ubuntu 5.044. Knoppix 3.85. PC Linux OS6. Linux Xnuxer7. Mandrake 10.0

Manajemen Sistem Operasi Linux


Kernel

Kernel adalah inti dari system UNIX/LINUX , yang mengontrol perangkat keras dan membentuk berbagai fungsi beraras rendah. Fungsi-fungsi yang dilaksanakan oleh kernel :

• Pelayanan tanggal dan jam system

• Manajemen berkas dan penanganan sekuriti

• Pelayanan operasi masukan dan keluaran

• Manajemen dan penjadwalan proses

• Manajemen memori

• Melakukan kegiatan akuntansi sistem

• Melakukan penanganan kesalahan dan interupsi


ShellShell adalah penerjemah pada system UNIX / LINUX. Perangkat lunak inilah yang menjadi jembatan antara pemakai dan system UNIX / LINUX. Pemakai cukup memberikan perintah dan shell yang akan menanganinya. Perintah sendiri dapat berupa:

Perintah built-in, Perintah yang merupakan bagian internal dari shell Perintah eksternal, Perintah yang bukan bagian internal dari shell (dapat

berupa utilitas atau program aplikasi) Ada beberapa jenis shell yang beredar saat ini. Empat diantaranya yang sangat menonjol adalah :• Bourne shell,• C shell,• Korn shell, dan• Bourne Again shell.


Utilitas

Utilitas adalah program yang disediakan sistem UNIX / LINUX untuk melaksanakan tugas tertentu.

Beberapa kelompok utilitas dilihat dari fungsinya :

Utilitas manajemen berkas dan direktori

Utilitas penyunting berkas

Utilitas penunjang komunikasi dan jaringan

Utilitas administrasi sistem

Utilitas pemrograman C

Utilitas penganalisis unjuk kerja sistem

Utilitas untuk keperluan backup dan restore


Program Aplikasi

Aplikasi adalah program-program yang dibuat oleh pemakai, untuk memenuhi kebutuhannya sendiri. Program-program ini dapat dibuat dengan menggunakan sejumlah utilitas, perintah built-in milik shell, atau dibangun dengan bahasa pemrograman seperti C, COBOL, atau Python dan berbagai development tool seperti Oracle dan Informix. Bisa juga berupa program paket yang dibeli dari pemasok perangkat lunak.

Manajemen proses linux

Tipe-tipe proses dalam Linux, dibagi ke dalam 3 bagian, yaitu :

Interactive : Proses yang diprakarsai oleh sebuah shell dan berjalan dalam foreground dan background. seperti : terminal, software running, dll.

Batch : Sebuah seri dari proses-proses yang dijadwalkan untuk dieksekusi pada suatu waktu tertentu, proses batch ini juga tidak berhubungan dengan terminal, tapi menunggu dieksekusi secara sekuensial.

Daemon : Proses yang diinisialisasi saat booting untuk membentuk suatu fungsi-fungsi sistem yang dibutuhkan, bila tidak ada request maka akan berada pada keadaan idle, seperti : LPD, NFS, dan DNS.

PENJADWALAN PROSES LINUX

Linux menggunakan dua algoritma penjadwalan proses, yaitu:

1. Algoritma time-sharing untuk preemptive scheduling wajar/ adil (fairness) di antara banyak proses

2. Algoritma real-time untuk tugas-tugas di mana prioritas absolut lebih penting daripada kewajaran (fairness)

Struktur direktori

Struktur direktori di Linux berbeda dengan sistem operasi lain (contoh: MS Windows). Jika di dalam sistem operasi MS Windows ada drive (perangkat) A:, B:, C:, D:, E:, dan seterusnya. Maka di dalam struktur direktori Linux dimulai dari direktori root yang dilambangkan dengan simbol / (slice).

Direktori root merupakan direktori paling tinggi (luar) dari seluruh direktori yang ada di dalam sistem operasi Linux. Direktori root merupakan direktori utama yang sifatnya tunggal, tidak ada yang menyamai dan lebih tinggi tingkatannya. Di dalam direktori root (/) terdapat subdirektori-subdirektori utama yang mempunyai fungsi khusus terhadap sistem operasi Linux. Subdirektori-subdirektori tersebut antara lain :

Struktur direktoriDirektori K e t e r a n g a n

/bin Tempat file eksekusi untuk menjalankan perintah di Linux bagi semua pengguna

/boot Tempat file kernel dan boot loader (program untuk memuat kernel saat booting)

/dev Tempat file perangkat keras dan fitur perangkat lunak serta keamanan

/etc Tempat file konfigurasi sistem dan aplikasi di Linux

/home Direktori rumah untuk menyimpan konfigurasi dan data dari pengguna (user)

/lib Tempat pustaka (modul program) yang digunakan oleh aplikasi di Linux

/mnt Tempat untuk melakukan mounting (memasang) media penyimpanan (storage)

/opt Tempat file aplikasi dari pihak ketiga (3rd Party) yang bukan Proyek GNU

/proc Tempat file informasi yang dihasilkan oleh kernel Linux

/root Direktori rumah untuk menyimpan file konfigurasi dan data dari root (superuser)

/sbin Tempat file eksekusi untuk menjalankan perintah khusus untuk root (superuser)

/sys Tempat file infomasi yang dihasilkan oleh kernel Linux yang tidak ada di /proc

/tmp Tempat file sementara yang digunakan oleh aplikasi di Linux

/usr Tempat file program aplikasi di Linux yang biasanya program open source

/var Tempat file variabel (campuran) yang biasanya digunakan untuk log dan mail

Manajement memory di linux

Memori manajemen merupakan salah satu bagian terpenting dalam sistem operasi. Karena adanya keterbatasan memori, maka digunakan memory virtual untuk menanganinya.

Dengan memori virtual kita dapat:1. Ruang alamat yang besar.2. Pembagian memori fisik yang adil.3. Perlindungan4. Penggunaan memori virtual bersama


Memori fisik dan memori virtual dibagi menjadi bagian-bagian yang disebut page. Page ini memiliki ukuran yang sama besar. Tiap page ini punya nomor yang unik, yaitu Page Frame Number (PFN). Untuk setiap instruksi dalam program, CPU melakukan mapping dari alamat virtual ke memori fisik yang sebenarnya.

Penerjemahan alamat di antara virtual dan memori fisik dilakukan oleh CPU menggunakan tabel page untuk proses x dan proses y. Ini menunjukkan virtial PFN0 dari proses x dimap ke memori fisik PFN1.

Setiap anggota tabel page mengandung informasi berikut ini:1. Virtual PFN2. PFN fisik3. informasi akses page dari page tersebut


Untuk menerjemahkan alamat virtual ke alamat fisik, pertama-tama CPU harus menangani alamat virtual PFN dan offsetnya di virtual page. CPU mencari tabel page proses dan mancari anggota yang sesuai degan virtual PFN. Ini memberikan PFN fisik yang dicari. CPU kemudian mengambil PFN fisik dan mengalikannya dengan besar page untuk mendapat alamat basis page tersebut di dalam memori fisik. Terakhir, CPU menambahkan offset ke instruksi atau data yang dibutuhkan. Dengan cara ini, memori virtual dapat dimap ke page fisik dengan urutan yang teracak.


Demand PagingCara untuk menghemat memori fisik adalah dengan hanya meload page virtual yang sedang digunakan oleh program yang sedang dieksekusi. Tehnik dimana hanya meload page virtual ke memori hanya ketika program dijalankan disebut demand paging.

SwapingJika memori fisik tiba-tiba habis dan proses ingin memindahkan sebuah page ke memori, sistem operasi harus memutuskan apa yang harus dilakukan.

Pengaksesan memori virtual bersamaMemori virtual mempermudah proses untuk berbagi memori saat semua akses ke memori menggunakan tabel page. Proses yang akan berbagi memori virtual yang sama, page fisik yang sama direference oleh banyak proses. Tabel page untuk setiap proses mengandung anggota page table yang mempunyai PFN fisik yang sama.


EfisiensiDesainer dari CPU dan sistem operasi berusaha meningkatkan kinerja dari sistem. Disamping membuat prosesor, memori semakin cepat, jalan terbaik adalah manggunakan cache. Berikut ini adalah beberapa cache dalam manajemen memori di linux:

1. Page Cache2. Buffer Cache.3. Swap Cache

Salah satu implementasi yang umum dari hardware cache adalah di CPU, cache dari anggota tabel page. Dalam hal ini, CPU tidak secara langsung membaca tabel page, tetap mencache terjemahan page yang dibutuhkan.


Load dan Eksekusi Program1. Penempatan program dalam memori

Linux membuat tabel-tabel fungsi untuk loading program, memberikan kesempatan kepada setiap fungsi untuk meload file yang diberikan saat sistem call exec dijalankan. Pertama-tama file binari dari page ditempatkan pada memori virtual. Hanya pada saat program mencoba mengakses page yang telah diberikan terjadi page fault, maka page akan diload ke memori fisik.

2. Linking statis dan linking dinamisa. Linking statis:librari-librari yang digunakan oleh program ditaruh secara langsung dalam file binari yang dapat dieksekusi. Kerugian dari linking statis adalah setiap program harus mengandung kopi library sistem yang umum.b. Linking dinamis:hanya sekali meload librari sistem menuju memori. Linking dinamis lebih efisien dalam hal memori fisik dan ruang disk.

Managemen I/O pada linux

1. Block devices

yaitu menyimpan, menerima, dan mengirim informasi sebagai blok-blok berukuran tetap yang berukuran 128 sampai 1024 byte dan memiliki alamat tersendiri, sehingga memungkinkan membaca atau menulis blok-blok secara independen, yaitu dapat membaca atau menulis sembarang blok tanpa harus melewati blok-blok lain. Contoh : disk, tape, CD ROM, optical disk. Fungsi “block devices” sendiri didukung oleh 2 sistem component, block buffer cache dan request manager. Block buffer cache bertugas sebagai pool dari buffer i/o aktif dan cache dari “completed i/o”. “Request manager” adalah lapisan software yang mengelola konten read dan write buffer dari dan menuju block-device driver.


2. Character devices

yaitu perangkat yang menerima, dan mengirimkan aliran karakter tanpa membentuk suatu struktur blok. Contoh : terminal, line printer, pita kertas, kartu-kartu berlubang, mouse. Perangkat ini tidak memerlukan random access untuk sebuah block data. Akan tetapi, tiap perangkat telah memiliki berbagai fungsi yang telah terdaftar pada kernel yang diimplementasikan pada file operasi i/o.


3. network devices

berbeda dengan block atau character devices, user harus berkomunikasi secara tidak langsung dengan cara harus membuka sambungan dengan subsistem jaringan kernel.

TERIMA KASIH

Arsitektur sistem operasi linux.

Education

Transcript of Arsitektur sistem operasi linux.