TUGAS SISTEM OPERASI
STRUKTUR SISTEM OPERASI
Nama : Syarkawi MS Sanggo
NIM : 10213077
Dosen : Selvia Lorena Br. Ginting, MT.
JURUSAN TEKNIK KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
Struktur Sistem Operasi
Secara umum, Sistem Operasi adalah software pada lapisan pertama yang
ditempatkan pada memori komputer pada saat komputer dinyalakan. Sedangkan
software-software lainnya dijalankan setelah Sistem Operasi berjalan, dan Sistem
Operasi akan melakukan layanan inti umum untuk software-software itu. Layanan inti
umum tersebut seperti akses ke disk, manajemen memori, skeduling task, dan
antar-muka user. Sehingga masing-masing software tidak perlu lagi melakukan tugas-tugas
inti umum tersebut, karena dapat dilayani dan dilakukan oleh Sistem Operasi. Bagian
kode yang melakukan tugas-tugas inti dan umum tersebut dinamakan dengan “kernel”
suatu Sistem Operasi.
Kalau sistem komputer terbagi dalam lapisan-lapisan, maka Sistem Operasi
adalah penghubung antara lapisan hardware dan lapisan software. Lebih jauh daripada
itu, Sistem Operasi melakukan semua tugas-tugas penting dalam komputer, dan
menjamin aplikasi-aplikasi yang berbeda dapat berjalan secara bersamaan dengan
lancar. Sistem Operasi menjamin aplikasi software lainnya dapat menggunakan
memori, melakukan input dan output terhadap peralatan lain dan memiliki akses
kepada sistem file. Apabila beberapa aplikasi berjalan secara bersamaan, maka Sistem
Operasi mengatur skedule yang tepat, sehingga sedapat mungkin semua proses yang
berjalan mendapatkan waktu yang cukup untuk menggunakan prosesor (CPU) serta
tidak saling mengganggu.
Dalam sistem operasi modern, suatu sistem yang besar dan kompleks
mempunyai struktur yang harus dirancang dengan hati-hati dan seksama supaya dapat
berfungsi seperti yang diinginkan serta dapat dimodifikasi dengan mudah. Struktur
sistem operasi merupakan komponen-komponen sistem operasi yang dihubungkan dan
dibentuk di dalam kernel. Adapun struktur sistem operasi secara umum adalah :
1. Struktur Sistem Operasi Sederhana
Sistem operasi dimulai dari yang terkecil, sederhana, dan terbatas, kemudian
berkembang dengan ruang lingkup originalnya. Struktur sistem operasi ini yang
menyediakan fungsional dalam ruang yang sedikit sehingga tidak dibagi
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 call.
Keunggulan :
- layanan dapat dilakukan dengan cepat karena terdapat dalam satu ruang.
Kelemahan :
- Pengujian dan penghilangan kesalahan sulit karena tidak dapat dipisahkan dan
dialokasika.
- Sulit dalam menyediakan fasilitas pengamanan.
- Pemborosan memori bila setiap komputer harus menjalan kernel, karena
semua layanan tersimpan dalam bentuk tunggal sedangkan tidak semua
layanan diperlukan.
- Kesalahahan sebagian fungsi menyebabkan sistem tidak berfungsi.
Contoh sistem operasi yang memiliki struktur sederhana adalah MSDOS dan
UNIX.
MSDOS
MSDOS menggunakan sistem operasi single tasking. Yaitu CPU
menyelesaikan satu proses sampai selesai dan tidak dapat disisipi proses lain.
Selain itu MSDos juga bersifat single mode yaitu tanpa proteksi perangkat
keras. Dalam MSDos, perintah internal telah dimasukkan ke dalam
command.com (interpreter perintah DOS), sehingga dapat langsung
dieksekusi oleh kernel DOS dimana saja. Sedangkan perintah eksternal tidak
dimasukkan ke dalam command.com, dan membutuhkan sebuah berkas yang
dapat dieksekusi (berupa program DOS) yang harus terdapat dalam direktori
UNIX
UNIX adalah sistem operasi yang terdiri dari 2 bagian penting yaitu Kernel
dan program sistem. Kernel UNIX berisi sistem file, penjadwalan CPU,
manajemen memori dan system call. Sedangkan program sistem bertugas
memanggil fungsi yang ada pada kernel. Sejak awal UNIX dirancang untuk
mendukung multitasking yakni dapat mengerjakan lebih dari satu tugas pada
waktu yang bersamaan. Misalnya membuka beberapa shell dan mengerjakan
tugas-tugas berbeda pada shell-shell tersebut. Selain itu UNIX
memperlakukan device dan file dalam derajat yang sama sehingga tidak ada
batasan pada jumlah device yang dipasang.
2. Struktur Sistem Operasi Monolithic
Struktur sistem operasi monolithic merupakan
struktur sederhana yang dilengkapi dengan dual
mode. Sistem operasi jenis ini dapat didefinisikan
sebagai kumpulan prosedur dimana prosedur
dapat saling dipanggil oleh prosedur lain di sistem
bila diperlukan. Kernel berisi semua layanan yang disediakan sistem operasi untuk
pemakai. Sistem operasi ditulis sebagai sekumpulan prosedur, yang dapat
dipanggil setiap saat oleh pemakai saat dibutuhkan.
Keunggulan :
- Layanan dapat dilakukan sangat cepat karena terdapat di satu ruang alamat.
Kelemahan :
- 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.
- Kesalahan pemograman satu bagian dari kernel menyebabkan matinya seluruh
sistem.
Contoh sistem operasi yang memiliki struktur monolithic adalah Kernel Linux dan
UNIX V7.
UNIX V7
UNIX V7 adalah sebuah sistem operasi yang berstruktur monolithic dimana
dapat mendukung multitasking, multiuser, dan didesain sebagai sistem
operasi portable. Pada UNIX jenis ini ditambahkan beberapa compiler Bahasa
pemograman seperti C, Basic, dan lain-lain.
Kernel Linux
Kernel Linux adalah kernel yang digunakan dalam sistem operasi
GNU/Linux. Kernel ini merupakan turunan dari keluarga sistem operasi
UNIX. Kernel linux yang menyediakan abstraksi akses ke perangkat keras
yang kaya dan handal. Semua layanan OS dilakukan pada kernel sehingga
dapat dilakukan sangat cepat karena terdapat di satu ruang yang sama.
3. Struktur Sistem Operasi Berlapis
Sistem operasi dibentuk secara hirarki berdasar
lapisan-lapisan, dimana lapisan-lapisan bawah
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. Struktur ini
dibagi menjadi beberapa lapisan. Lapisan terbawah (layer 0) adalah hardware
layanan untuk lapisan N+1 sedangkan proses-proses di lapisan N dapat
meminta layanan lapisan N-1 untuk membangun layanan lapisan N+1.
Lapisan N dapat meminta layanan lapisan N-1 namun lapisan N tidak dapat
meminta layanan lapisan N+1. Masing-masing berjalan pada lapisannya sendiri.
Keunggulan :
- Karena sistem dibagi menjadi beberapa modul, tiap lapisan dapat dirancang
dan diuji secara independen.
- Mempermudah debug dan verifikasi sistem.
- Lapisan pertama bisa didebug tanpa mengganggu sistem yang lain karena
hanya menggunakan perangkat keras dasar untuk implementasi fungsinya.
- Bila terjadi error saat debugging sejumlah lapisan, error pasti pada lapisan
yang baru saja didebug, karena lapisan dibawahnya sudah di debug.
Kelemahan :
- Fungsi-fungsi sistem operasi harus diberikan ke setiap lapisan secara hati-hati.
Contoh sistem yang memiliki struktur berlapis adalah THE (Technische
Hogeschool at Eindhoven).
THE (Technische Hogeschool at Eindhoven)
THE adalah sistem yang memiliki struktur 6 lapisan seperti :
Lapis 5 - The operator
untuk pemakai/operator. Lapis 4 - User programs
untuk aplikasi program pemakai. Lapis 3 - I/O management
menyederhanakan akses I/O pada level atas. Lapis 2 - Operator-operator communication
untuk mengatur komunikasi antar proses. Lapis 1 - Memory and drum management
untuk mengatur alokasi ruang memori atau drum magnetic. Lapis 0 - Processor allocation and multiprogramming
Struktur THE dirancang agar sistem dapat membagi tugas pokok menjadi
beberapa modul dan tiap modul dirancang secara independen. Tiap lapisan
dapat dirancang, dikode dan diuji secara independen. struktur berlapis juga
dapat menyederhanakan rancangan, spesifikasi dan implementasi sistem
operasi.
4. Struktur Sistem Operasi Virtual Machine
Virtual machine 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.
Awalnya struktur ini membuat seolah-olah pemakai mempunyai seluruh
komputer dengan simulasi atas pemroses yang digunakan. Sistem operasi
melakukan simulasi mesin nyata. Mesin hasil simulasi digunakan pemakai, mesin
maya merupakan tiruan seratus persen atas mesin nyata.Semua pemakai diberi
iluasi mempunyai satu mesain yang sama-sama canggih. Pendekatan ini
memberikan fleksibilitas tinggi sampai memungkinkan system operasi-sistem
operasi berbeda dapat dijalankan dimesin-mesin maya berbeda. Implementasi
yang efisien merupakan masalah sulit karena sistem menjadi besar dan kompleks.
Teknik ini mulanya digunakan pada IBM S/370. VM/370 menyediakan mesin
maya untuk tiap pemakai. Bila pemakai log (masuk) sistem, VM/370 menciptakan
satu mesin maya baru untuk pemakai itu. Teknik ini berkembang menjadi perating
sistem emulator sehingga sistem operasi dapat menjalankan aplikasi-aplikasi
Keunggulan :
- Konsep mesin virtual menyediakan proteksi yang lengkap untuk sumber
daya sistem sehingga masing-masing mesin virtual dipisahkan mesin
virtual yang lain.
- Sistem mesin virtual adalah mesin yang sempurna untuk riset dan
pengembangan sistem operasi. Pengembangan sistem dikerjakan pada mesin
virtual, termasuk di dalamnya mesin fisik dan tidak mengganggu operasi
sistem yang normal.
- Tercipta keamanan saat login.
- Cepat dalam mengatisi gangguan dan deteksi.
- Memungkinkan untuk mendefinisikan suatu jaringan dari Virtual Machine.
Kelemahan :
- Isolasi ini tidak memperbolehkan pembagian sumber daya secara langsung.
- Konsep mesin virtual sangat sulit untuk mengimplementasikan kebutuhan
dan duplikasi yang tepat pada mesin yang sebenarnya.
Contoh sistem Virtual Machine :
Sistem operasi Windows NT dapat menjalankan aplikasi untuk MS-DOS, OS/2 mode teks dan aplikasi Win16. Aplikasi tersebut dijalankan
sebagai masukan bagi subsistem di MS-Windows NT yang mengemulasikan
system calls yang dipanggil aplikasi dengan WIN32 API
IBM mengembangkan WABI yang mengemulasikan WIN32 API (Application Programming Interface) sehingga diharapkan sistem operasi
yang menjalankan WABI dapat menjalankan aplikasi-aplikasi untuk MS
Pada LINUX ada DOSEMU untuk menjalankan aplikasi DOS pada LINUX dan WINE untuk menjalankan aplikasi MS Windows pada LINUX
5. Struktur Sistem Operasi Client Server
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.
Permintaan pelayanan, seperti membaca sebuah blok file, sebuah user process
(disebut client process) mengirimkan permintaan kepada sebuah server process,
yang kemudian bekerja dan memberikan jawaban balik.
Keunggulan :
- Mampu berkomunikasi (mengirim dan menerima pesan, mentransfer status
informasi)
- Pengembangan dapat dilakukan secara modular
- Kesalahan pada sub sistem tidak akan mematikan seluruh sistem
- Dapat diadaptasikan pada sistem terdistribusi
- Pembagian sumber daya
- Mempercepat komputasi – berbagi beban
Kelemahan :
- Layanan dilakukan lambat karena harus melalui pertukaran pesan yang dapat
menjadi bottleneck
- Mudah terjadi colision data.
- Tidak semua tugas dapat dijalankan di tingkat pemakai (sebagai proses
pemakai)
Contoh struktur Client Server :
Windows PC berbagi dokumen di sebuah jaringan LAN yang memanfaatkan sumberdaya Server (Linux).
6. Struktur Sistem Operasi 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
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.
Keunggulan :
- Terstruktur dan memisahkan antara layanan yang disediakan dan implementasinya.
Kelemahan :
- Terstruktur dan memisahkan antara layanan yang disediakan dan implementasinya.
Contoh struktur sistem operasi berorientasi objek adalah Medusa OS.
Medusa OS
Medusa OS adalah sebuah sistem operasi yang layanannya
diimplementasikan sebagai kumpulan objek. Objek mengkapsulkan struktur
data dan sekumpulan operasi pada struktur data tersebut. Kemudian Tiap
objek diberi tipe yang menandai properti objek seperti proses, direktori,
berkas, dsb. Dengan memanggil operasi yang didefinisikan di objek, data
yang dikapsulkan dapat diakses dan dimodifikasi.
7. Struktur Sistem Operasi Mikrokernel
Mikrokernel adalah inti OS kecil yang menyediakan dasar untuk modular
extensesi. Metode ini menyusun sistem operasi dengan menghapus semua
komponen yang tidak esensial dari kernel, dan mengimplementasikannya sebagai
program sistem pada level pengguna, hasilnya kernel yang lebih kecil. Pada
umumnya mikrokernel mendukung proses dan menagemen memori yang
minimal, sebagai tambahan utnuk fasilitas komunikasi. Fungsi utama mikrokernel
adalah mendukung fasilitas komunikasi antara program klien dan
bermacam-macam layanan yang juga berjalan di user space. Komunikasi yang dilakukan
pesan melalui mikrokernel. Salah satu
keuntungan mikrokernel adalah ketika layanan
baru akan ditambahkan ke user space, kernel
tidak perlu dimodifikasi. Kalau pun harus,
perubahan akan lebih sedikit. Hasil sistem
operasinya lebih mudah untuk ditempatkan
pada suatu desain perangkat keras ke desain lainnya. Mikrokernel juga
mendukung keamanan reliabilitas lebih, karena kebanyakan layanan berjalan
sebagai pengguna proses. Jika layanan gagal, sistem operasi lainnya tetap terjaga.
Keunggulan :
- Interface yang seragam
- Extensibility. Bisa menambahkan fitur-fitur baru tanpa perlu melakukan
kompilasi ulang.
- Flexibility. Fitur-fitur yang sudah ada bisa dikurangi, atau dimodifikasi sesuai
dengan kebutuhan sehingga menjadi lebih efisien.
- Portability. Pada mikrokernel, semua atau sebagian besar kode yang spesifik
berada di dalamnya.
Kelemahan :
- kinerja akan berkurang selagi bertambahnya fungsi-fungsi yang digunakan.
Contoh struktur sistem operasi mikrokernel adalah Mac OS.
Mac OS
Mac OS adalah sistem operasi yang menggunakan kernel BSD sehingga
beberapa kalangan mengatakan bahwa Mac OS X termasuk dalam keluarga
Unix. Kernel Mac OS mengusung metode struktur ini untuk 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
Daftar Pustaka
1. Anonim, Struktur dasar Sistem Operasi, diakses pada
http://coolaugust.blogspot.co.id/search/label/sistemoperasi tanggal 9 Oktober
2015
2. Depema Ginting, Struktur Sistem Operasi, diakses pada
https://depemaginting.wordpress.com/struktursistem operasi/ tanggal 9
Oktober 2015
3. Muhammad Diponegoro, Mesin Virtual, diakses pada
http://muhammad-
diponegoro.blog.ugm.ac.id/2013/05/09/kelebihan-dan-kekurangan-mesin-virtual/ tanggal 9 Oktober 2015
4. Anonim, Struktur Sistem Operasi, diakses pada
https://id.wikipedia.org/wiki/Struktur_sistem_operasi tanggal 12 Oktober
2015
5. Anonim, Mac OS, diakses pada https://id.wikipedia.org/wiki/Mac_OS tanggal
12 Oktober 2015
