Aditya Wikan MahastamaAditya Wikan Mahastama Antonius Rachmat CAntonius Rachmat C
Sistem OperasiSistem OperasiStruktur Sistem OperasiStruktur Sistem OperasiSystem CallSystem CallVirtual MachineVirtual Machine
Definisi SODefinisi SO• Dari sudut pandang user
– Sistem Operasi sebagai alat untuk mempermudahpenggunaan Komputer
– Sistem Operasi sebagai alat untuk memaksimalkanpenggunaan sumber daya komputer (dalam lingkungan multi-user)multi-user)
• Dari sudut pandang sistem– Sistem Operasi sebagai alat yang menempatkan sumber daya secara efisien (Resource Allocator)
– Sistem Operasi sebagai alat yang mangatur eksekusi program dan operasi dari alat I/O (Control Program)
– Sistem Operasi sebagai sebuah program yang selalu berjalan setiap saat pada komputer (Kernel)
Layanan SOLayanan SO• User interface
– Varies between Command-Line (CLI), Graphics User Interface (GUI), Batch
• Program execution – SO harus bisa meload program ke memory dan mengeksekusinya, menghentikan eksekusi programmenghentikan eksekusi program
• 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, create dan delete, search file/dir, list file information, dan permission management.
Layanan SOLayanan SO• Communications – proses harus berkomunikasi antar proses dalam komputer yang sama atau antar komputer dalam jaringan– shared memory / message passing
• Error detection – harus mampu menangani error
• Error detection – harus mampu menangani error– Bisa terjadi pada CPU, memory hardware, dalam I/O devices, dan dalam user program
– Untuk setiap error, OS harus menanganinya dengan aksi yang tepat dan konsisten
– Harus adanya fasilitas debugging
Layanan SOLayanan SO
• Resource allocation – ketika multiple users atau multiple jobs berjalan bersama-sama (concurrent), resources harus dialokasikan
• Accounting – menentukan berapa penggunaan sumber daya sistempenggunaan sumber daya sistem
• Protection and security– Protection meyakinkan hak akses yang diperbolehkan
– Security sistem, baik program atau I/O dari pihak luar menggunakan autentikasi.
A View of Operating System A View of Operating System ServicesServices
Command Line InterpreterCommand Line Interpreter
• Sistem Operasi menunggu instruksi dari pengguna (command driven).
– Sometimes commands built-in, sometimes just names of programs
• CLI: Program yang membaca instruksi dan • CLI: Program yang membaca instruksi dan mengartikan control statements (keinginan user) umumnya disebut:
– command-line interpreter
– UNIX shell.
User Operating System Interface User Operating System Interface -- GUIGUI
• User-friendly desktop metaphor interface– Menggunakan mouse, keyboard, and monitor
– Icons merepresentasikan files, programs, actions, dll
– Menggunakan directory = folder
– Invented at Xerox PARC
• SO sekarang menggunakan antara CLI dan GUI interfacesinterfaces– 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)
Command InterpreterCommand Interpreter
The Mac OS X GUIThe Mac OS X GUI
Sistem CallsSistem Calls• System calls menyediakan interface/penghubung antara proses dan sistem operasi.
• Biasanya dibuat menggunakan bahasa tingkat tinggi (C or C++)
• Diakses menggunakan Application Program • Diakses menggunakan Application Program Interface (API) daripada pemanggilan langsung
• 3 API yang umum adalah: – Win32 API for Windows, – POSIX API for POSIX-based systems (UNIX, Linux, and Mac OS X),
– Java API for the Java virtual machine (JVM)– .NET API
Example of System CallsExample of System Calls
• System call sequence to copy the contents of one file to another file
Example of Standard APIExample of Standard API• Consider the ReadFile() function in the• Win32 API—a function for reading from a file
• 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
System Call implementationSystem Call implementation
• The caller need know nothingabout how the system call is implemented– Just needs to obey API and understand what OS will do as a
– Just needs to obey API and understand what OS will do as a result call
–Most details of OS interface hiddenfrom programmer by API •Managed by run-time support library
API API –– System Call System Call –– OS RelationshipOS Relationship
Standard C Library ExampleStandard C Library Example
• C program invoking printf() library call, which calls write() system call
System CallsSystem Calls• Tiga metode untuk memberikan parameter dari program ke SO:– Melalui registers
• Parameters > registers
– Menyimpan parameter dalam block / tabel pada memori dan alamat block tsbpada memori dan alamat block tsbdiberikan sebagai parameter pada register• This approach taken by Linux and Solaris
– Menyimpan parameter (push) ke dalam stack(oleh program), dan melakukan pop off pada stack (oleh sistem operasi)• Sifatnya semi dinamis
Examples of Windows and Examples of Windows and Unix System CallsUnix System Calls
Jenis System Calls Jenis System Calls –– System System ProgramProgram
• Process Control
• Manajemen file
• Manajemen device
• Komunikasi• Komunikasi
• Information management
• Proteksi
• Biasanya digunakan pada system program
Process ControlProcess Control• Selesai, abort
• Load, eksekusi
• Membuat dan men-terminate proses
• Mengambil dan men-set process • Mengambil dan men-set process attributes
• Wait for time
• Wait event, signal event
• Allocate and free memory
MSMS--DOS DOS process process executionexecution
(a) At system startup (b) running a program
LinuxLinux Running Multiple ProgramsRunning Multiple Programs
Manajemen FileManajemen File• Membuat dan menghapus file
• Membuka dan menutup file
• Read, write, reposition
• Mengambil dan men-set file attributes • Mengambil dan men-set file attributes
Manajemen DeviceManajemen Device• Meminta device, melepaskan device
• Read, write, reposition
• Mengambil dan men-set device attributes
• Logically attach or detach device (mount / umount)umount)
Information MaintenanceInformation Maintenance• Mengambil dan men-set waktu dan tanggal
• Men-set proses, file, or device attributes
• Menampilkan informasi tentang sistem
KomunikasiKomunikasi• Menciptakan, menghapus hubungan komunikasi
• Mengirim dan menerima pesan• Mentransfer status informasi• Attach atau detach remote device• Komunikasi dapat dilakukan melalui • Komunikasi dapat dilakukan melalui message passing atau shared memory
Struktur Sistem OperasiStruktur Sistem Operasi• Struktur Sederhana
– Tidak dibagi dalam modul-modul
– Contoh : Struktur sistem MS-DOS:
• Metode pendekatan Layer / Level– Contoh: UNIX, terdiri dari kernel (berisi device driver dan interface) dan programdan 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– Dibagi per modul
MSMS--DOS Layer StructureDOS Layer Structure
Traditional UNIX System StructureTraditional UNIX System Structure
Layered Operating SystemLayered Operating System
• Layer adalah implementasi dari object abstrak yang merupakan enkapsulasi daridata dan operasi yang bisa memanipulasimemanipulasidata tersebut• Layer paling bawah : hardware• Layer paling atas : user interface
Layered OSLayered OS
• Keuntungan: –Menerapkan modularitas
–mempermudah debug dan verifikasi sistem
– layer pertama bisa didebug tanpa mengganggu sistem yang lain
• Kesulitan:–hanya bisa menggunakan service dari layer dibawahnya
MikrokernelMikrokernel• Fungsi utama: mendukung fasilitas komunikasi antara program user dan bermacam-macam layanan yang juga berjalan di user-space
• Kernel menjadi lebih kecil
• Komunikasi dilakukan melalui message passing• Komunikasi dilakukan 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
Monolithic vs MicrokernelMonolithic vs Microkernel
ModulesModules
• 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
Solaris Modular ApproachSolaris Modular Approach
Virtual MachineVirtual 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, • 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
Virtual Machines History and BenefitsVirtual 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• Protect from each other VM
• Commutate with each other, other physical systems via networking
• Useful for development, testing
• Using “Open Virtual Machine Format”, standard format of virtual machines, allows a VM to run within many different virtual machine (host) platforms
Keuntungan VMKeuntungan VM
• Keamanan
• Kemudahan instalasi
• Cocok digunakan dalam penelitian dan percobaandan percobaan
• Mendukung green computing
• Murah
Kerugian VMKerugian VM
• Waktu yang dibutuhkan I/O bisa lebih cepat (karena ada spooling), tapi bisa lebih lambat (karena diinterpreted)diinterpreted)
• Tidak semua aplikasi kompatible
• Membutuhkan hardware dengan spek yang cukup tinggi
Virtual Machines (Cont)Virtual Machines (Cont)
Non-virtual Machine Virtual Machine
(a) Nonvirtual machine (b) virtual machine
Solaris 10 with Two ContainersSolaris 10 with Two Containers
VMware ArchitectureVMware Architecture
VMWareVMWare
Java Virtual MachineJava Virtual Machine
• Program Java yang telah dicompile adalah platform-neutral bytecodes yang dieksekusi oleh Java Virtual Machine(JVM)
• JVM terdiri dari:• JVM terdiri dari:
– Class loader
– Class verificatier
– runtime interpreter
• Mendukung Just In-Time (JIT) compilers yang meningkatkan performance
The Java Virtual MachineThe Java Virtual Machine
Bootstrap loaderBootstrap 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 locates the kernel, loads it into memory, and starts 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
Flow Chart of BIOS FunctionsFlow Chart of BIOS Functions
Pass through POST Error Free
Plug’n’Play
Test Boot Drive
Turn on Computer
YES
NO Output to Monitor
Pass through POST Error
Post = power on self test
Test Boot Drive
Bootable media found
Load boot program
Start operating system
NO
Pass through POST Error Free
Pass through POST Error Free
Pass through POST Error Free
YES
NO
NEXTNEXT
• Process & Thread
Top Related