Arsiktektur Sistem Operasi Dan Penjelasannya Lengkap
A.Arsiktektur Sistem Operasi
1.Arsitektur Sistem Operasi dan Penjelasannya Lengkap
Arsitektur sistem operasi adalah merupakan arsitektur perangkat lunak yang digunakan untuk membangun suatu perangkat lunak sistem operasi yang akan digunakan dalam sistem komputer. Perkembangan arsitktur sistem operasi modern ini semakin komplek dan rumit sehingga memerlukan sistem operasi yang dirancang dengan sangat hati-hati, cermat dan tepat agar dapat berfungsi secara optimum dan mudah untuk dimodifikasi.
Sistem operasi merupakan kumpulan dari program-program (prosedur,fungsi, library) dimana prosedur dapat saling dipanggil oleh prosedur lain di sistem bila diperlukan”. Sistem pemanggilan program untuk mendapatkan layanan dari sistem operasi tersebut dikenal dengan nama Sistem Call atau API (aplication programming interface).
2.Berbagai ragam Arsitektur sistem operasi moderen diantaranya adalah :
1) Sistem Monolitik
Sistem monolitik Merupakan struktur sistem operasi sederhana yang dilengkapi dengan operasi “dual” pelayanan {sistem call} yang diberikan oleh sistem operasi. Model sistem call dilakukan dengan cara mengambil sejumlah parameter pada tempat yang telah ditentukan sebelumnya, seperti register atau stack dan kemudian mengeksekusi suatu intruksi trap tertentu pada monitor mode.
Keunggulan dari sistem Monolitik ini adalah:
• Layanan terhadap job-job yang ada bisa dilakukan dengan cepat karena berada pada satu ruang alamat memory.
•
Kelemahan dari sistem Monolitik adalah:
• Pengujian dan penghilangan kesalahan sulit dilakukan karena tidak dapat dipisahkan dan dilokasikan,
• Sulit dalam menyediakan fasilitas pengamanan.
• Kurang efisien dalam penggunaan memori dimana setiap computer harus menjalankan kernel yang besar sementara tidak memerlukan seluruh layanan yang disediakan kernel.
• Kesalahan pemrograman di satu bagian kernel menyebakan matinya seluruh sistem.
2) Sistem berlapis
Teknik pendekatan struktur sistem berlapis sistem operasi pada dasarnya dibuat menggunakan pendekatan top-down, semua fungsi ditentukan dan dibagi menjadi komponen komponen. Modularisasi sistem dilakukan dengan cara memecah sistem operasi menajdi beberapa lapis (tingkat). Lapisan terendah (layer 0) adalah perangkat keras dan lapisan teratas (layer N) adalah user interface. Dengan sistem modularisasi, setiap lapisan mempunyai fungsi (operasi) tertentu dan melayani lapisan yang lebih rendah.
Sistem operasi pertama kali yang memakai sistem berlapis adalah THE. Sistem operasi THE yang dibuat oleh Dijkstra dan mahasiswa-mahasiswanya. Pada dasarnya sistem operasi berlapis dimaksudkan untuk mengurangi kompleknya rancangan dan implementasi dari suatu sistem operasi. Contoh sistem operasi yang menggunakan sistem ini adalah: UNIX termodifikasi, THE, Venus dan OS/2
Keuntungan Sistem Berlapis adalah:
• Memiliki semua keunggulan rancangan modular.
• Sis tem terbagi dalam beberapa modul, setiap modul dan lapisan bisa dirancang, di uji, secara independen sehingga jika terjadi suatu kesalahan mudah untuk menanganinya.
Kelemahan Sistem Berlapis adalah:
• Semua fungsi-fungsi dari sistem operasi harus terdapat di masing-masing lapisan, jika terjadi suatu kesalahan bisa jadi semua lapisan harus diprogram ulang
3) Sistem Mesin virtual
Konsep dasar dari mesin virtual ini tidak jauh berbeda dengan pendekatan sistem terlapis dengan tambahan berupa antarmuka yang menghubungkan perangkat keras dengan kernel untuk tiap-tiap proses. Mesin virtual menyediakan antar muka yang identik untuk perangkat keras yang ada. Sistem operasi ini membuat ilusi atau virtual untuk beberapa proses, masing-masing virtual proses mengeksekusi prosessornya dan memorinya (virtual) masing masing.
Meskipun konsep ini cukup baik, namun cukup komplek untuk diimple-mentasikan, karena system menggunakan metode dual-mode. Mesin virtual hanya dapat berjalan pada monitor-mode jika berupa sistem operasi, se-dangkan mesin virtual itu sendiri berjalan dalam bentuk user-mode. Konsek-uensinya, baik virtual monitor-mode maupun virtual user-mode harus dijalankan melalaui physical user mode. Hal ini menyebabkan adanya transfer dari user-mode ke monitor-mode pada mesin nyata, yang juga akan menyebabkan adan-ya transfer dari virtual user-mode ke virtual monitor-mode pada mesin virtual. Sumber daya (resource) dari computer fisik dibagi untuk membuat mesin virtual. Penjadwalan CPU dapat membuat penampilan bahwa user mempunyai proses-sor sendiri. Spooling dan system file dapat menyediakan card reader virtual dan line printer virtual. Terminal time sharing pada user melayani sebagai console operator mesin virtual. Contoh sistem operasi yang memakai mesin virtual ada-lah IBM S/370 dan IBM VM/370.
B.Perkembangan Sistem Operasi
1.Perkembangan Sistem Operasi Open Source
Open source adalah istilah untuk software yang kode programnya disediakan oleh pengembangnya untuk umum agar dapat dipelajari cara kerjanya, diubah atau dikembangkan lebih lanjut serta untuk disebarluaskan. Apabila pembuat program melarang orang lain untuk mengubah dan atau menyebarluaskan program buatannya, maka program itu bukan open source, meskipun tersedia kode programnya.
Open source merupakan salah satu syarat bahwa suatu software dikatakan “free software”. Free software pasti open source software, namun open source software belum tentu free software. Salah satu contoh free software adalah Linux. Contoh open source software adalah FreeBSD.
Mulai tahun 1994-1995, server-server di Institut Teknologi Bandung (ITB) mulai menggunakan FreeBSD sebagai sistem operasinya. FreeBSD merupakan sistemoperasi open source dan tangguh untuk keamanan jaringan maupun server. Tetapi kemudian para administrator jaringan di Computer Network Research Group (CNRG) ITB lebih menyukai laptop Mac dengan sistem operasi Mac OS X yang berbasis BSD daripada sistem operasi lain. Istilah open source (kode program terbuka) sendiri baru dipopulerkan tahun 1998.
Awalnya tumbuh dari suatu komunitas pemrogram yang berjumlah kecil namun sangat erat dimana mereka biasa bertukar kode program, dan stiap orang dapat memodifikasi program yang dibuat orang lain sesuai dengan kepentingannya. Hasil modifikasinya juga mereka sebarkan ke komunitas tersebut.
Perkembangan di atas antara lain dipelopori oleh Richard Stallman dan kawan- kawannya yang mengembangkan banyak aplikasi di komputer DEC PDP-10. Awal tahun 1980-an komunitas hacker di MIT dan universitas-universitas lain tersebut bubar karena DEC menghentikan PDP-10. Pada tahun 1991, seorang mahasiswa S2 Universitas Helsinki, Finlandia mulai mengembangkan suatu sistem operasi yang disebutnya Linux.
Free Software Foundation (FSF) selain perangkat lunak adalah lisensi GPL (GNU public License), dimana lisensi ini memberi kebebasan bagi penggunanya untuk menggunakan dan melihat kode program, memodifikasi dan mendistribusi ulang peranti lunak tersebut dan juga jaminan kebebasan untuk menjadikan hasil modifikasi tersebut tetap bebas didistribusikan. Linus Torvalds juga menggunakan lisensi ini dalam pengembangan dasar Linux.
Linus Torvalds
2.Macam – Macam Jenis Sistem Operasi Open source
1.Unix
Termasuk sistem operasi yang paling awal ada untuk komputer. Merupakan induk dari sistem operasi linux. Unix atau UNIX adalah sebuah sistem operasi komputer yang diawali dari project Multics (Multiplexed Information and Computing Service) pada tahun 1965 yang dilakukan American Telephone and Telegraph AT&T, General Electric (GE), dan Institut Teknologi Massachusetts (MIT), dengan biaya dari Departemen Pertahanan Amerika (Departement of Defence Advenced Research Project, DARPA atau ARPA), UNIX didesain sebagai Sistem operasi yang portable, multi-tasking dan multi-user.
2. MINIX
Minix adalah sebuah sistem operasi keturunan UNIX yang bersifat open-source, yang dibuat berdasarkan arsitektur microkernel. Kernel sistem operasi ini dibuat oleh seorang profesor di Vrije Universiteit Amsterdam, Belanda yang bernama Andrew Stuart Tanenbaum yang pada awalnya ditujukan untuk tujuan edukasional. Minix juga menjadi inspirasi bagi Linus Torvalds untuk membuat kernel Linux.
3. BSD (Berkeley Software Distribution)
Berkeley Software Distribution (BSD) pertama kali dibangun dan dikembangkan oleh Computer System Research Group (CSRG) di University of California at Berkeley (UCB), BSD pertama kali keluar pada akhir 1977 sebagai paket tambahan dan patch dari AT&T UNIX versi 6, yang mana waktu itu beroperasi pada mesin PDP-11 minicomputer.
BSD dibuat, dikembangkan, dan digunakan secara “Bebas” sebagai perlawanan terhadap lisensi UNIX yang dimiliki oleh AT&T dan oleh karena itu BSD mempunyai lisensi tersendiri yang memungkinkan setiap orang bebas melakukan pengembangan, dan menggunakan kode sumber BSD. Pada tahun 1993, versi 4.4BSD dirilis sebagai sebuah Sistem Operasi yang utuh.
4. GNU Linux
Linux adalah sebuah kloning UNIX, ditulis benar-benar dari bawah lebih dari satu dekade lalu. Linux sama dengan BSD dalam banyak hal, namun BSD telah mempunyai budaya yang telah lama, serta lebih ramah terhadap dunia komersial. Sistem Operasi ini dibuat oleh Linus Torvald dan berkembang sedemikian cepatnya sehingga hampir bisa melampaui jumlah pengguna Windows di dunia.
Linux bisa didapatkan dalam berbagai distribusi (sering disebut Distro). Distro adalah bundel dari kernel Linux, beserta sistem dasar linux, program instalasi, tools basic, dan program-program lain yang bermanfaat sesuai dengan tujuan pembuatan distro.
Ada banyak sekali distro Linux, diantaranya :
• RedHat, distribusi yang paling populer, minimal di Indonesia. RedHat merupakan distribusi pertama yang instalasi dan pengoperasiannya mudah.
• Debian, distribusi yang mengutamakan kestabilan dan kehandalan, meskipun mengorbankan aspek kemudahan dan kemutakhiran program. Debian menggunakan .deb dalam paket instalasi programnya.
• Slackware, merupakan distribusi yang pernah merajai di dunia Linux. Hampir semua dokumentasi Linux disusun berdasarkan Slackware. Dua hal penting dari Slackware adalah bahwa semua isinya (kernel, library ataupun aplikasinya) adalah yang sudah teruji.
Sehingga mungkin agak tua tapi yang pasti stabil. Yang kedua karena dia menganjurkan untuk menginstall dari source sehingga setiap program yang kita install teroptimasi dengan sistem kita. Ini alasannya dia tidak mau untuk menggunakan binary RPM dan sampai Slackware 4.0, ia tetap menggunakan libc5 bukan glibc2 seperti yang lain.
• SuSE, distribusi yang sangat terkenal dengan YaST (Yet another Setup Tools) untuk mengkonfigurasi sistem. SuSE merupakan distribusi pertama dimana instalasinya dapat menggunakan bahasa Indonesia.
• Mandrake, merupakan varian distro RedHat yang dioptimasi untuk pentium. Kalau komputer kita menggunakan pentium ke atas, umumnya Linux bisa jalan lebih cepat dengan Mandrake.
• WinLinux, distro yang dirancang untuk diinstall di atas partisi DOS (WIndows). Jadi untuk menjalankannya bisa di-klik dari Windows. WinLinux dibuat seakan-akan merupakan suatu program aplikasi under Windows.
Dan masih banyak distro-distro lainnya yang telah tersedia maupun yang akan muncul.
5. Sun Solaris
Solaris adalah salah satu UNIX yang paling dikenal dunia. Solaris dibuat oleh Sun Microsystem. Solaris berjalah pada high−end hardware yang dapat mendukung puluhan processor, GB RAM, serta harddisk. Ia banyak digunakan sebagai platform oleh aplikasi enterprise, seperti Oracle. Solaris didesain untuk berjalan pada processor SPARC yang diproduksi oleh SUN. Karena SUN mengontrol sendiri hardware dan software, mereka dapat mengembangkan system dengan fitur2 menarik, seperti, hot-swappable RAM, mainboard, harddisk, CPU.
6. Syllable Desktop
Syllable adalah sebuah OS gratis dan open source yang dicabangkan dari AtheOS, tiruan AmigaOS pada tahun 2002, Syllable Desktop merupakan OS yg ringan dan cepat, cocok uuntuk home and small office users.
7. AROS Research Operating System
AROS adalah sebuah OS open source ringan yang didesain untuk tidak saja kompatibel dengan AmigaOS 3.1, tetapi juga lebih baik dari Amiga. Proyek ini dimulai pada tahun 1995 dan hari ini dapat dioperasikan di perangkat keras berbasis PowerPC dan IBM PC. AROS juga mengemas sebuah emulator yang dapat mengoperasikan aplikasi-aplikasi Amiga.
8. OpenGEM
GEM (Graphical Environment Manager) mulai hidup pada tahun 1985 sebagai shell grafis Digital Research untuk CP/M. Dibuat dengan cara untuk MS-DOS dan interface Atari ST. Kaldera, yang berakhir memiliki GEM, open-source di tahun 1999. Sejak itu, para penggemar memperbarui dan memperpanjang kode, yang biasanya dirilis sebagai FreeGEM atau OpenGEM.
9. Menuet OS
MenuetOS sangat menarik dari sebuah prestasi yang luar biasa: dapat di-boot dan dijalankan dari floppy disk 3,5 . Tentu saja, jika anda ingin setup yang lebih canggih, Anda bisa menginstalnya pada hard drive.Fitur utama dari MenuetOS yang memungkinan berjalan dalam ruang yang terbatas seperti itu adalah bahwa selurunya ditulis dalam bahasa assembly x86.
Dedikasi penulis untuk pemrograman assembly-hanya membuat OS dan aplikasi yang termasuk ramping dan cepat, dan sifat ini telah menarik kecil tapi berdedikasi berikut selama dekade terakhir.
10. KolibriOS
KolibriOS adalah sistem operasi rakitan berbasi hobi yang kecil dan cepat yabg bercabang dari kode MenuetOS pada tahun 2004. Seperti MenuetOS, KolibriOS merupakan sistem operasi gratis dan open-source yang dapat dijalankan dari floppy disk tunggal, tetapi juga mampu berkembang untuk memenuhi kebutuhan yang lebih besar pada instalasi hard disk. Sementara Kolibri dan Menuet hampir mirip, masing-masing berlangganan filsafat antarmuka pengguna yang berbeda.
11. ReactOS
ReactOS adalah project yang dikembangkan oleh komunitas free software dan open source yang binarynya (eksecutable filenya) dan driver compatible (sesuai) dengan Microsoft windows 2000/XP. Dalam bekerja ReactOS memeliki persamaan dengan projek WINE yang ada pada linux karena perkembangan ReactOS sangat tergantung dari developer WINE juga. Saat ini ReactOS telah memasuki tahapan Alpha diman orang yang berminat untuk mengujinya dapat mengunduhnya disitus resminya http://www.reactos.org
12. DexOS
DexOS merupakan OS yang didisain untuk bekerja seperti pada game console dan tampilannya terinspirasi dari video game console. Sama seperti MenuetOS, DexOS juga dibuat dengan menggunakan bahasa assembly sehingga dapat dijalankan di flashdisk, floopy disk, dll.
13. Visopsys
Visopsys merupakan OS yang kompatibel dengan PC, pengembangannya dimulai sejak tahun 1997 oleh serorang programmer bernama Andy McLaughlin. Visopsys merupakan singkatan dari VISual Operating SYStem.
14. HAIKU (Open BeOS)
Haiku atau yang juga dikenal dengan nama nama Open BeOS adalah sistem operasi yang dibuat berdasarkan BeOS.BeOS adalah sistem operasi yang memiliki arsitektur kuat yang dibuat oleh Be Inc,berbeda dengan sistem operasi lainnya yang dibuat berdasarkan hardware yang ada pada saat itu BeOs dibuat untuk bekerja pada Hardware modern (BeBOX) sehingga BeOS tidak terlalu dikenal.Sekarang projek BeOS dihentikan karena gagal dalam mengkomersilkan dirinya.
BeOS merupakan sistem operasi yang berjalan pada arsitektur PowerPC namun pada penghujung usianya BeOS telah berhasil di porting ke platform X86 .dibandingkan dengan sistem operasi lainnya BeOS memilki beberapa kelebihan yaitu Arsitektur yang kuat untuk multimedia, mendukung multiprosesor, mendukung 64 journaling file sistem.
Haiku merupakan Projek yang betul-betul baru dan tidak memilki keterkaitan source code dengan BeOS,Haiku merupakan salah satu proyek open source.HAIKU masih dalam tahap praAlpha sehingga untuk menjalankan dibutuhkan Aplikasi Virtual seperti Qemu atau Vmware
15. EyeOS
eyeOS adalah sebuah sistem operasi desktop open source yang berbasis web, dimana Anda dapat mengakses sistem operasi tersebut melalui jaringan seperti LAN atau Internet dari web browser seperti Firefox, Chrome dan lain sebagainya. Meskipun orientasi penyebarannya melaui web, dalam banyak hal, eyeOS merupakan sistem operasi desktop yang memiliki fitur yang cukup lengkap.
Berbagai aplikasi seperti kalender, RSS Reader, email client, word processor, spreadsheet, manajer kontak sudah menjadi aplikasi default yang terpasang dalam sistemnya. Ini adalah sistem dengan konsep cloud computing yang bertujuan untuk memungkinkan kolaborasi dan komunikasi di antara pengguna, atau bisa juga sebagai perlindungan pribadi Anda ketika Anda terjebak menggunakan komputer orang lain.
Secara garis besar eyeOS merupakan terobosan hebat dalam dunia sistem operasi dekstop, karena memberi warna yang unik dengan menghadirkan konsep cloud computing.
16. Google Chrome OS / Chromium OS
Google sedang mengembangkan suatu sistem operasi baru, atau lebih tepatnya, distro Linux baru yang diberi nama Chromium OS atau Google Chrome OS. Sistem baru ini ditujukan untuk siapa saja yang sering bekerja dengan cloud computing.
Google Chrome OS adalah sistem operasi sumber terbuka yang dirancang oleh Google Inc. untuk bekerja secara eksklusif dengan aplikasi web. Google Chrome OS diumumkan pada tanggal 7 Juli 2009, dan versi stabilnya akan diluncurkan umum pada paruh kedua tahun 2010.
Sistem operasi ini berbasis Linux dan hanya akan berjalan pada pada perangkat keras yang dirancang khusus. Antarmuka penggunanya dirancang mengambil pendekatan minimalis, seperti penjelajah web Google Chrome. Sistem operasi ini ditujukan bagi mereka yang menghabiskan sebagian besar waktunya di Internet
dapat menjalankan aplikasi-aplikasi untuk system operasi lain. Sistem operasi MS-Windows NT dapat menjalankan aplikasi untuk MS-DOS, OS/2 mode teks dan aplikasi Win16. aplikasi tersebut dijalankan sebagai input bagi subsistem di MS-Windows NT yang mengemulasikan system calls yang di-panggil aplikasi dengan Win32 API ( Sistem Call di MS-Windows NT).
Keuntungan dan kerugian konsep mesin virtual adalah sebagai berikut:
• 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 cocok untuk riset dan pengembangan system operasi. Pengembangan system dikerjakan pada mesin virtual, termasuk di dalamnya mesin fisik dan tidak mengganggu operasi system yang normal.
• Konsep mesin virtual sangat sulit untuk mengimplementasikan kebutuhan dan duplikasi yang tepat pada mesin yang sebenarnya.
4) Sistem Client Server
Pertukaran pesan dapat menjadi bottleneck dan Layanan dilakukan secara “lambat” karena harus melalui pertukaran pesan antar client-server Sistem operasi modem memiliki kecendrungan untuk memindahkan kode ke lapisan yang lebih tinggi dan menghapus sebanyak mungkin, kode-kode tersebut dari sistem operasi sehingga akan meninggalkan keruel yang minimal. Konsep ini biasa diimplementasikan dengan dengan cara menjadikan fungsi-fungsi yang ada pada sistem operasi menjadi user proses.
Jika satu proses minta untuk dilayani, misalnya satu blok file, maka user proses {disini dinamakan: Client proses} mengirim permintaan tersebut ke user proses. Server proses akan melayani permintaan tersebutkemudian mengirimkan jawabannya kembali. Semua pekerjaan keruel dilakukan pada pengendalian komunikasi antara client dan server.
Dengan membagi sistem operasi menjadi beberapa lapisan, dimana tiap-tipa bagian mengendalikan satu segi sistem, seperti pelayanan file, pelayanan proses, pelayanan terminal, atau pelayanan memori, maka tiap-tiap bagian menjadi lebih sederhana dan dapat diatur selain itu, oleh karena semua server berjalan pada user mode proses, dan bukan merupakan monitor mode, maka server tidak dapat mengakses hardware secara lansung. Akibatnya, jika terjadi kerusakan pada file server, maka pelayanan file akan terganggu. Namun hal ini tidak akan sampai menganggu sistem lainnya.
Keuntungan dari model client server ini adalah:
• Dapat diadaptasikan pada sistem terdistribusi.
• Jika suatu client berkomunikasi dengan server dengan cara mengirimkan pesan, maka server tidak perlu tahu apakah pesan itu dikirim oleh dan dari mesin itu sendiri {local} atau dikirim oleh mesin yang lain melalui jaringan.
• Pengembangan dapat dilakukan secara modular
• Kesalahan pada suatu subsistem tidak menganggu subsistem lain sehingga tidak mengakibatkan system mati secara keseluruhan
Kelemahan dari sistem client-server adalah :
.Pertukaran pesan dapat menjadi bottleneck dan Layanan dapat dilakukan secara “lambat” karena harus melalui pertuukaran pesan antar client-server.
5) Sistem Berorientasi Obyek
Layanan Sistem operasi sebagai kumpulan proses untuk menyelesaikan pekerjaannya, yang sering disebut dengan system operasi bermodel proses, sedangkan layanan system operasi sebagai objek disebut dengan system operasi berorentasi objek. Pendekatan objek dimaksudkan untuk mengadopsi keunggulan dari teknolgi berorientasi objek.
Pada system operasi berorientasi objek, layanan diimplementasikan sebagai kumpulan objek, masing-masing objek diberi tipe yang menandai property objek seperti proses, dirktori, berkas, dan sebagainya. Dengan memanggil operasi yang didefinisikan di objek, data yang berada dalam objek tersebut dapat diakses dan dimodifikasi
Contoh dari system operasi berorentasi objek antara lain adalah: 1) Eden 2) Choices 3) X-kernel. 4) Medusa. 5) Clunds. 6) Amoeba. 7) Muse. 8) Sistem operasi MS-Windows NT mengadopsi beberapa teknologi berorientasi objek tapi tidak secara keseluruhannya.