Mesin Sistem Operasi

Sistem operasi adalah sebuah program yang menambahkan sejumlah intruksi dan bentuk baru melebihi yang disediakan oleh level ISA. Sedangkan MSO ( Mesin Sistem Operasi ) adalah hardware yang digunakan untuk menjalankan system operasi.

Contoh Kasus :
Pada Instruksi-instruksi Manajemen Direktori kita kenal istilah On-line, Off-line, dan bagaimana proses pengaturan simpanannya, jelaskan !

Level MSO dan ISA sama-sama abstrak, tetapi terdapat perbedaan penting. Kumpulan intruksi level MSO adalah kumpulan intruksi yang lengkap spasi disediakan bagi para pemrogram aplikasi. Level ini meliputi seluruh intruksi level ISA, serta kumpulan intruksi baru yang ditambahkan oleh system operasi. Intruksi – intruksi ini disebut Panggilan Sistem. Panggilan system meminta system operasi yang telah ditentukan untuk menjalankan secara efektif salah satu dari intriksi – intruksinya. Panggilan system digunakan untuk membaca beberapa data dari sebuah file, dan menyusun panggilan – panggilan system dalam Lower Case Helvetica. Lower Case Helvetica adalah tempat menyusun panggilan – panggilan system.

Level MSO selalu diinterpretasikan. Ketika suatu program pemakai menjalankan intruksi MSO, seperti membaca beberapa data dari sebuah file, system operasi melaksanakn intruksi ini selangkah demi selangkah, sama seperti sebuah mikroprogram menjalankan intruksi ADD selangkah demi selangkah. Tetapi ketika sebuah program menjalankan sebuah intruksi level ISA, intruksi itu dijalankan secara langsung oleh level mikroarsitektur utama tanpa bantuan dari system operasi.

A. MEMORI VIRTUAL

Pemrogram membagi program ke dalam beberapa bagian kecil, yang disebut Lapisan. Lapisan adalah beberapa bagian kecil dari program yang berupa lapisan – lapisan yang disimpan pada memori sekunder. Untuk menjalankan program itu, lapisan pertama dimasukkan dan bekerja untuk sementara, ketika lapisan ini selesai, ia membaca lapisan berikut dan memanggilnya. Pemrograman bertanggung jawab untuk membagi program tersebut ke dalam lapisan – lapisan, memutuskan tempat penyimpanan setiap lapisan di dalam memori sekunder, mengatur pengangkutan lapisan – lapisan antara memori utama dan memori sekunder, dan secara umum mengatur proses lapisan keseluruhan tanpa bantuan computer.

Pada tahun 1961 peneliti di Manchester, inggris mengusulkan suatu metode untuk menjalankan proses lapisan secara otomatis. Tanpa pemrogram mengetahui sedikit pun bahwa metode ini benar – benar ada ( Fotheringham, 1961 ). Metode ini disebut memori virtual, memiliki keunggulan nyata yakni membebaskan pemrogram dari pekerjaan – pekerjaan yang membosankan.

Apa yang dimaksud dengan MemoryVirtual, Halaman Bebas, Halaman dicadangkan dan Halaman telah digunakan pada konteks memory virtual Windows NT, jelaskan !

B. PENGALAMATAN HALAMAN
Pengalamatan Halaman adalah teknik untuk pembentukan lapisan otomatis untuk menentukan alamat – alamat dari ruang alamat. Sedangkan,
Halaman adalah bagian dari program tang dibaca oleh disk untuk membentuk halaman.
Ruang alamat adalah tempat dari suatu alamat yang berisikan bilangan 0 sampai dengan 65536.

Contoh pemetaan alamat – alamat virtual 4096 hingga 8191 dipetakan alamat – alamat memori utama 0 sampai4095 :

Anggaplah pada sebuah komputer yang bisa kapan saja mereferensi alamat 4095. word memori pada alamat 0 harus digunakan : kapan saja alamat 4096 diferensi, word pada alamat 1 harus digunakan : kapan pun alamat 8191 direferensi, word memori pada alamat 4095 harus digunakan, dan sebagainya.
Pada sebuah mesin dengan memori virtual, urutan langkah – langkah berikut ini akan terjadi :

1. Isi – isi memori utama akan disimpan pada disk.
2. Word – word 8192 sampai 12287 akan dilokasikan pada disk
3. Word – word 8192 sampai 12287 akan dimuat ke dalam memori utama
4. Pemetaan alamat akan diganti untuk memetakan alamat – alamat 8192 sampai 12287 ke lokasi – lokasi memori 0 sampai 4095
5. Eksekusi akan dilanjutkan seolah – olah tidak terjadi sesuatu yang istimewa.

Suatu cara yang lebih canggih untuk memetakan alamat – alamat dari ruang alamat juga mungkin dilakukan. Sebagai penekanan, kita akan memanggil alamat – alamat yang juga direferensikan program ke ruang alamat virtual, dan alamat – alamat memori actual yang hardware kan mengalamatkan ruang alamat fisik. Sebuah peta memori atau table halaman menghubungkan alamat – alamat vitual dengan alamat fisik. Kita mengasumsikan bahwa terdapat cukup ruang pada disk untuk menyimpan ruang alamat virtual seluruhnya ( atau paling tidak sebagian dari ruang alamat tersebut yang sedang dipakai ) disana.
Peta memori atau table halaman adalah penghubung antara alamat virtual dengan alamat fisik.
I/O Virtual Windows NT
Windows NT mendukung beberapa siistem file, dan system-sistem file yanag paling penting adalah NTFS (NT File System) dan FAT (File Allocation Table). System file NTFS adalah sebuah system baru yang dikembangkan secara khusus untuk NT; system file FAT adalah system file MS-DOS yang lama, yang digunakan pada Windows 95/98 (meskipun dengan dukungan untuk nama-nama file yang lebih panjang). Karena system file Fat pada dasarnya telah using (walaupun beberapa ratus juta orang masih menggunakannya).
Nama-nama file dalam NTFS bias mencapai panjang 255 karakter. Nama-nama file berada dalam Unicode, yang memungkinkan orang-orang di negara-negara yang tidak menggunakan abjad Latin (contoh, Jepang, India, dan Israel) untuk menulis nama-nama file dalam bahasa aslinya sendiri.

Fungsi API UNIX Arti
CreateFile Open Membuat sebuah file atau membuka sebuah file yang ada; mengembalikan sebuah handle
DeleteFile Unlink Menghapus sebuah file yang ada
CloseHandle close Menutup sebuah file
ReadFile read Membaca data dari sebuah file
WriteFile tulis Menulis data kesebuah file
SetFile Pointerlseek Men-set pointer file ke suatu tempat khusus dalam file
GetFileAttributes stat Mengembalikan sifat-sifat file
LockFile fcntl Mengunci sebuah daerah dari file untuk dapat saling mengisi
UnlockFile fcntl Membuka daerah dari file yang telah di-kunci sebelumnya

 Fungsi-fungsi Win32 API utama untuk I/O file. Kolom kedua menyajikan ekuivalen UNIX terdekat.

NTFS sepenuhnya mendukung nama-nama berdasarkan sensitivitas kasus (jadi foo berbeda dari FOO). Namun, Win32 API tidak sepenuhnya mendukung sensitivitas kasus untuk nama-nama file dan sama sekali bukan untuk nama-nama direktori, sehingga keunggulan ini tidak terdapat pada program-program yang menggunakan Win32.
Sama seperti UNIX, sebuah file hanyalah suatu rangkaian byte-byte, meskipun mencapai maksimum 264-1. Juga ada pointer-pointer file, seperti dalam UNIX, tetapi dengan lebar 64 bit dan bukan 32 bit, untuk menangani file yang paling panjang. Panggilan-panggilan fungsi Win32 API untuk manipulasi file dan direktori umumnya sama dengan panggilan dalam UNIX, kecuali sebagian besar memiliki parameter-parameter yang lebih banyak dan model keamananya berbeda. Membuka sebuah file akan mengembalikan sebuah handle, yang kemudian digunakan untuk membaca dan menulis file tersebut. Tetapi, tidak seperti dalam UNIX, handle-handle bukan bilangan-bilangan bulat kecil, dan input standar, output standar, dan kesalahan standar harus diperoleh secara eksplisit dan bukan ditentukan sebelumnya sebagai 0, 1, dan 2 (kecuali dalam mode konsol, dimana mereka telah dibuka terlebih dahulu).
CreateFile dapat digunakan untuk membuat sebuah file baru dan mengembalikan handle ke file tersebut. Fungsi API ini juga digunakan untuk membuka file-file yang ada karena tidak ada fungsi API yang terbuka.
CreateFile memiliki tujuh parameter, sebagai berikut:
1. Sebuah pointer kedalam nama file untuk menbuat atau membuka.
2. Tanda-tanda yang memberitahukan apakah file tersebut dapat diciptakan, ditulis, atau kedua-duanya.
3. Tanda-tanda yang memberitahukan apakah berbagai macam proses dapat membuka file itu sekaligus.
4. Sebuah pointer ke descriptor keamanan, yang memberitahu siapa yang dapat mengakses file tersebut.
5. Tanda-tanda yang memberitahukan apa yang akan dilakukan jika file itu ada/tidak ada.
6. Tanda-tanda yang menangani atribut-atribut seperti pengarsipan, kompresi, dan lain-lain.
7. Handle dari sebuah file yang atribut-atributnya harus ditiru untuk file baru.
Dua fungsi terakhir memungkinkan sebuah daerah dari sebuah file dikunci dan dibuka untuk mengizinkan suatu proses mendapatkan eksklusi timbal balik yang pasti ke file tersebut.
 Suatu fragmen program untuk mengcopy sebuah file yang menggunakan fungsi-fungsi Windows NT. Fragmen ini berbeda di C karena java menyembunyikan panggilan system tingkat rendah dan kita sedang mencoba mengungkapkan mereka.

Fungsi API UNIX Arti
CreatedDirectory mkdir Membuat sebuah direktori baru
RemoveDirectory rmdir Menghapus direktori kosong
FindFirstFile opendir Mulai membaca entri-entri dalam sebuah direktori
FindNextFile readdir Membaca entri direktori berikutnya
MoveFile Memindahkan sebuah file dari satu direktori ke direktori lainnya
SetCurrentDirectory chdir Mengganti direktori yang beroperasi saat itu

 Fungsi-fungsi Win32 API utama untuk manajemen direktori. Kolom kedua menyajikan ekuivalen UNIX terdeket, apabila ada satu fungsi.
Windows NT mendukung system file bertingkat, sam seperti system file UNIX. Tetapi, pemisah antara nama-nama komponen file adalah \ dan bukan /, yang diwariskan dari MS-DOS. Ada suatu konsep tentang direktori yang beroperasi saat ini dan nama-nama jalur bias bersifat relative atau mutlak. Namun, satu perbedaan penting dengan UNIX adalah bahwa UNIX mengizinkan system-sistem file pada disk-disk dan mesin-mesin berbeda disusun pada sebuah pohon system penamaan tunggal , sehingga menyembunyikan struktur disk dari semua software. NT 4.0 tidak memiliki sifat ini, sehingga nama-nama file absolute harus dimulai dengan sebuah huruf drive yang mengindikasikan disk logika mana yang dimaksud. Diawali dengan NT. 5.0, penyusutan system-sistem file 5.0 gaya UNIx ditambahakan.
NT 4.0 tidak mendukung hubungan-hubungan file. Pada level desktop grafis, shortcut-shortcut didukung, tetapi konstruksi-konstruksi ini hanya terdapat di dalam desktop, dan tidak terdapat dalam system file itu sendiri. Suatu program aplikasi tidak dapat memasukan sebuah file dalam direktori sekundar tanpa menyalin file seluruhnya. Dimulai dengan NT 5.0 penghubung file ditambahkan pada system file yang tepat.
Windows NT memiliki mekanisme keamanan yang jauh lebih rumit disbanding UNIX. Meskipun terdapat ratusan fungsi API yang berkaitan dengan keamanan, deskripsi singkat berikut ini akan memberikan pemahaman umum. Ketika seorang pemakai me-log in, proses awalnya diberi token akses oleh system operasi. Token akses tersebut meliputi SID (Security ID) pemakai, berbagai keistimewaan khusus tersedia, dan beberapa item lainnya. Tujuan dari token akses adalah untuk mengkonsentrasikan seluruh informasi keamanan di satu tempat yang mudah ditemukan. Semua proses yang diciptakan oleh proses ini mewarisi token akses yang sama.
Descriptor keamanan terdiri dari suatu daftar entri-entri yang disebut ACL (Access Control List). Setiap entri mengizinkan atau melarang beberapa rangkaian operasi pada obyek itu yang dilakukan oleh SID atau kelompok tertentu.
Setiap disk secara statis dibagi menjadi volume-volume yang berdiri sendiri, yang sama seperti partisi-partisi disk dalam UNIX. Setiap volume terdiri dari file-file, peta-peta bit direktori-direktori, dan struktur-struktur data lainnya untuk mengolah informasinya. Setipe volume diorganisasikan sebagi serangkaian cluster-cluster yang linier, dengan ukuran cluster yan tetap untuk setiap volume dan berkisar antara 512 byte hingga 64 KB, tergantung pada ukuran volume. Cluster-cluster direferensikan oleh penggantinya dari bagian awal volume dengan menggunakan bilangan-bilangan 64 bit.
Sehingga bagaimana:
Pada sebuah computer tertentu, sebuah program bisa menciptakan file sebanyak yang diinginkan, dan semua file mungkin berkembang secara dinamis selama eksekusi tanpa memberikan system operasi informasi tambahan apapun mengenai ukuran utama mereka. Apakah menurut anda file-file tersebut disimpan dalam sektor-sektor yang berurutan, Jelaskan !