Proses dalam sistem operasi berisi instruksi, data,
program counter, register pemroses, stack data, alamat pengiriman dan variabel
pendukung lainnya.
Sistem
Operasi - Proses
Terdapat
beberapa definisi mengenai proses, antara lain :
- Merupakan konsep pokok
dalam sistem operasi, sehingga masalah manajemen proses adalah masalah
utama dalam perancangan sistem operasi.
- Proses adalah program yang
sedang dieksekusi.
- Proses adalah unit kerja
terkecil yang secara individu memiliki sumber daya dan dijadwalkan oleh
sistem operasi.
Peran
sistem operasi dalam kegiatan proses adalah mengelola semua proses di sistem
dan mengalokasikan sumber daya ke proses tersebut. Banyak proses yang
dijalankan bersamaan, dimana setiap proses mendapat bagian memori dan kendali
sendiri-sendiri (peran SO), sehingga setiap proses (program) memiliki prinsip :
- Independent, artinya program-program
tersebut berdiri sendiri, terpisah dan saling tidak bergantung.
- One program at any instant, artinya hanya terdapat
satu proses yang dilayani pemroses pada satu saat.
Dalam
multiprogramming, teknik penanganan proses adalah dengan mengeksekusi satu
proses dan secara cepat beralih ke proses lainnya (bergiliran), sehingga
menimbulkan efek paralel semu (pseudoparallelism).
Pengendalian
proses
Dalam
pengendalian antar proses, sistem operasi menggunakan metode :
- Saling melanjutkan
(interleave),
Sistem operasi harus dapat kembali
melanjutkan proses setelah melayani proses lain.
- Kebijaksaan tertentu, Sistem
operasi harus mengalokasikan
sumber daya ke proses
berdasar prioritasnya.
- Komunikasi antar proses
dan penciptaan proses,
Sistem operasi harus mendukung komunikasi dan penciptaan antar proses
(menstrukturkan aplikasi).
Pada
sistem dengan banyak proses aktif, proses-proses pada satu saat berada dalam
beragam tahap eksekusinya. Proses mengalami beragam state (ready, running,
blocked) selama siklus hidupnya sebelum berakhir dan keluar dari sistem. Sistem
operasi harus dapat mengetahui state masing-masing proses dan merekam semua
perubahan yang terjadi secara dinamis. Informasi tersebut digunakan untuk
kegiatan penjadwalan dan memutuskan alokasi sumber daya.
Status
(state) proses
Sebuah
proses akan mengalami serangkaian state diskrit. Beragam kejadian dapat
menyebabkan perubahan state proses. Tiga state tersebut adalah sebagai berikut :
- Running, Proses sedang
mengeksekusi instruksi proses
- Ready, Proses
siap dieksekusi, tetapi
proses tidak tersedia untuk eksekusi proses ini.
- Blocked, Proses
menunggu kejadian untuk melengkapi
tugasnya
Proses
yang baru diciptakan akan mempunyai state ready.
- Proses berstate running menjadi blocked,
karena sumbar daya yang diminta belum tersedia atau meminta layanan
perangkat masukan/keluaran, sehingga menunggu kejadian muncul. Proses
menunggu kejadian alokasi sumber daya atau selesainya layanan perangkat
masukan/keluaran (event wait).
- Proses berstate running menjadi ready,
karena penjadwal memutuskan eksekusi proses lain karena jatah waktu untuk
proses tersebut telah habis (time out).
- Proses berstate blocked menjadi ready saat
sumber daya yang diminta/ diperlukan telah tersedia atau layanan perangkat
masukan/keluaran selesai (event occurs).
- Proses berstate ready menjadi running,
karena penjadwal memutuskan penggunaan pemroses utnuk proses itu karena
proses yang saat itu running berubah statenya (menjadi ready atau blocked)
atau telah menyelesaikan sehingga disingkirkan dari sistem. Proses menjadi
mendapatkan jatah pemroses.
Diagram
state lanjut
Penundaan
(suspend) adalah operasi penting dan telah diterapkan dengan beragam cara.
Penundaan biasanya berlangsung singkat. Penundaan sering dilakukan sistem untuk
memindahkan proses-proses tertentu guna mereduksi beban sistem selama beban
puncak.
Proses
yang ditunda (suspended blocked) tidak berlanjut sampai proses lain
meresume. Untuk jangka panjang, sumber daya-sumber daya proses dibebaskan
(dilucuti). Keputusan membebaskan sumber daya-sumber daya bergantung sifat
masing-masing sumber daya. Memori utama seharusnya segera dibebaskan begitu
proses tertunda agar dapat dimanfaatkan proses lain. Resuming (pengaktifan
kembali) proses, yaitu menjalankan proses dari titik (instruksi) dimana proses
ditunda.
Operasi suspend dan resume penting,
sebab :
- Jika sistem berfungsi
secara buruk dan mungkin gagal maka proses-proses
dapat disuspend agar diresume setelah masalah diselesaikan. Contoh :Pada proses pencetakan, bila tiba-tiba kerta habis maka proses disuspend. Setelah kertas dimasukkan kembali, proses pun dapat diresume. - Pemakai yang ragu/khawatir
mengenai hasil prose dapat mensuspend proses (bukan membuang (abort)
proses). Saat pemakai yakin proses akan berfungsi secara benar maka dapat
me-resume (melanjutkan kembali di instruksi saat disuspend) proses yang
disuspend.
- Sebagai tanggapan terhadap
fluktuasi jangka pendek beban sistem, beberapa proses dapat disuspend dan
diresume saat beban kembali ke tingkat normal.
Dua
state baru dimasukkan sehingga membentuk diagram 5 state, yaitu :
- Suspended ready
- Suspended blocked
Penundaan
dapat diinisialisasi oleh proses itu sendiri atau proses lain.
- Pada sistem monoprocessor,
proses running dapat mensuspend dirinya sendiri karena tak ada proses lain
yang juga running yang dapat memerintahkan suspend.
- Pada sistem multiprocessor,
proses running dapat disuspend proses running lain pada pemroses berbeda.
Proses ready hanya dapat di suspend oleh proses lain.
Pada
proses blocked terdapat transisi menjadi suspended
blocked. Pilihan ini dirasa aneh. Apakah tidak cukup menunggu selesainya
operasi masukan/keluaran atau kejadian yang membuat proses ready atau suspended
ready?. Bukankah state blocked, ready blocked, suspended blocked sama-sama
tidak mendapat jatah waktu pemroses ?. Kenapa dibedakan ?.
Alasannya,
karena penyelesaian operasi masukan/keluaran bagi proses blocked mungkin tak
pernah terjadi atau dalam waktu tak terdefinisikan sehingga lebih baik
disuspend agar sumber daya-sumber daya yang dialokasikan untuk proses tersebut
dapat digunakan proses-proses lain. Untuk kondisi ini, lebih baik sumber
daya-sumber daya yang dipegang proses yang berkondisi seperti ini dipakai
proses-proses lain. Proses blocked disuspend sistem atau secara manual menjadi
suspended blocked.
Bila
akhirnya operasi masukan/keluaran berakhir maka segera proses suspended
blocked mengalami transisi. Karena resume dan suspend mempunyai
prioritas tinggi maka transisi segera dilakukan. Suspend dan resume dapat
digunakan untuk menyeimbangkan beban sistem saat mengalami lonjakan di atas
normal.
PROGRAM
CONTROL BLOCK (PCB)
Struktur
data PCB menyimpan informasi lengkap mengenai proses sehingga dapat terjadi
siklus hidup proses. Sistem operasi memerlukan banyak informasi mengenai proses
guna pengelolaan proses. Informasi ini berada di PCB. Sistem berbeda akan
mengorganisasikan secara berbeda.
Informasi
dalam PCB :
INFORMASI
IDENTIFIKASI PROSES
Informasi
ini berkaitan dengan identitas proses yang berkaitan dengan tabel lainnya.
Informasi tersebut meliputi :
- Identifier proses
- Identifier proses yang
menciptakan
- Identifier pemakai
INFORMASI
STATUS PEMROSES
Informasi
tentang isi register-register pemroses. Saat proses berstatus running,
informasi tersebut berada diregister-register. Ketika proses diinterupsi, semua
informasi register harus
disimpan agar dapat dikembalikan
saat proses
dieksekusi
kembali. Jumlah dan jenis register yang terlibat tergantung arsitektur
komputer. Informasi status terdiri dari :
- Register-register yang
terlihat pemakai, adalah register-register
yang dapat ditunjuk instruksi bahasa assembly untuk diproses pemroses.
- Register-register kendali
dan status, Adalah register-register
yang digunakan untuk mengendalikan operasi pemroses.
- Pointer stack, tiap proses mempunyai satu
atau lebih stack, yang digunakan untuk parameter atau alamat prosedur
pemanggil dan system call. Pointer stack menunjukkan posisi paling atas
dari stack.
INFORMASI
KENDALI PROSES
Informasi
kendali proses adalah informasi lain yang diperlukan sistem operasi untuk
mengendalikan dan koordinasi beragam proses aktif. Informasi kendali terdiri
dari :
- Informasi penjadwalan dan
status, Informasi-informasi
yang digunakan untuk menjalankan fungsi penjadwalan, antara lain :
- Status proses, Mendefinisikan
keadaan/status proses (running, ready, blocked)
- Prioritas, Menjelaskan prioritas
proses.
- Informasi berkaitan
dengan penjadwalan, Berkaitan dengan
informasi penjadwalan, seperti lama menunggu, lama proses terakhir
dieksekusi.
- Kejadian, Identitas kejadian yang
ditunggu proses.
- Penstrukturan data, satu proses dapat
dikaitkan dengan proses lain dalam satu antrian atau ring, atau struktur
lainnya. PCB harus memiliki pointer untuk mendukung struktur ini.
- Komuikasi antar proses, beragam flag,
sinyal dan pesan dapat diasosiasikan
dengan komunikasi antara dua proses yang terpisah.
- Manajemen memori Bagian yang berisi
pointer ke tabel segmen atau page yang menyatakan memori maya (virtual
memory) proses.
- Kepemilikan dan utilisasi
sumber daya, sumber
daya yang dikendalikan proses harus diberi tanda, misalnya :
Informasi
ini diperlukan oleh penjadwal.
Struktur
citra proses digambarkan berurutan di satu ruang alamat. Implementasi
penempatan citra proses yang sesungguhnya bergantung skema manajemen memori
yang digunakan dan organisasi struktur kendali sistem operasi.
OPERASI-OPERASI
PADA PROSES
Sistem
operasi dalam mengelola proses dapat melakukan operasi-operasi terhadap proses.
Operasi tersebut adalah :
- Penciptaan proses
- Penghancuran/terminasi
proses
- Penundaan proses
- Pelanjutan kembali proses
- Pengubahan prioritas
proses
- Memblok proses
- Membangunkan proses
- Menjadwalkan proses
- Memungkinkan proses
berkomunikasi dengan proses lain
PENCIPTAAN
PROSES
Melibatkan
banyak aktivitas, yaitu :
- Memberi identitas proses
- Menyisipkan proses pada
senarai atau tabel proses
- Menentukan prioritas awal
proses
- Menciptakan PCB
- Mengalokasikan sumber daya
awal bagi proses
Ketika
proses baru ditambahkan, sistem operasi membangun struktur data untuk mengelola
dan mengalokasikan ruang alamat proses.
Kejadian
yang dapat menyebabkan penciptaan proses :
TAHAP-TAHAP
PENCIPTAAN PROSES
Penciptaan
proses dapat disebabkan beragam sebab. Penciptaan proses meliputi beberapa
tahap :
- Beri satu identifier unik
ke proses baru. Isian baru ditambahkan ke tabel proses utama yang berisi
satu isian perproses.
- Alokasikan ruang untuk
proses.
- PCB harus diinisialisasi.
- Kaitan-kaitan antar tabel
dan senarai yang cocok dibuat.
- Bila diperlukan struktur
data lain maka segera dibuat struktur data itu.
PENGHANCURAN
PROSES
Penghancuran
proses melibatkan pembebasan proses dari sistem, yaitu :
- Sumber daya-sumber daya
yang dipakai dikembalikan.
- Proses dihancurkan dari
senarai atau tabel sistem.
- PCB dihapus (ruang memori
PCB dikembalikan ke pool memori bebas).
Penghancuran
lebih rumit bila proses telah menciptakan proses-proses lain. Terdapat dua
pendekatan, yaitu :
- Pada beberapa sistem,
proses-proses turunan dihancurkan saat proses induk dihancurkan secara
otomatis.
- Beberapa sistem lain
menganggap proses anak independen terhadap proses induk, sehingga proses
anak tidak secara otomatis dihancurkan saat proses induk dihancurkan.
Alasan-alasan
penghancuran proses, sebagai berikut.
PENGALIHAN
PROSES
Kelihatannya
pengalihan proses (process switching) adalah sepele. Pada suatu saat,
proses running diinterupsi dan sistem operasi memberi proses
lain state running dan menggilir kendali ke proses itu.
Dalam
hal ini muncul beberapa masalah, yaitu :
- Kejadian-kejadian apa yang
memicu alih proses ?
- Masalah lain
adalah terdapatnya perbedaan antara alih
proses (process switching) dan alih konteks (context switching).
- Apa yang harus dilakukan
sistem operasi terhadap beragam struktur data yang dibawah kendalinya
dalam alih proses ?
KEJADIAN-KEJADIAN
PENYEBAB PENGALIHAN PROSES
Kejadian-kejadian
yang menyebabkan terjadinya alih proses adalah :
- Interupsi sistem, disebabkan kejadian
eksternal dan tak bergantung proses yang saat itu sedang running. Contoh :
selesainya operasi masukan/keluaran. Pada kejadian interupsi, kendali
lebih dulu ditransfer ke interrupt handler yang melakukan
penyimpanan data-data dan kemudian beralih ke rutin sistem operasi yang
berkaitan dengan tipe interupsi itu. Tipe-tipeinterupsi antara lain :
- Trap, Adalah interupsi karena
terjadinya kesalahan atau kondisi kekecualian (exception conditions)
yang dihasilkan proses yang running, seperti usaha illegal dalam mengakses
file. Dengan trap, sistem operasi menentukan apakah kesalahan yang dibuat
merupakan kesalahan fatal ?
Kemungkinan
yang dilakukan adalah menjalankan prosedur pemulihan atau memperingkatkan ke
pemakai. Saat terjadi trap, mungkin terjadi pengalihan proses mungkin pula
resume proses.
- Supervisor call, yaitu panggilan meminta
atau mengaktifkan bagian sistem operasi. Contoh: Proses pemakai running
meminta layanan masukan/keluaran seperti membuka file. Panggilan ini
menghasilkan transfer ke rutin bagian sistem operasi. Biasanya, penggunaan system
call membuat proses pemakai blocked karena
diaktifkan proses kernel (sistem operasi).
PENGALIHAN
KONTEKS
Pengalihan
konteks dapat terjadi tanpa pengalihan state process yang sedang running,
sedang pengalihan proses pasti melibatkan juga pengalihan konteks.
Siklus
penanganan interupsi adalah :
- Pemroses menyimpan konteks
program saat itu yang sedang dieksekusi ke stack.
- Pemroses menset register
PC dengan alamat awal program untuk interuppet handler.
- Setelah kedua aktivitas
itu, pemroses melanjutkan menjalankan instruksi-instruksi berikutnya di
interuppt handler yang melayani interrupt.
- Pelaksanaan interupsi ini belum
tentu mengakibatkan pengalihan ke proses lain (yaitu pengalihan PCB proses
dari senarai running ke senarai lain (blocked, ready), dan sebaliknya.
Kita menyebut pengalihan konteks adalah untuk pengalihan sementara yang
singkat, misalnya untuk mengeksekusi program interrupt handler.
- Setelah penanganan
interupsi selesa maka konteks yang terdapat pada stack dikembalikan
sehingga kembali ke konteks proses semula tanpa terjadi pengalihan ke
proses lain. Pengalihan proses terjadi jika proses yang running beralih
menjadi state lain (ready, blocked), kemudian sistem operasi harus
membuat perubahan-perubahan berarti terhadap lingkungannya.
Rincian-rincian dalam pelaksanaan pengalihan proses dibahas setelah ini.
PENGALIHAN
PROSES
Pengalihan
proses terjadi jika proses yang running beralih menjadi state lain (ready,
blocked) kemudian sistem operasi membuat perubahan-perubahan berarti
terhadap lingkungan.
Langkah-langkah
yang terlibat dalam pengalihan proses sebagai berikut :
- Simpan konteks pemroses,
termasuk register PC dan register-register lain.
- Perbarui PCB proses yang
running. Pelaksanaan termasuk mengubah state proses menjadi salah satu
state (ready, blocked, suspendedready).
- Field-field yang relevan
juga diperbarui misalnya alasan meninggalkan state running dan informasi
akunting.
- Pindahkan PCB proses ke
senarai yang cocok (ready, blocked).
- Pilih satu proses lain
untuk dieksekusi sesuai dengan teknik penjadwalan.
- Perbarui PCB proses yang
dipilih termasuk perubahan state menjadi running.
- Perbarui struktur-struktur
data manajemen memori. Pekerjaan ini sesuai dengan pengelolaan translasi
alamat.
- Kembalikan konteks
pemroses dengan konteks simpanan yang memberitahu konteks proses terakhir
saat dialihkan dari state running. Pengembalian konteks ini dilakukan
dengan memuatkan nilai-nilai register PC dan register-register lain dengan
nilai konteks yang tersimpan.
- Pengalihan proses
melibatkan pengalihan konteks dan perubahan state, memerlukan usaha lebih
besar daripada pengalihan konteks.
TABEL-TABEL
PROSES
Tiap
proses mempunyai state yang perlu diperhatikan sistem operasi yang dicatat
dalam beragam tabel atau senarai yang saling berhubungan, yaitu :
- Tabel informasi manajemen
memori, Untuk
menjaga keutuhan memori utama dan memori sekunder yang menyimpan informasi
tentang :
- Tabel informasi manajemen
masukan/keluaran, Untuk
mengelola perangkat masukan/keluaran, dimana perangkat tersebut digunakan
proses tertenty, sehingga perlu dijaga agar proses lain tidak memakainya.
Sistem operasi perlu mengetahui status operasi masukan/keluaran dan lokasi
memori utama yang digunakan untuk transfer data.
- Tabel informasi sistem
file,
Berisi informasi mengenai ekstensi file, lokasi pada memori sekunder,
status saat itu dan menyimpan atribut-atribut file lainnya.
- Tabel proses, Untuk mengelola informasi
proses di sistem operasi, lokasinya di memori, status dan atribut proses lainnya.
Proses
ditempatkan di memori utama di lokasi tertentu, proses mempunyai satu ruang
alamat tersendiri. Ruang alamat yang digunakan proses disebut citra proses
(process image), karena selain seluruh kode biner program, proses ditambahi
atribut-atribut lain yang berkaitan penempatannya pada suatu lokasi memori dan
status eksekusi pada saat itu.
Elemen-elemen
citra proses, sebagai berikut
ELEMEN
CITRAPROSES
|
KETERANGAN
|
|
Data
pemakai
|
Bagian
yang dapat memodifikasi berupa data program, daerah stack pemakai.
|
|
Program
pemakai
|
Program
biner yang dieksekusi.
|
|
Stack
sistem
|
Digunakan
untuk menyimpan parameter dan alamat pemanggilan untuk prosedur dan system
calls
|
|
PCB
(Program Control Block)
|
Berisi
informasi yang diperlukan olehsistem operasi dalam mengendalikan proses
|
|
Struktur
umum tabel-tabel kendali ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar
5 : Struktur tabel-tabel kendali pada sistem operasi
PCB
dan senarai proses
PCB
berisi informasi mengenai proses yang diperlukan sistem operasi. PCB dibaca dan
/atau dimodifikasi rutin sistem operasi seperti penjadwalan, alokasi sumber
daya, pemrosesan interupsi, monitoring dan
analisis kinerja. Kumpulan PCB mendefinisikan state sistem
operasi. Untuk menyatakan senarai proses di sistem operasi dibuat senarai PCB.
Diagram
memperlihatkan hanya satu PCB berada di senarai running. PCB ini
menyatakan proses yang saat itu sedang dieksekusi pemroses sehingga hanya satu
proses yang running. Tentu saja ini tidak berlaku untuk multiprocessing yang
dapat mengeksekusi lebih dari satu proses sekaligus.
Prose-proses ready digambarkan
dengan PCB proses-proses di senarai ready. Proses-proses menunggu dijadwalkan
untuk dieksekusi pemroses. Proses yang dijadwalkan dieksekusi (yaitu mengalami
transisi dari state ready menjadi running) maka PCBnya
dipindah dari senarai ready ke senarai running.
Proses
running (PCB-nya berada di senarai running) dipindah sesuai state yang
dialami proses itu, sebagai berikut :
- Bila proses berakhir
(selesai) maka dijalankan operasi terminasi sehingga PCB-nya tak ada lagi.
- Bila proses diblocked
karena menunggu alokasi sumber daya maka PCBnyadipindah ke senarai
blocked.
- Bila proses dijadwalkan
habis jatah waktu eksekusinya maka PCBnya dipindahkan ke senarai ready.
- Proses yang sedang blocked
berpindah menjadi ready bila sumber daya yang ditunggu
telah teralokasi untuknya. Untuk itu PCBnya dipindahkan ke senarai ready.
PENGAKSESAN
INFORMASI DI PCB
Rutin-rutin
sistem operasi perlu mengakses informasi di PCB. Tiap proses dilengkapi ID unik
yang digunakan sebagai indeks (penunjuk) ke tabel untuk mengambil PCB.
Kesulitan
bukan pada mekanisme pengaksesan, tetapi masalah proteksi terhadap PCB. Dua
masalah utama proteksi terhadap PCB, yaitu :
Bug
(kesalahan pemrograman) pada rutin tunggal, misalnya interrupt handler dapat
merusak PCB sehingga dapat berakibat menghancurkan kemampuan
sistem mengelola proses-proses yang diasosiasikan dengan PCB.
Perubahan
rancangan struktur dan semantiks PCB dapat berdampak ke
sejumlah modul sistem operasi yang memakai PCB.
Kedua
masalah tersebut memberi gagasan agar semua rutin sistem operasi melewati satu
rutin khusus, yaitu rutin penanganan PCB dalam mengakses PCB. Tugas rutin
adalah memproteksi PCB dan menjadi perantara pembacaan dan penulisan PCB.
Masalah pertama dapat dicegah karena rutin penanganan PCB akan selalumenjaga
agar PCB tidak rusak. Masalah kedua jelas langusng teratasi karena antarmuka
terhadap rutin-rutin lain masih tetap dipertahankan walau rincian-rincian PCB
diubah.
Rutin-rutin
sistem operasi yang memakai antarmuka tidak perlu diubah. Teknik ini
menghendaki didefinisikan antarmuka rutin penanganan PCB dan rutin-rutin lain
dengan baik. Kelemahan teknik ini adalah adanya overhead kinerja karena harus
memanggil rutin penanganan PCB. Pengaksesan langsung terhadap PCB tentu lebih
cepat daripada harus memanggil rutin penanganan PCB.
KEDUDUKAN
SISTEM OPERASI
Sistem
operasi pada dasarnya adalah sepert perangkat lunak lain, yaitu program yang
perlu dieksekusi pemroses.
Kedudukan
sistem operasi dibanding proses-proses lain, adalah :
- Sistem operasi sebagai
kernel tersendiri yang berbeda dengan proses-proses lain (kernel sebagai
non-proses).
- Fungsi-fungsi sistem
operasi dieksekusi dalam proses pemakai.
- Sistem operasi
juga sebagai kumpulan proses (process
based operating systems).
KERNEL
SEBAGAI NON PROSES
Ketika
proses running diinterupsi atau memanggil system call,
maka konteks pemroses proses ini disimpan dan kendali dilewatkan ke kernel.
Sistem operasi mempunyai daerah memori dan stack sendiri untuk pemanggilan
prosedur.
Sistem
operasi melakukan fungsi yang diinginkan dan mengembalikan konteks proses yang
diinterupsi. Eksekusi proses pemakai yang diinterupsi dilanjutkan. Alternatif
lain, sistem operasi menyimpan lingkungan proses, melakukan penjadwalan dan
menjadwalkan proses lain.
Konsep
proses hanya diterapkan untuk program-program pemakai. Kode sistem operasi
dieksekusi sebagai satu entitas terpisah, beroperasi pada mode kernel. Proses
adalah non-kernel, sedang sistem operasi adala kernel yang bukan proses.
DIEKSEKUSI
DALAM PROSES PEMAKAI
Alternatif
lain dieksekusi sistem operasi adalah mengeksekusi sistem operasi di konteks
proses pemakai. Pendekatan ini didasarkan terutama pada pandangan bahwa sistem
operasi sebagai kumpulan rutin yang dipanggil pemakai untuk melakukan beragam
fungsi dan dieksekusi dalam lingkungan proses pemakai.
Pada
seluruh waktu, sistem operasi mengelola N citra proses. Tiap citra tidak hanya
mempunyai daerah untuk proses tapi juga daerah program, data dan stack untuk
kernel. Terdapat juga ruang alamat yang dipakai bersama semua proses. Ketika
diinterupsi, trap atau supervisor call terjadi,pemroses ditempatkan ke mode
kernel dan kendali dilewatkan ke sistem operasi. Konteks pemroses disimpan dan
alih konteks ke rutin sistem operasi.
Eksekusi
dilanjutkan dalam proses pemakai saat itu, tidak dilakukan alih proses, hanya
alih konteks di proses yang sama. Jika sistem operasi telah menyelesaikan
tugas, menentukan apakah proses berlanjut, maka alih konteks meresume program
yang diinterupsi dalam proses itu juga. Keunggulan pendekatan ini adalah
program pemakai yang diinterupsi untuk memperoleh rutin sistem operasi dan
diresume tidak mengalami overhead peralihan dua proses.
Jika
sistem operasi menentukan bahwa alih proses terjadi bukan kembali ke proses
semula yang dieksekusi, maka kendali dilewatkan ke rutin alih proses. Rutin ini
boleh dijalankan pada proses boleh juga tidak, bergantung rancangan sistem.
Pada keadaan ini, proses saat itu menjadi state non-running dan proses lain
menjadi running.
Sistem
operasi sebagai kumpulan proses
Pendekatan
ini mengimplementasikan sistem operasi sebagai kumpulan proses.
Pendekatan
ini digambarkan pada gambar berikut :
Variannya
adalah perangkat lunak bagian kernel dieksekusi dalam mode kernel.
Fungsi-fungsi kernel utama diorganisasi sebagai proses-proses terpisah.
Terdapat kode kecil pengalihan proses yang dieksekusi di luar proses.
Pendekatan
ini mempunyai beberapa keunggulan, yaitu :
Mikrokernel
Saat
ini, mikrokernel mendapat banyak perhatian. Mikrokernel adalah inti sistem
operasi yang menyebabkan landasan perluasan sistem operasi. Pendekatan
mikrokernel dipopularkan sistem operasi MACH. Secara teoritis, pendekatan
mikrokernel menyediakan derajat fleksibilitas dan modularitas tinggi. Sistem
operasi yang memakai pendekatan mikrokernel adalah MS Windows NT.
Landasan pendekatan mikrokernel adalah hanya fungsi-fungsi sistem operasi inti
yang secara mutlak esensi yang harus berada di kernel. Layanan-layanan dan
aplikasi-aplikasi yang kurang esensi dibangin diatas mikrokernel itu. Meskipun
pembagian antara yang perlu dan tidak perlu ada di mikrokernel beragam.
Terdapat ciri yang sama yaitu banyak lauanan yang secara tradisional merupakan
bagian sistem operasi menjadi subsistem eksternal. Subsistem in berinteraksi
dengan kernel dan subsistem-subsistem lain.
Layanan-layanan
itu antara lain sistem file, sistem windowing dan layanan-layanan
keamanan. Komponen-komponen sistem
operasi di luar mikrokernel
saling berinteraksi melalui pesan yang dilewatkan melalui mikrokernel. Fungsi
mikrokernel adalh sebagai mediator pertukaran pesan.
Mikrokernel
memvalidasi pesan, melewatkan pesan antara komponen-komponen dan memberi hak
pengaksesan perangkat keras. Struktur ini ideal untuk lingkungan pemrosesan
terdistribusi karena mikrokernel dapat melewatkan pesan baik secara lokal atau
jarak jauh tanpa perubahan komponen-komponen sistem operasi yang lain.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar