Studi Kasus Sistem Operasi

A. Manajemen Memori

Manajemen Memori MS-DOS

·        Conventional memori, size berkisar 640 kb. Biasanya disebut sebagai memori standar. Dipakai untuk aplikasi program yang dijalankan di memori, baik yang bersifat menetap maupun tidak.

·        Upper memori, size berkisar 384 kb. Memori ini digunakan untuk program driver dan sejenisnya, juga ROM BIOS. Program aplikasi DOS bisa dijalankan pada block memori ini dengan menggunakan perintah DOS= UMB ( upper memory block).

·        High memori, size berkisar 64 kb, high memori sering disebut perluasan memori, dan memori standar hanya tersedia pada chip jenis 80286. Kebanyakan program lama tidak dapat mengaksesnya, tetapi untuk menjangkaunya bisa disisipkan perintah LOADFIX pada file config.sys.

·        Extended memori, size berkisar di atas 1 Mb. Juga tersedia pada chip jenis 80286, hanya dapat dipakai oleh DOS jika file himem.sys diaktifkan.

·        Expanded memori, dibentuk dengan cara mensimulasikan extended memori. Diakses dengan menggunakan file emm386.exe. Memori ini digunakan dan dibutuhkan pada platform Windows.

·        Tabel Driver MS-DOS

Driver	Fungsi
himem.sys	Mengaktifkan dan mengkoordinasikan penggunaan extended memori
emm386.exe	Mensimulasikan extended memori menjdi expanded
smartdrv.sys	Menggunakan extended sebagai cache
ramdrive.sys	Mensimulasikan extended memori sebagai disk

Manajemen Memori Windows NT

Manajemen memori dirancang untuk beroperasi di atas bermacam-macam platform dan menggunakan pagae yang berukuran mulai 5 hingga 64 kilobyte. Platform-platform Intel, Power PC, dan MIPS memiliki 4096 byte per page-nya, sedangkan DEC Alpha memiliki 8192 byte per page.

Manajemen Mmeori LINUX

Linux mengimplementasikan sistem virtual memory deman-paged. Proses mempunyai memory virtual yang besar (4 Gb). Pada virtual memory dilakukan transfer page aantara disk dan memori isik.

Jika tidak terdapat memori fisik, kernel melakukan swapping beberapa page lama ke disk. Disk drive adalah perangkat mekanik yang membaca dan menulis ke disk yang lebih lambat dibandingkan mengakses memori fisik. Jika memori total page lebih dari memori fisik yang tersedia, kernel lebih banyak melakukan swapping dibandingkan eksekusi kode program, sehingga terjadi thrashing dan mengurangi utilitas.

Jika memori fisik extra tidak digunakan, kernel meletakkan kode program sebagai disk buffer cache. Disk buffer menyimpan data disk yang diakses di memori, jika data yang sama dibutuhkan lagi, maka dapat dengan cepat diambil dari cache.

Pertama kali sestem melakukan booting, ROM BIOS membentuk memory test seperti terlihat berikut ini:

ROM BIOS I 1990

008192 OK WAIT……

Kemudian informasi penting ditampilkan selama proses booting pada Linux seperti terlihat berikut:

Memory: 7100k/8192k available (464k kernel code, 384k reserved, 244k data)…

Adding Swap: 19464k swap-space

Contoh output pada sistem:

Total used free shared buffers

Mem: 7096 5216 1880 2328 2800

Swap: 19464 0 19464

Perintah free juga menunjukkan dengan jelas bagaimana swap space dilakukan dan berapa banyak swapping yang terjadi.

B. Penggunaan Memori Virtual

WINDOWS NT

Windows NT mengimplementasikan memori virtual dengan menggunaka demand paging melalui clustering. Saat proses pertama dibuat, dia diberikan Working Set minimum yaitu jumlah minimum page yang dijamin akan dimiliki oleh proses tersebut dalam memori.

Jika memori yang cukup tersedia, proses dapat diberikan page sampai sebanyak Working Set maximum. Dan tersimpan dari frame page yang bebas.

Saat jumlah memor bebsa jatuh di bawah nilai batasan, manajer memori virtual menggunakan sebuah taktik yang dikenal sebagai automatic working set trimming untuk mengembalikan bialy tersebut di atas batasan. Jika memori bebas sudah tersedia, proses yang bekerja pada working set minimum dapat mendapatkan page tambahan.

SOLARIS 2

Pada sistem operasi Solaris 2, jika sebuah proses menyebabkan terjadinya page fault, kernel akan memberikan page kepada proses tersebut dari daftar page bebas yang disimpan. Akibatnya, kernel harus menyimpan sejumlah memori bebas. Ada dua parameter yang disimpan, yaitu minfree dan lostfree, yaitu batasan minimum dan maksimum dari memor bebas yang tersedia. Empat kali dalam tiap detik, kernel memeriksa jumlah memori yang bebas. Jika jumlah tersbeut jauh di bawah minfree, maka sebuha proses pageout akan dilakukan, dengan pekerjaan sebagai berikut.

Pertama, clock akan memeriksa semua page dalam memori dan mengeset bit referensi menjadi 0. Saat berikutnya, clock kedua akan memeriksa bit referensi page dalam memori dan mengembalikan bit yang masih di set ke 0 ke daftar memori bebas. Hal ini dilakukan sampai jumlah memori bebas melampaui parameter lostfree. Lebih lanjut, proses ini dinamis, dapat mengatur kecepatan jika memori terlalu sedikit. Jika proses ini tidak bisa membebaskan memori, maka kernel memulai pergantian proses untuk membebaskan page yang dialokasikan ke proses-proses tersebut.

LINUX

Linux menggunakan variasi dari algoritma clock. Thread dari kernel Linux (kswapd) akan dijalankan secara periodeik (atau dipanggil ketika penggunaan memori sudah berlebihan).

Jika jumlah page yang bebas lebih sedikit dari batas atas page bebas, maka thread tersebut akan berusaha untuk membebaskan tiga page. Jika lebih sedikit, thread tersebut akan berusaha untuk membebaskan 6 page dan ‘tidur’ untuk beberapa saat sebelum berjalan lagi. Saat dia berjalan, akan memeriksa mem-map daftar dari semua page yang terdapat di memori. Ketika swap berusaha membebaskan page, pertama dia akan membebaskan page dari cache, jika gagal dia akan mengurangi cache sistem berkas, dan jika semua sudah gagal, maka dia akan menghentikan sebuah proses.

Alokasi memori pada Linux menggunaka 2 buah alokasi utama, yaitu algoritma buddy, setiap rutin pelaksanaan alokasi ini dipanggil, dia memeriksa blok memori berikutnya, jika ditemukan dia dialokasikan, jika tidak maka daftar tingkat berikutnya akan diperiksa. Jika ada blok bebas, maka akan dibagi jadi dua, yang satu dialokasikan dan yang lain dipindahkan ke daftar yang di bawahnya.

C. Macam-macam Sistem File

CD-ROM FILE SYSTEMS

File system pada CD-ROM waktu CD dimasukkan memiliki attribute seperti:

• ·        Lokasi file
• ·        Ukuran file
• ·        Waktu dan tanggal file
• ·        CD (sebagai secondary storage)
• ·        Nama file

ISO 9660 directory entry

The CP/M File System

Pada CP/M file system, file disimpan pada direktori data block number dengan urutan tertentu. Layout memori CP/M seperti berikut:

Memori Layout CP/M

Format direktori dari CP/M terdiri atas:

• ·        User code
• ·        File name tipe file
• ·        Extent
• ·        Block count
• ·        Disk block number

CP/M directory entry format

MS-DOS File System

Pada MS-DOS direktori formatnya sebagai berikut:

• Filename
• Extension
• Attribute
• Reserved
• Time
• Date
• First block number
• Size

MS-DOS directory entry

Sedangkan tambahan dari MS-DOS directory pada Windows 98 memiliki format sebagai berikut:

Extended MOS-DOS directory yang digunakan pada Windows 98

Sistem-Sistem File pada Windows

Sistem operasi Windows dibagi menjadi dua keluarga besar, yaitu keluarga Windows 9x dan keluarga Windows NT (New Technology).

Direktori secara otomatis dibuat dalam instalasi Windows adalah:

1    1. Direktori C:\WINDOWS

Berisikan sistem dari Windows, terdapat pustaka-pustaka yang diperlukan oleh Windows, devide driver, registry, dan program-program esensial yang dibutuhkan oleh Windows untuk berjalan dengam baik.

      2.  Direktori C:\Program Files

Berisikan semua program yang diinstal ke dalam sistem operasi.

      3. Direktori C:\My Documents

Berisikan semua dokumen yang dimiliki oleh pengguna sistem.

Sistem berkas yang terdapat dalam sistem operasi Windows adalah:

•       FAT 16: digunakan dalam sistem operasi DOS dan Windows 3.1
•       FAT 32: digunakan oleh keluarga Windows 9x
•   NTFS: singkatan dari New Technology File System. Sistem berkas berbasis journaling dan dapat digunakan hanya pada keluarga Windows NT. Keunggulannya adalah fasilitas recovery yang memungkinkan dilakukannya penyelamatan data saat terjadi kerusakan pada sistem operasi.

4.      WinFS: hanya mendukung file system di Windows Vista (longhorn), dengan menggunakan teknologi mesin relasional dari Microsoft SQL Server 2005. Developer akan mampu menggunakan item Data Model, menghadirkan relational organization constructs for data dan menciptakan aplikasi yang memanfaatkan data dengan lebih kuat. WinFS adalah platform pengembangan yang akan meningkatkan produktivitas developer dan mengurangi waktu unruk memasuki pasar.

Sistem Berkas pada UNIX (dan turunannya)

Ada beberapa direktoru yang umum terdapat dalam instalasi UNIX:

1.      Direktori “/” (root)

Berisi fungsi-fungsi yang sifatnya kritikal di mana sistem operasi dan semua aplikasi memerlukan direktori-direktori ini dengan nama yang sudah diberikan pada awal instalasi.

2.      Direktori “/bin”

Berisi program-program yang esensial agar sistem operasi dapat bekerja dengan benar. Dalam direktori ini ditemukan perintah-perintah navigasi, program-program shell, perintah pencarian dan lainnya.

3.      Direktori “/dev”

Berisi berkas-berkas alat atau alat I/O.

4.      Direktori “/etc”

Berisi beberapa konfigurasi berkas pengguna dari sistem, dan berkas yang ditunjuk sistem sebagai operasi normal seperti berkas kata sandi, pesan untuk hari ini, dan lainnya.

5.      Direktori “/lib”

Berisi pustaka-pustaka (libraries) yang dibagi (shared).

6.      Direktori “/sbin”

Berisi binary-binary juga seperti pada direktori bin. Namun bedanya adalah binary-binary pada direktori ini berhubungan dengan fungsi-fungsi sistem administrasi pada sistem operasi UNIX.

7.      Direktori “/usr”

Terdiri atas banyak direktori seperti direktori root. Beberapa direktori yang terdapat dalam direktori ini berhubungan dengan direktori yang ada di direktori /.

8.      Direktori “/var”

Berisi data yang bermacam-macam (vary). Perubahan data dalam sistem yang aktif sangatlah cepat. Data-data seperti ini ada dalam waktu yang singkat. Karena siftanya yang selau berubah, maka tidak memungkinkan disimpan dalam direktori seperti “/etc”.

Perbandingan antara WINDOWS dan UNIX

WINDOWS	UNIX
Sistem berkas sulit diatur	Sistem berkas lebih hebat dan mudah diatur
Kemudahan mengubah nama menggunakan back slash (\)	Pengubahan nama yang lebih sulit dan berbelit dengan menggunakan case sensitive
Menggunakan drive letter seperti C:, D:	Partisi dan drive ekstra di-mount di dalam subdirektori di bawah direktori root

Macam-macam Sistem Berkas di UNIX

·        EXT2

·        EXT3

·        JFS (Journaling File System)

·        ReiserFS

·        Dan lain-lain

Sistem Berkas LINUX

Sistem Berkas EXT2

Pada EXT2 file system, file data disimpan sebagai data blok. Data blok ini mempunyai panjang yang sama dan meskipun panjangnya bervariasi di antara EXT2 file system, besar blok tersebut ditentukan pada saat file sistem dibuat dengan perintah mk2fs. Jika besar balok adalah 1024 bytes, maka file dengan besar 1025 bytes akan memakai 2 blok.

EXT2 mendefinisikan topologi file system dengan memberikan arti bahwa setiap file pada sistem diasosiasikan dengan struktur data inode. Sebua inode menunjukkan blok mana dalam suatu file tentang hak akses setiap file, waktu modifikasi file, dan tipe file. Setiap file dalam EXT2 file system terdiri atas inode tunggal dan setiap inode mempunyai nomor identifikasi yang unik. Inode-inode file system disimpan dalam tabel inode, direktori dalam EXT2 file system adalah file khusus yang mengandung pointer ke inode masing-masing isi dierktori tersebut.

Struktur Sistem Berkas EXT2

Inode dalam EXT2

Inode Sistem Berkas EXT2

Inode adalah kerangka dasar yang membangun EXT2. Inode dari setiap kumpulan blok disimpan dalam tabel inode mana yang telah teralokasi dan inode mana yang belum. MODE: mengandung data informasi, inode apa dan izin akses yang dimiliki user. OWNER INFO: user atau group yang memiliki file atau direktori. SIZE: besar file dalam bytes. TIMESTAMPS: kapan waktu pembuatan inode dan waktu terakhir modifikasu=i. DATABLOCKS: pointer ke blok yang mengandung data.

Superblok dalam EXT2

Mengandung informasi tentang ukuran dasar dan bentuk file sistem, terdiri dari:

·        Magic Number: meyakinkan software bahwa ini adalah superblock dari EXT2 file system.

·        Revision Level: Menunjaukkan revis mayor dan minor dari file system.

·        Mount Count dan Maximum Mount Count: Menunjukkan pada sistem jika harus dilakukan pengecekan dan maksimum mount yang diizinkan sebelum e2fsck dijalankan.

·        Blocks per Size: Besar blok dalam file system, contohnya 1024 bytes.

·        Block Group Number: Nomor blok grup yang mengandung copy dari superblock.

·        Free blocks: banyaknya blok yang kosong dalam file system.

·        Free I-Node: Banyak inode kosong dalam file system. First inode adalah nomor I-Node dalam inode pertama dalam file system, inode pertama dalam EXT2 root file sistem adalah direktori “/”.

Sistem Berkas EXT3

EXT3 adalah pengembangan dari EXT2 file system. Keuntungan pengembangan ini antara lain:

1.      Setelah kegagaln sumber daya, “unclean shutdown”, atau kerusakan sistem.

2.      Integritas data

3.      Kecepatan

4.      Mudah dilakukan migrasi

Sistem Berkas Reiser

Memiliki jurnal yang cepat karena dibuat berdasarkan balance tree yang cepat

Lebih efisien dalam pemanfaatan ruang disk

Dapat menghemat disk hingga 6%.

Sistem Berkas X

Dibuat oleh SGU dan digunakan di sistem operasi SGI IRIX

Merupakan journaling file system

Menggunakan B-Tree untuk menangani file yang sangat banyak dan digunakan pada server-server besar.

Sistem Berkas Proc

Menunjukkan beagaimana hebatnya virtual file system yang ada pada Linux.

Tidak ada secara fisik namun deregister oleh Linux virtual system