BAB III BAB III
B. Sistem Operasi Windows
1. Arsitektur Sistem Operasi Windows
Sistem operasi Windows telah berevolusi dari MS-DOS sebuah sistem operasi yang berbasis modus teks dan Command-line.
Windows versi pertama, Windows Graphic Environment 1.0 pertama kali diperkenalkan pada 10 November 1983, tetapi baru keluar pasar pada bulan November tahun 1985, yang dibuat untuk memenuhi kebutuhan komputer dengan tampilan bergambar. Windows 1.0 merupakan perangkat lunak 16-bit tambahan (bukan merupakan sistem operasi) yang berjalan di atas MS-DOS (dan beberapa varian dari MS-DOS), sehingga ia tidak akan dapat berjalan tanpa adanya sistem operasi DOS. Versi 2.x, versi 3.x juga sama. Beberapa versi terakhir dari Windows (dimulai dari versi 4.0 dan Windows NT 3.1 sampai seterusnya) merupakan sistem operasi mandiri yang tidak lagi bergantung kepada sistem operasi MS-DOS. Microsoft Windows kemudian bisa berkembang dan dapat menguasai penggunaan sistem operasi hingga mencapai 90%.
Windows NT
Sistem operasi windows NT memiliki menggunakan model struktur berlapis (layered), dalam arsitektur ini komponen dalam sistem operasi tidak tergantung dari komponen yang lain, dengan demikian modifikasi atau perubahan dalam satu komponen tidak berpengaruh banyak pada komponen lainnya.
Arsitektur Windows secara global terdiri dari empat lapisan yaitu:
▪ Hardware abstraction layer (HAL).
▪ Kernel.
▪ SubSystems
▪ System services.
Gambar 3.2 Arsitektur Sistem Operasi Windows NT Windows versi 1.x hingga 4.x kecuali Windows NT sampai seterusnya adalah Sistem Operasi yang menggunakan kernell monolithic yang konstruksinya tidak terstruktur, dalam arsitektur ini semua komponen sistem operasi tergabung atau bercampur menjadi satu, semua program bagian (fungsi, prosedure atau sub rutin) dapat mengakses program-program lainnya.
Hardware Abstraction Layer (HAL), lapisan ini memetakan perintah dan tanggapan perangkat keras generik menjadi perintah dan tanggapan unik platform tertentu seperti Intel 486 atau Pentium, Motorola PowerPC, atau DEC Alpha. HAL membuat machine System bus, DMA controller, interrupt controller, System timer, dan modul memori, sebagai mana oleh kernel HAL juga menyediakan dukungan untuk symmetric multiProcessing.
Kernel, lapisan kernel berisi komponen-komponen sistem operasi paling dasar. Kernel mengelola penjadwalan dan context switching, exception handling dan interrupt handling serta multiProcessing synchronization.
SubSystems, lapisan yang terdiri dari berbagai ragam modul, fungsi-fungsi spesifik yang menggunakan layanan- layanan dasar yang disediakan kernel.
System services, atau layanan sistem, lapisan yang menyediakan antarmuka ke perangkat lunak mode pemakai, istilah "layanan" dalam konteks ini mengacu pada rutinitas yang dapat dipanggil, atau serangkaian rutinitas yang dapat dipanggil.
Arsitektur Dasar Sistem Operasi Windows 7
Gambar 3.3 Arsitektur Sistem Operasi Windows 7
◊ Ragam mode komponen Windows
▪ Executive
Berisi dasar layanan sistem operasi. Contohnya : manajemen memori, proses dan manajemen thread, keamanan, I / O, dan komunikasi interProcess.
▪ Kernel
Mengontrol eksekusi prosesor. Fungsi : mengelola alur penjadwalan, proses switching, pengecualian dan penanganan interupsi, dan multiprosesor sinkronisasi. Tidak seperti sisa Eksekutif dan tingkat pengguna, kode Kernel ini tidak berjalan di thread.
▪ Hardware Abstraction Layer (HAL)
Perintah hardware generic dan tanggapan yang unik untuk platform tertentu. Ini mengisolasi OS dari platform-spesifik hardware differences. HAL mengontrol sistem bus, memori akses langsung (DMA) controller, interrupt controller, System timer, dan modul memori dengan Eksekutif dan komponen Kernel. Hal ini juga memberikan dukungan yang diperlukan untuk Multi-Processing Symmetries (MPS)
▪ Device Driver
Perpustakaan dinamis yang memperluas fungsionalitas dari Eksekutif, termasuk driver perangkat keras yang menerjemahkan penggunaan I / O
Berbeda dengan pendahulunya yang menggunakan kernel monolithic, update terbaru Microsoft Windows NT 3.1, NT 3.5, NT 3.51, NT 4.0, 2000, XP, Vista, 7, 8, 8.1 dan 10 menggunakan struktur kernel hybrid konsep yang digunakannya diturunkan dari konsep desain kernel monolithic dan mikrokernel. Kernel hibrida secara spesifik memiliki teknologi pertukaran pesan (message passing) yang digunakan dalam mikrokernel
Fungsi : panggilan ke perangkat hardware tertentu permintaan I / O dan komponen perangkat lunak untuk menerapkan sistem file, protokol jaringan, dan setiap ekstensi sistem lainnya yang perlu dijalankan dalam mode kernel.
▪ Windowing and Graphics System
Mengimplementasikan penggunaan grafis antarmuka (GUI). Fungsi : berurusan dengan windows, pengguna kontrol, dan grafis. Termasuk komponen Executive Windows berfungsi pada sistem tertentu dan menyediakan API bagi pengguna-mode software.
◊ Pondasi untuk eksekutif dan subsistem
▪ Empat tanggung jawab utama:
Penjadwalan thread
Interrupt dan exception handling Sinkronisasi prosesor tingkat rendah Pemulihan setelah kegagalan daya
▪ Kernel berorientasi objek, menggunakan dua set objek
dispatcher objek mengendalikan pengiriman dan sinkronisasi (peristiwa, muatan, mutexes, semaphore, benang dan timer)
objek kontrol (prosedur asynchronous panggilan, interrupts, Power memberitahukan, proses dan profil objek).
◊ Modul Eksekutif
▪ I/O
Menyediakan kerangka kerja di mana perangkat I/O dapat diakses untuk aplikasi, dan bertanggung jawab untuk pengiriman ke driver yang sesuai untuk diproses lebih lanjut. Manajer I/O menerapkan semua I/O API Windows , keamanan, dan penamaan untuk perangkat, protokol jaringan, dan file System.
▪ Cache
Meningkatkan kinerja berbasis file I/O dengan menyebabkan file data baru yang di tempatkan di memori utama untuk di akses secara cepat, dan dengan menunda penulisan pada disk dengan pembaruan dalam memori untuk waktu yang singkat sebelum di kirim ke disk.
▪ Object
Membuat, mengelola, dan menghapus objek Executive Windows dan tipe data abstrak yang digunakan untuk mewakili : proses sumber daya benang, dan objek sinkronisasi. Ini memaksa seragam aturan untuk mempertahankan, penamaan, dan pengaturan keamanan objek. Manajer objek juga menangani dan menciptakan objek, yang terdiri dari informasi kontrol akses dan pointer ke benda Object.Windows.
▪ Plug and Play
Menentukan driver yang diperlukan untuk mendukung khususnya perangkat dan beban tersebut driver.
▪ Power.
Koordinat manajemen daya antara berbagai perangkat dan dapat dikonfigurasi untuk mengurangi konsumsi daya dengan mematikan perangkat menganggur, menempatkan prosesor untuk tidur, dan bahkan menulis semua memori ke disk dan stop aliran listrik ke seluruh sistem.
▪ Security Reference Monitor.
Memberlakukan akses-validasi dan audit generasi rules. Model windows ini berorientasi pada objek memungkinkan untuk konsisten dan seragam keamanan, sampai ke entitas mendasar yang membentuk Eksekutif, dengan demikian, Windows menggunakan cara yang sama untuk validasi akses dan Audit akan diperiksa semua file yang dilindungi, termasuk file, proses, alamat device, dan I/O device.
▪ Virtual Memory.
Mengelola alamat virtual, memori fisik, dan paging file pada disk. Kontrol hardware memori manajemen dan data struktur yang memetakan alamat virtual dalam ruang alamat proses untuk halaman fisik dalam memori komputer.
▪ Process/thread.
Membuat, mengelola, dan proses menghapus Object.
▪ Configuration Manager.
Bertanggung jawab untuk melaksanakan dan mengelola System registry, yang merupakan repositori untuk kedua sistem yang luas dan berbagai parameter setiap pengaturan user.
▪ Local Procedure Call (LPC) Facility.
Mengimplementasikan efisiensi lintas proses prosedur panggilan mekanisme komunikasi antara proses lokal mengimplementasikan layanan dan subsistem. Serupa dengan remote prosedur call (RPC) fasilitas yang digunakan untuk pengolahan terdistribusi.