Implementasi Pada Sistem Operasi Linux

Pada sistem operasi Linux, untuk melihat proses yang sedang terjadi, maka digunakan perintah ps. Apabila belum tahu perintah ps itu digunakan untuk apa, maka kita bisa tanya ke library menggunakan perintah man, kemudian diikuti nama perintahnya (#man ps), kemudian tekan enter, seperti pada gambar berikut ini.

Gambar1- Menjalankan perintah man pada Linux 1

Sedangkan untuk menampilkan proses tree atau memperoleh informasi tentang threads dan security info, dapat dilakukan dengan melakukan scroll mouse ke arah bawah, sehingga akan diperoleh tampilan seperti berikut ini.

Gambar 2. Menjalankan perintah man pada Linux 2

Pada sistem operasi Linux Debian, untuk melihat proses yang terjadi dapat dilakukan dengan mengetikkan perintah ps pada terminal Linux, seperti berikut ini.

Gambar 3. Contoh proses pada sistem operasi Linux 1

Jika dijalankan perintah # ps –au, maka akan diperoleh tampilan seperti berikut
ini.

Gambar 4 Contoh proses pada sistem operasi Linux 2

Pada sistem Linux, terdapat banyak cara untuk menangani eksekusi-eksekusi perintah. Diantaranya, diberi kesempatan untuk membuat daftar perintah dan menentukan kapan perintah dijalankan oleh sistem. Misalnya perintah ―at‖ digunakan untuk memberi peluang menjalankan program berdasarkan waktu yang ditentukan. Contoh script pada Linux ditunjukkan pada gambar berikut ini.

Gambar 5 Menjalankan perintah at

Pada gambar di atas, langkah pertama adalah membuat file pada direktory home/yamta/ dengan nama belajar_linux. Perintah untuk membuatnya adalah :
#touch belajar_linux

File di atas sebagai tempat kita menyimpan dan melihat proses. Dengan demilian, maka pada Wednesday December 11 2013 jam 13:00 akan terjadi proses ping ke IP 192.168.0.1, yang keterangan prosesnya ada pada file /home/yamta/belajar_linux.

Untuk melihat faktor/elemen lainnya , maka menggunakan perintah ps –u seperti gambar berikut ini.

Gambar  6. Hasil perintah ps -u

Untuk melihat faktor/elemen lainnya, gunakan option –u (user). %CPU adalah presentasi CPU time yang digunakan oleh proses tersebut, %MEM adalah presentasi system memori yang digunakan proses, SIZE adalah jumlah memori yang digunakan, RSS (Real System Storage) adalah jumlah memori yang digunakan, START adalah kapan proses tersebut diaktifkan. Sedangkan pada option -u yang disertai untuk mencari proses yang spesifik pemakai. Proses diatas hanya terbatas pada proses milik pemakai, dimana pemakai teresbut melakukan login. Untuk menampilkan proses Parent dan Child maka ketikkan perintah #ps –eH, sehingga akan keluar tampilan seperti berikut ini.

Gambar 7. Hasil perintah ps -u

Pada gambar di atas terlihat hubungan proses parent dan child. Setelah mengetikkan perintah ps -eH kemudian enter, maka proses child muncul dibawah proses parent dan proses child ditandai dengan awalan beberapa spasi. Karena pada opsi e disini untuk memilih semua proses dan opsi H menghasilkan tampilan proses secara hierarki.

Dengan mengetikkan perintah # ps –ef,

maka akan ditampilkan gambar seperti

berikut ini.

Gambar 8 Hasil perintah ps -ef

Untuk menampilkan semua proses pada sistem dalam bentuk hirarki parent/child, maka dilakukan dengan mengetikkan perintah # pstree, seperti gambar berikut ini.

Gambar 9. Hasil perintah pstree

Percobaan diatas menampilkan semua proses pada sistem dalam bentuk hirarki parent/child. Proses parent di sebelah kiri proses child. Sebagai contoh proses init sebagai parent (ancestor) dari semua proses pada sistem. Beberapa child dari init mempunyai child. Proses login mempunyai proses bash sebagai child. Proses bash mempunyai proses child startx. Proses startx mempunyai child xinit dan seterusnya

Untuk melihat semua PID, maka dilakukan dengan mengetikkan perintah # pstree –p, sehingga akan menghasilkan tampilan seperti berikut ini.

Gambar 10. Hasil perintah pstree -p

Untuk melihat semua PID untuk proses gunakan opsi –p. Jadi , menampilakn semua proses pada sistem dalam bentuk hirarki parent/child.

Disini memberitahukan proses yang sedang berjalan bahwa ada sesuatu yang harus dikendalikan. Dan berdasarkan sinyal yang dikirim ini maka dapat bereaksi dan administrator dapat menentukan reaksi tersebut. Untuk menampilkan proses dan ancestor, maka dilakukan dengan mengetikkan perintah # pstree –h, sehingga hasilnya sebagai berikut.

Gambar 11. Hasil perintah pstree -h

Untuk menampilkan semua proses (PID, TTY, TIME dan CMD), dilakukan dengan mengetikkan perintah $ ps ax | more. Opsi a akan menampilkan semua proses yang dihasilkan terminal (TTY). Opsi x menampilkan semua proses yang tidak dihasilkan terminal. Secara logika opsi ini sama dengan opsi –e. Terdapa 5 kolom : PID, TTY, STAT, TIME dan COMMAND.

Gambar 12. Hasil perintah ps ax | more

Untuk menampilkan semua proses dalam format daftar penuh, meka perintahnya adalah # ps ef | more, sehingga akan menghasilkan tampilan sebagai berikut.

Gambar 13 Hasil perintah ps ef | more

Opsi –e f akan menampilkan semua proses dalam format daftar penuh. Jika halaman penuh terlihat prompt –More– di bagian bawah screen, tekan q untuk kembali ke prompt perintah.

Ringkasan

Penjadwalan merupakan kumpulan kebijaksanaan dan mekanisme di sistem operasi yang berkaitan dengan urutan kerja yang dilakukan sistem komputer. Proses penjadwalan yang akan dibahas disini adalah proses penjadwalan sistem operasi Solaris dan Linux. Tujuan utama penjadwalan proses optimasi kinerja menurut kriteria tertentu, dimana kriteria untuk mengukur dan optimasi kerja penjadwalan. Penjadwalan CPU adalah basis dari multi programming sistem operasi. Dengan cara men-switch CPU diantara proses, maka akan berakibat sistem operasi bisa membuat komputer produktif.

Konsep Pemrosesan pada Sistem Operasi - Linux

Sistem operasi dapat mengeksekusi berbagai jenis program. Pada sistem penumpukan program tersebut biasanya disebut dengan job (kerja), sedangkan pada sistem time sharing program, disebut dengan program user atau task. Beberapa ahli menggunakan istilah job atau proses.

 Proses adalah tahapan program yang sedang dieksekusi. Dan  Eksekusi proses dilakukan secara berurutan. Dalam suatu proses terdapat program counter, stack dan daerah data. Penjadwalan merupakan kumpulan kebijaksanaan dan mekanisme di sistem operasi yang berkaitan dengan urutan kerja yang dilakukan sistem komputer. Proses penjadwalan yang akan dibahas disini adalah proses penjadwalan sistem operasi Solaris dan Linux.

Tujuan utama penjadwalan proses optimasi kinerja menurut kriteria tertentu, dimana kriteria untuk mengukur dan optimasi kerja penjadwalan. Penjadwalan CPU adalah basis dari multi programming sistem operasi. Dengan cara men-switch CPU diantara proses, maka akan berakibat sistem operasi bisa membuat komputer produktif. Dalam bab ini kami akan mengenalkan tentang dasar dari konsep penjadwalan dan beberapa algoritma penjadwalan. Pada sistem Operasi, terdapat 3 tipe penjadwal berada secara bersama-sama pada sistem operasi yang kompleks, yaitu:

a.Penjadwal jangka pendek (short term scheduller)

Bertugas menjadwalkan alokasi pemroses diantara proses-proses ready di memori utama. Penjadwalan ini dijalankan setiap terjadi pengalihan proses untuk memilih proses berikutnya yang harus dijalankan.

b. Penjadwal jangka menengah (medium term scheduller) 

Setelah eksekusi selama suatu waktu, proses mungkin menunda sebuah eksekusi karena membuat permintaan layanan masukan/keluaran atau memanggil suatu system call. Proses-proses tertunda tidak dapat membuat suatu kemajuan menuju selesai sampai kondisi-kondisi yang menyebabkan tertunda dihilangkan. 

Agar ruang memori dapat bermanfaat, maka proses dipindah dari memori utama ke memori sekunder agar tersedia ruang untuk proses-proses lain. Kapasitas memori utama terbatas untuk sejumlah proses aktif. Aktivitas pemindahan proses yang tertunda dari memori utama ke memori sekunder disebut swapping. Proses-proses mempunyai kepentingan kecil saat itu sebagai proses yang tertunda. Tetapi, begitu kondisi yang membuatnya tertunda hilang dan dimasukkan kembali ke memori utama dan ready.

c. Penjadwal jangka panjang (long term scheduller)

Penjadwalan ini bekerja terhadap antrian batch dan memilih batch berikutnya yang harus dieksekusi. Batch biasanya berupa proses-proses dengan penggunaan sumber daya yang intensif (yaitu waktu pemroses, memori, masukan/keluaran), program-program ini berprioritas rendah, digunakan sebagai pengisi (agar pemroses sibuk) selama periode aktivitas job-job interaktif rendah. Meskipun tiap-tiap proses terdiri dari suatu kesatuan yang terpisah namun adakalanya proses-proses tersebut butuh untuk saling berinteraksi. Satu proses bisa dibangkitkan dari output proses lainnya sebagai input. Pada saat proses dieksekusi, akan terjadi perubahan status. Status proses didefiniskan sebagai bagian dari aktivitas proses yang sedang berlangsung saat itu. Gambar dibawah, ditunjukkan diagram status proses. Status proses terdiri dari :

a. New, proses sedang dibuat.
b. Running, proses sedang dieksekusi.
c. Waiting, proses sedang menunggu beberapa event yang akan terjadi (seperti menunggu untuk menyelesaikan I/O atau menerima sinyal).
d. Ready, proses menunggu jatah waktu dari CPU untuk diproses.
e. Terminated, proses telah selesai dieksekusi.

Secara blog diagram, maka dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 1 - Urutan proses pada sistem operasi

Sumber : http://www.cs.uic.edu/~jbell/CourseNotes/

OperatingSystems/3_Processes.html

Masing-masing proses direpresentasikan oleh Sistem Operasi dengan menggunakan Process Control Block (PCB). Informasi yang terdapat pada setiap proses meliputi :

a. Status Proses. New, ready, running, waiting dan terminated.

b. Program Counter. Menunjukkan alamat berikutnya yang akan dieksekusi oleh proses tersebut.

c. CPU Registers. Register bervariasi tipe dan jumlahnya tergantung arsitektur komputer yang bersangkutan. Register-register tersebut terdiri-atas: accumulator, index register, stack pointer, dan register serbaguna dan beberapa informasi tentang kode kondisi. Selama Program Counter berjalan, status informasi harus disimpan pada saat terjadi interrupt.

d. Informasi Penjadwalan CPU. Informasi tersebut berisi prioritas dari suatu proses, pointer ke antrian penjadwalan, dan beberapa parameter penjadwalan yang lainnya.

e. Informasi Manajemen Memori. Informasi tersebut berisi nilai (basis) dan limit register, page table, atau segment table tergantung pada sistem memory yang digunakan oleh sistem operasi.

f. Informasi Accounting. Informasi tersebut berisi jumlah CPU dan real time yang digunakan, time limits, account numbers, jumlah job atau proses.

g. Informasi Status I/O. Informasi tersebut berisi deretan I/O device (seperti tape driver) yang dialokasikan untuk proses tersebut, deretan file yang dibuka. 

Swithing proses dari proses satu ke proses berikutnya, ditunjukkan seperti gambar berikut ini.

Gambar 2 - Kriteria Penjadwalan

Berikutnya : Kriteria Penjadwalan CPU pada Sistem Operasi

kriteria dan algoritma penjadwalan cpu sistem operasi linux

Kriteria Penjadwalan CPU OS Linux

Algoritma penjadwalan CPU yang berbeda akan memiliki perbedaan properti. Untuk memilih algoritma ini harus dipertimbangkan dulu properti-properti algoritma tersebut. Ada beberapa kriteria yang digunakan untuk melakukan pembandingan algoritma penjadwalan CPU, antara lain:

1.CPU utilization. Diharapkan agar CPU selalu dalam keadaan sibuk. Utilitas CPU dinyatakan dalam bentuk prosen yaitu 0-100%. Namun dalam kenyataannya hanya berkisar antara 40-90%.

2. Throughput. Adalah banyaknya proses yang selesai dikerjakan dalam satu satuan waktu.

3. Turnaround time. Banyaknya waktu yang diperlukan untuk mengeksekusi proses, dari mulai menunggu untuk meminta tempat di memori utama, menunggu di ready queue, eksekusi oleh CPU, dan mengerjakan I/O.

4. Waiting time. Waktu yang diperlukan oleh suatu proses untuk menunggu di

ready queue. Waiting time ini tidak mempengaruhi eksekusi proses dan penggunaan I/O.

5. Response time. Waktu yang dibutuhkan oleh suatu proses dari minta dilayani hingga ada respon pertama yang menanggapi permintaan tersebut.

6. Fairness. Meyakinkan bahwa tiap-tiap proses akan mendapatkan pembagian waktupenggunaan CPU secara terbuka (fair).

Dispathcer

Dispatcher adalah suatu modul yang akan memberikan kontrol pada CPU terhadap penyeleksian proses yang dilakukan selama short-term scheduling. Fungsi-fungsi yang terkandung di dalamnya meliputi:

a. Switching context;

b. Switching ke user-mode;

c. Melompat ke lokasi tertentu pada user program untuk memulai program. 

Waktu yang diperlukan oleh dispatcher untuk menghentikan suatu proses dan memulai untuk menjalankan proses yang lainnya disebut dispatch latency.

Algoritma Penjadwalan

Proses memerlukan prosesor dan penjadwalan pemakaian prosesor. Berdasarkan berbagai ketentuan pada penjadwalan proses serentak,

dapat disusun teknik penjadwalan prosesor. Dapat dipandang semua proses serentak itu sebagai satu kumpulan proses yang memerlukan prosesor.

Penjadwalan proses didasarkan pada sistem operasi yang menggunakan Prinsip Multiprogramming. Dengan cara mengalihkan kerja CPU untuk beberapa proses, maka CPU akan semakin produktif.

Algoritma diperlukan untuk mengatur giliran proses-proses yang ada di ready queue yang mengantri untuk dialokasikan ke CPU. Beberapa algoritma penjadwalan dijelaskan sebagai berikut :

First Come First Served (FCFS) Scheduling

 FCFS merupakan algoritma penjadwalan yang paling sederhana yang digunakan dalam CPU. Dengan menggunakan algoritma ini setiap proses yang berada pada status ready dimasukkan kedalam FIFO queue atau antrian dengan prinsip first in first out, sesuai dengan waktu kedatangannya. Proses yang tiba terlebih dahulu yang akan dieksekusi.

Kelemahan dari algoritma ini:

• Waiting time rata-ratanya cukup lama.
• Terjadinya convoy effect, yaitu proses-proses menunggu lama untuk menunggu

1 proses besar yang sedang dieksekusi oleh CPU. Algoritma ini juga menerapkan konsep non-preemptive, yaitu setiap proses yang sedang dieksekusi oleh CPU tidak dapat di-interrupt oleh proses yang lain. Pada algoritma ini, maka proses yang pertama kali meminta jatah waktu untuk menggunakan CPU akan dilayani terlebih dahulu. Pada skema ini, proses yang meminta CPU pertama kali akan dialokasikan ke CPU pertama kali.

Misalnya terdapat tiga proses yang dapat dengan urutan P1, P2, dan P3 dengan waktu CPU-burst dalam milidetik yang diberikan sebagai berikut :

Gant chart dengan penjadwalan FCFS dapat digambarkan sebagai berikut :

Waktu tunggu untuk P1 adalah 0, P2 adalah 24 dan P3 adalah 27 sehingga rata- rata waktu tunggu adalah (0 + 24 + 27)/3 = 17 milidetik. Apabila urutannya P2, P3 dan P1 dengan waktu CPU-burst dalam milidetik yang diberikan sebagai berikut :

Maka Gant chart-nya dengan penjadwalan FCFS digambarkan sebagai berikut :

Waktu tunggu untuk P1 adalah 6, P2 adalah 0 dan P3 adalah 3 sehingga rata- rata waktu tunggu adalah (6 + 0 + 3)/3 = 3 milidetik. Rata-rata waktu untuk kasus ini jauh lebih baik jika dibandingkan dengan kasus sebelumnya. Algoritma FCFS termasuk non-preemptive, karena sekali CPU dialokasikan pada suatu proses, maka proses tersebut tetap akan memakai CPU sampai proses tersebut melepaskannya (berhenti atau meminta I/O).

Shortest Job First (SJF) Scheduling Pada algoritma ini setiap proses yang ada di ready queue akan dieksekusi berdasarkan burst time terkecil. Hal ini mengakibatkan waiting time yang pendek untuk setiap proses dan karena hal tersebut maka waiting time rata-ratanya juga menjadi pendek.

Ada beberapa kekurangan dari algoritma ini yaitu:

• Susahnya untuk memprediksi burst time proses yang akan dieksekusi selanjutnya.
• Proses yang mempunyai burst time yang besar akan memiliki waiting time yang besar pula SJF (Shortest Job First) karena yang dieksekusi terlebih dahulu adalah proses dengan burst time yang lebih kecil.

Algoritma ini dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu :

• Preemptive. Jika ada proses yang sedang dieksekusi oleh CPU dan terdapat proses di ready queue dengan burst time yang lebih kecil daripada proses yang sedang dieksekusi tersebut, maka proses yang sedang dieksekusi oleh CPU akan digantikan oleh proses yang berada di ready queue tersebut. Preemptive SJF sering disebut juga Shortest-Remaining- Time-First scheduling.
• Non-preemptive. CPU tidak memperbolehkan proses yang ada di ready queue untuk menggeser proses yang sedang dieksekusi oleh CPU meskipun proses yang baru tersebut mempunyai burst time yang lebih kecil.

Priority Scheduling
Priority Scheduling merupakan algoritma penjadwalan yang mendahulukan proses yang memiliki prioritas tertinggi. Setiap proses memiliki prioritasnya masing-masing. Prioritas suatu proses dapat ditentukan melalui beberapa karakteristik antara lain:

• Time limit.
• Memory requirement.
• Akses file.
• Perbandingan antara I/O burst dengan CPU burst.
• Tingkat kepentingan proses.

Pada algoritma ini terdapat 2 macam penjadwalan, yaitu :

• Preemptive. Jika ada suatu proses yang baru datang memiliki prioritas yang lebih tinggi daripada proses yang sedang dijalankan, maka proses yang sedang berjalan tersebut dihentikan, lalu CPU dialihkan untuk proses yang baru datang tersebut.

• Nonpreemtive. Proses yang baru datang tidak dapat menganggu proses yang sedang berjalan, tetapi hanya diletakkan di depan queue. Kelemahan pada priority scheduling adalah dapat terjadinya indefinite blockin (starvation). Solusi dari permasalahan ini adalah aging, yaitu meningkatkan prioritas dari setiap proses yang menunggu dalam queue secara bertahap.

Round Robin Scheduling

Algoritma ini menggilir proses yang ada di antrian. Setiap proses mendapat jatah sebesar time quantum. Jika time quantum-nya habis atau proses sudah selesai, CPU akan dialokasikan ke proses berikutnya. Semua proses mendapat jatah waktu yang sama dari CPU yaitu (1/n), dan tak akan menunggu lebih lama dari (n-1)q dengan q adalah lama 1 quantum. Jika q terlalu besar maka akan sama dengan algoritma FCFS. Jika terlalu kecil, akan semakin banyak peralihan proses sehingga banyak waktu terbuang.

Gambar 5 - Urutan kejadian algoritma round robin

Konsep dasar dari algoritma ini adalah dengan menggunakan time- sharing. Pada dasarnya algoritma ini sama dengan FCFS, hanya saja bersifat preemptive. Setiap proses mendapatkan waktu CPU yang disebut dengan waktu quantum (quantum time) untuk membatasi waktu proses, biasanya 1-100 milidetik. Setelah waktu habis, proses ditunda dan ditambahkan pada ready queue.

Jika suatu proses memiliki CPU burst lebih kecil dibandingkan dengan waktu quantum, maka proses tersebut akan melepaskan CPU jika telah selesai bekerja, sehingga CPU dapat segera digunakan oleh proses selanjutnya. 

Sebaliknya, jika suatu proses memiliki CPU burst yang lebih besar dibandingkan dengan waktu quantum, maka proses tersebut akan dihentikan sementara jika sudah mencapai waktu quantum, dan selanjutnya mengantri kembali pada posisi ekor dari ready queue, CPU kemudian menjalankan proses berikutnya.Jika terdapat n proses pada ready queue dan waktu quantum q, maka setiap proses mendapatkan 1/n dari waktu CPU paling banyak q unit waktu pada sekali penjadwalan CPU. Tidak ada proses yang menunggu lebih dari (n-1)q unit waktu. 

Performansi algoritma round robin dapat dijelaskan sebagai berikut, jika q besar, maka yang digunakan adalah algoritma FIFO, tetapi jika q kecil maka sering terjadi context switch. Misalkan ada 3 proses: P1, P2, dan P3 yang meminta pelayanan CPU dengan quantum-time sebesar 4 milidetik, maka dapat digambarkan sebagai berikut :

Maka Gant chart-nya dapat digambarkan sebagai berikut :

Waktu tunggu untuk P1 adalah 6, P2 adalah 4, dan P3 adalah 7 sehingga rata-rata waktu tunggu adalah (6 + 4 + 7)/3 = 5.66 milidetik. Algoritma Round-Robin ini di satu sisi memiliki keuntungan, yaitu adanya keseragaman waktu. Namun di sisi lain, algoritma ini akan terlalu sering melakukan switching seperti yang terlihat pada Gambar 3.4. Semakin besar quantum-timenya maka switching yang terjadi akan semakin sedikit.

Gambar 8 - Waktu quantum yang lebih kecil meningkatkan context switch

Pada multiprogramming, selalu akan terjadi beberapa proses berjalan dalam suatu waktu. Sedangkan pada uniprogramming hal ini tidak akan terjadi, karena hanya ada satu proses yang berjalan pada saat tertentu. Konsep dasar dari multiprogramming ini adalah: suatu proses akan menggunakan CPU sampai proses tersebut dalam status wait (misalnya meminta I/O) atau selesai. Pada saat wait , maka CPU akan nganggur (idle). Untuk mengatasi hal ini, maka CPU dialihkan ke proses lain pada saat suatu proses sedang dalam wait, demikian seterusnya.

Arsitektur Sistem Operasi Linux

Sistem operasi Linux memiliki konsep yang hampir sama dalam hal arsitektur dengan sistem operasi lainnya. Perbedaanya adalah bentuk dari disetiap komponen pada arsitektur tersebut, antara lain seperti berikut ini.

1. Kernel

Kernel Linux adalah kernel yang digunakan dalam sistem operasi GNU/Linux. Kernel ini merupakan turunan dari keluarga sistem operasi UNIX, dirilis dengan menggunakan lisensi GNU General Public License (GPL), dan dikembangkan oleh pemrogram di seluruh dunia. Linux merupakan contoh utama dari perangkat lunak bebas dan sumber terbuka (open source). Dibawah ini ditunjukkan gambar keterkaitan antara hardware, kernel, Shell dan Desktop.

Gambar : kerterkaitan antara hardware, kernel, shell dan Desktop pada Linux

Kernel Linux dirilis dibawah Lisensi Publik Umum GNU versi 2 (GPLv2), (dengan bermacam-macam Firmware dengan lisensi tidak gratis yang bervariatif), dan dikembangkan oleh kontributor dari seluruh dunia. Diskusi perkembangan dari hari ke hari dilakukan di Mailing List Linux Kernel. Kernel Linux pada awalnya dibayangkan dan kemudian dibuat oleh mahasiswa Ilmu Komputer berkebangsaan Finlandia, Linus Torvalds pada tahun 1991. Pengembang dan Pengguna Linux bertambah dengan cepat, lalu mereka mengadaptasi kode dari proyek-proyek software gratis untuk digunakan sebagai Sistem Operasi baru. Linux kernel telah menerima kontribusi dari ribuan programmer. Banyak Distribusi Linux telah dirilis berdasarkan Kernel Linux. Contoh gambar linux kernel ditunjukkan seperti gamabr berikut ini.

gambar : linux kernel bootng

Gambar :Linux kernel diagram

Sumber : http://makelinux.net/kernel/diagram

Pada gambar diatas ditunjukkan keterkaitan antara fungsi dengan layer yang digunakan. Berdasarkan fungsinya, maka terdapat system, networking, storage, memory, processing dan human interface. Apabila dilihat dari lapisannya, maka terdiri dari layer / lapisan electronics, hardware interface, logical, bridges, virtual subsystems dan user spaces interfaces.

2. Library

gambar : Anatomy of Linux dynamic libraries

Sebelum membahas Command Line Interface (CLI), sebenarnya di atas kernel masih ada komponen yang tidak diperlihatkan di gambar, yang disebut dengan Library. Library adalah file atau sekumpulan file yang di dalamnya terdapat fungsi atau kelas yang dibutuhkan oleh program aplikasi. Sebagai contoh library adalah Glibc, libcurl, libpng serta library yang lain yang fungsinya menjadi pondasi untuk program yang akan berjalan diatasnya. Misalnya tanpa library getty, maka kita tidak dapat membuka shell atau CLI, tanpa libpng maka kita tidak bisa membuka gambar, tanpa libmpg maka kita tidak bisa memutar mp3. Dengan demikian library adalah pondasi untuk aplikasi atau program tertentu. Kadang-kadang libary juga saling berkaitan (depedensi) misalkan libraeri A adalah pondasi dari Librari B dan Program C butuh librari B. Hal semacam ini disebut dengan depedency di linux.

3. Shell

Shell adalah aplikasi yang bertugas menerima Input perintah dari user. Pada sistem operasi Windows, dapat disamakan dengan Command Prompt. Bedanya, Shell di Linux tidak terikat dengan GUI nya. Linux mempunyai banyak shell, diantaranya adalah csh, tcsh, sh, ash dan yang paling populer Bash. Kebanyakan server, tiga lapis ini saja sudah lebih dari cukup, tinggal ditambahkan service (apliksi yang berjalan dibelakang layar) misal webserver apache.

4. X Windows

X Windows adalah Library khusus untuk tampilan GUI di UNIX/Linux, tanpa adanya librari ini, maka KDE, GNome atau openoffice tidak akan dapat berjalan.

5. Window Manager

Window Manager adalah pengelola jendela dari aplikasi yang berjalan di GUI. Window Manager hanya bertugas menangani posisi aplikasi di Layar, Window manager tidak mempunyai fitur misal Drag and Drop atau fitur canggih lainnya. Contoh window Manager adalah iceWM dan GNUStep.

6. Desktop 

Lapisan di atas windows Manager adalah Desktop, ini adalah tampilan antarmuka yang langsung berhubungan dengan user dimana user tinggal klik,drag, melakukan segala kemudahan hanya dengan mouse. Contoh desktop di Linux adalah KDE,LXDE, Gnome, XFace atau EDE.

7. Aplikasi

Lapisan yang paling atas dari sistem operasi Linux adalah aplikasi, misal Gedit, Open Office dan firefox. Sebenarnya masih banyak lagi aplikasi-aplikasi yang disediakan sendiri oleh vendor-vendor linux. misalnya untuk kategori jaringan, keamanan, editing photo dan lain sebagainya.

Perkembangan Sistem Operasi Open Source

Sistem Operasi Linux merupakan jenis sistem operasi komputer yang dikembangkan oleh komunitas. Dalam sistem Operasi Linux kita mengenal beberapa istilah diantaranya Distro dan Repository, yang akan dijelaskan berikut ini.

GNU Linux

GNU/Linux adalah sebuah sistem operasi yang diciptakan oleh Linus Benedict Torvalds seorang mahasiswa Universitas Helsinki Finlandia di tahun 1991. Proyek GNU ini diluncurkan pada tahun 1984 untuk mengembangkan sebuah sistem operasi lengkap mirip UNIX berbasis perangkat lunak bebas, 

yaitu sistem GNU (GNU merupakan akronim berulang dari ―GNU‘s Not Unix‖; GNU dilafalkan dengan ―genyu‖). Nama itu dipilih karena rancangannya mirip Unix, tetapi berbeda dari UNIX, GNU tidak mengandung kode-kode UNIX.

 Pengembangan GNU dimulakan oleh Richard Stallman dan merupakan fokus asli Free Software Foundation (FSF). Varian dari sistem operasi GNU, yang menggunakan kernel Linux, dewasa ini telah digunakan secara meluas. Walaupun sistem ini sering dirujuk sebagai ―Linux‖, sebetulnya lebih tepat jika disebut sistem GNU/Linux. Ada salah satu fitur atau kemampuan yang sangat menarik dari GNU/Linux yang belum ada pada sistem operasi populer lainnya, yaitu menjalankan sistem operasi dan aplikasi lengkap tanpa menginstalnya di hard disk. Dengan cara ini dengan mudah kita dapat menggunakan GNU/Linux di komputer orang lain karena tak perlu menginstalnya. Sejarah sistem operasi Linux berkaitan erat dengan proyek GNU, proyek program bebas freeware terkenal diketuai olehRichard Stallman. Proyek GNU diawali pada tahun 1983 untuk membuat sistem operasi seperti Unix lengkap dengan kompiler, utiliti aplikasi, utiliti pembuatan dan seterusnya, diciptakan sepenuhnya dengan perangkat lunak bebas.

Pada tahun 1991, pada saat versi pertama kerangka Linux ditulis, proyek GNU telah menghasilkan hampir semua komponen sistem ini kecuali kernel. Torvalds dan pembuat kernel seperti Linux menyesuaikan kernel mereka supaya dapat berfungsi dengan komponen GNU, dan seterusnya mengeluarkan Sistem operasi yang cukup berfungsi. Oleh karena itu, Linux melengkapi ruang terakhir dalam rancangan GNU.

Distro Linux

Distribusi Linux (Distro Linux) adalah sebutan untuk sistem operasi komputer dan aplikasinya, merupakan keluarga Unix yang menggunakan kernel Linux. Distribusi Linux dapat berupa perangkat lunak bebas dan bisa juga berupa perangkat lunak komersial seperti Red Hat Enterprise, SuSE, dan lain-lain. Ada banyak distribusi atau distro Linux yang telah muncul. Beberapa bertahan dan besar, bahkan sampai menghasilkan distro turunan, contohnya Distro Debian GNU/Linux. Distro ini telah menghasilkan puluhan distro anak, antara lain Ubuntu, Knoppix, Xandros, DSL, dan sebagainya. Berikut ini digambarkan beberapa contoh Distro Linux yan beredar di pasaran.

Gambar : Contoh beberapa distro linux

 Untuk mendapatkan distro linux, anda dapat mengunduh langsung dari situs distributor distro bersangkutan, atau membelinya dari penjual lokal. Beberapa distro Linux Live CD yang banyak dipakai antara lain Knoppix, SUSE Live Eval, Mandrake Move, Gentoo Live CD, Slackware Live CD dan lain-lain. Meskipun bentuknya Live CD, tetapi distro tersebut memiliki fungsi yang sama dengan distro-distro terinstal. Di dalam CD tersebut, sudah terdapat paket-paket umum yang biasa kita jumpai di distro Linux besar, seperti: OpenOffice, KOffice, XMMS, GIMP, Konqueror, dan sebagainya. Namun ada beberapa pengecualian, yaitu beberapa paket yang memang sangat besar dan kiranya tidaklah umum digunakan oleh home user, mengingat kapasitas CD yang terbatas, yaitu sekitar 700MB.

Kepraktisan itu ada batasnya karena selama operasionalnya, Linux Live CD tidak mempunyai sebuah tempat khusus di dalam harddisk. Linux Live CD hanya memiliki tempat di memori utama (RAM), sehingga setelah di-restart, semua isi RAM akan dikosongkan dan Linux Live CD harus melakukan inisialisasi ulang untuk mendeteksi semua perangkat keras yang dimiliki oleh user. Selain itu, kinerja dari Linux Live CD sendiri juga tidak bisa maksimal, karena kecepatan komputer untuk mengakses CD-ROM jauh lebih lambat dibandingkan dengan kecepatan mengakses harddisk.

Repository

Repository merupakan sekumpulan paket-paket aplikasi atau program untuk sebuah sistem operasi linux yang digunakan untuk menunjang kinerja dari sebuah aplikasi, program, dan sebagainya yang didapatkan dari Server Mirror atau CD/DVD atau media penyimpanan lainnya. Dengan kata lain, repository adalah paket-paket khusus untuk sebuah sistem operasi yang kemudian paketpaket tersebut diinstal untuk mendapatkan kinerja lebih baik dari sebuah sistem operasi.

Repository mungkin hanya untuk program-program tertentu, seperti CPAN untuk bahasa pemrograman Perl, atau untuk seluruh sistem operasi. Operator repository tersebut biasanya menyediakan sebuah sistem manajemen paket, alat-alat yang dimaksudkan untuk mencari, menginstal dan sebaliknya memanipulasi paket perangkat lunak dari repositori. Sebagai contoh, banyak distribusi Linux menggunakan Advanced Packaging Tool (APT) yang umumnya ditemukan di distro berbasis Debian, atau yum yang biasa ditemukan di distro berbasis Red Hat. Ada juga beberapa sistem manajemen paket independen, seperti Pacman, digunakan dalam Arch Linux dan equo, ditemukan di Sabayon Linux.

Sejarah Awal Sistem Operasi Open Source

Open source adalah istilah untuk software yang kode programnya disediakan oleh pengembangnya untuk umum agar dapat dipelajari cara kerjanya, diubah ataudikembangkan lebih lanjut serta untuk disebarluaskan. Apabila pembuat program melarang orang lain untuk mengubah dan atau menyebarluaskanprogram buatannya,  maka program itu bukan open source, meskipun tersedia kode programnya.

Open source merupakan salah satu syarat bahwa suatu software dikatakan ―free software‖. Free software pasti open source software, namun open source software belum tentu free software. Salah satu contoh free software adalah Linux. Contoh open source software adalah FreeBSD. Linux yang berlisensi free software tidak dapat diubah menjadi berlisensi tidak free software, sedangkan FreeBSD yang berlisensi open source software dapat diubah menjadi tidak open source. FreeBSD (open source) merupakan salah satu dasar untuk membuat Mac OSX (tidak open source). http://www.opensource.org/licenses memuat jenisjenis lisensi open source.

Mulai tahun 1994-1995, server-server di Institut Teknologi Bandung (ITB) mulai menggunakan FreeBSD sebagai sistem operasinya. FreeBSD merupakan sistem operasi open source dan tangguh untuk keamanan jaringan maupun server. Tetapi kemudian para administrator jaringan di Computer Network Research Group (CNRG) ITB lebih menyukai laptop Mac dengan sistem operasi Mac OS X yang berbasis BSD daripada sistem operasi lain. Istilah open source (kode program terbuka) sendiri baru dipopulerkan tahun 1998. Namun, sejarah piranti lunak open source sendiri bisa ditarik jauh ke belakang semenjak kultur hacker berkembang di laboratorium-laboratorium komputer di universitas-universitas Amerika seperti Stanford University, University of California Berkeley dan Massachusetts Institute of Technology (MIT) pada tahun 1960 - 1970-an. Awalnya tumbuh dari suatu komunitas pemrogram yang berjumlah kecil namun sangat erat dimana mereka biasa bertukar kode program, dan stiap orang dapat memodifikasi program yang dibuat orang lain sesuai dengan kepentingannya. Hasil modifikasinya juga mereka sebarkan ke komunitas tersebut.

Perkembangan di atas antara lain dipelopori oleh Richard Stallman dan kawankawannya yang mengembangkan banyak aplikasi di komputer DEC PDP-10.

Richard Stallman

Awal tahun 1980-an komunitas hacker di MIT dan universitas-universitas lain tersebut bubar karena DEC menghentikan PDP-10. Akibatnya banyak aplikasi yang dikembangkan di PDP-10 menjadi banyak yang kadaluarsa. Pengganti PDP-10, seperti VAX dan 68020, memiliki sistem operasi sendiri, dan tidak ada

satupun piranti lunak bebas. Pengguna harus menanda-tangani nondisclosure agreement untuk bisa mendapatkan aplikasi yang bisa dijalankan di sistemsistem operasi ini. Karena itulah pada Januari 1984 Richard Stallman keluar dari MIT, agar MIT tidak dapat mengklaim piranti-piranti lunak yang dikembangkannya. Tahun 1985 beliau mendirikan organisasi nirlaba Free Software Foundation. 

Tujuan utama organisasi ini adalah untuk mengembangkan sistem operasi. Dengan FSF Stallman telah mengembangkan berbagai piranti lunak : gcc (pengompilasi C), gdb (debugger, Emacs (editor teks) dan perkakas-perkakas lainnya, yang dikenal  dengan peranti lunak GNU. Akan tetapi Stallman dan FSFnya hingga sekarang belum berhasil mengembangkan suatu kernel sistem operasi yang menjadi target utamanya. Ada beberapa penyebab kegagalannya, salah satunya yang mendasar adalah sistem operasi tersebut dikembangkan oleh sekelompok kecilpengembang, dan tidak melibatkan komunitas yang lebih luas dalam pengembangannya.

Pada tahun 1991, seorang mahasiswa S2 Universitas Helsinki, Finlandia mulai mengembangkan suatu sistem operasi yang disebutnya Linux. Dalam pengembangannya Linus Torvalds melempar kode program dari Linux ke komunitas terbuka untuk dikembangkan bersama. Komunitas Linux terus berkembang dimana kemudian akhirnya melahirkan distribusi-distribusi Linux yang berbeda tetapi mempunyai pondasi yang sama yaitu kernel Linux dan librari GNU glibc seperti RedHat, SuSE, Mandrake, Slackware, Debian dan lainnya. Beberapa dari distribusi di atas ada yang bertahan dan besar, bahkan sampai menghasilkan distro turunan, contohnya adalah Distro Debian GNU/Linux. Distro ini telah menghasilkan puluhan distro anak, antara lain Ubuntu, Knoppix, Xandros, dan lainnya. Free Software Foundation (FSF) selain perangkat lunak adalah lisensi GPL (GNU public License), dimana lisensi ini memberi kebebasan bagi penggunanya untuk menggunakan dan melihat kode program, memodifikasi dan mendistribusi ulang peranti lunak tersebut dan juga jaminan kebebasan untuk menjadikan hasil modifikasi tersebut tetap bebas didistribusikan. Linus Torvalds juga menggunakan lisensi ini dalam pengembangan dasar Linux.

Linus Torvalds

Seiring dengan semakin stabilnya rilis dari distribusi Linux, semakin meningkat juga minat terhadap peranti lunak yang bebas untuk di sharing seperti Linux dan GNU tersebut, juga meningkatkan kebutuhan untuk mendefinisikan jenis peranti lunak tersebut. Akan tetapi teminologi ―free‖ yang dimaksud oleh FSF menimbulkan banyak persepsi dari tiap orang. Sebagian mengartikan kebebasan sebagaimana yang dimaksud dalam GPL, dan sebagian lagi mengartikan untuk arti gratis dalam ekonomi. Para eksekutif di dunia bisnis juga merasa khawatir karena keberadaan perangkat lunak gratis dianggap aneh. Kondisi ini mendorong munculnya terminologi ―open source‖ dalam tahun 1998, yang juga mendorong terbentuknya OSI (Open Source Initiative) suatu organisasi nirlaba yang mendorong pemasyarakatan dan penyatuan ―Open Source‖, yang diinisiasi oleh Eric Raymond dan timnya. Beberapa contoh daftar distribusi Linux distributions yang didukung oleh Free Software Foundation ditunjukkan seperti pada tabel berikut ini.

Pengertian dan cara kerja sistem operasi

Sistem Operasi adalah perangkat lunak sistem yang bertugas untuk melakukan kontrol dan manajemen perangkat keras serta operasi-operasi dasar sistem, termasuk menjalankan software aplikasi seperti program-program pengolah kata dan browser web. Sistem operasi merupakan penghubung antara pengguna komputer dengan perangkat keras komputer.

Pengertian sistem operasi secara umum adalah suatu pengelola seluruh sumber daya yang terdapat pada sistem komputer dan menyediakan sekumpulan layanan untuk memudahkan dan memberi kenyamanan dalam penggunaan dan pemanfaatan sumber daya sistem komputer. Dengan demikian secara umum dapat digambarkan sebagai berikut :

Cara kerja Sistem Operasi

Ketika komputer dihidupkan pertama kali (powered on), maka komputer tersebut akan memanggil sistim operasi dari hard disk melalui RAM. Bagian dari sistem operasi yang berinteraksi langsung dengan perangkat keras komputer, disebut dengan kernel. Sedangkan bagian dari interface yang menghubungkan antara aplikasi dengan user, disebut dengan shell. User dapat berinteraksi dengan sheel menggunakan mode text, yang sering disebut dengan command line interface (CLI) atau mode grafis yang biasa disebut dengan graphical user interface (GUI).

Secara struktur atau urutan, hubungan antara Hardware, Sistem Operasi (Betriebssystem), Software Aplikasi (Anwendung) dan Pengguna (Benutzer) dapat digambarkan seperti berikut ini.

Sistem Operasi Jaringan

Sistem operasi jaringan atau sistem operasi komputer yang dipakai sebagai server dalam  jaringan komputer hampir mirip dengan system operasi komputerstand alone, bedanya hanya pada sistem operasi jaringan, salah satu komputer harus bertindak sebagai server bagi komputer lainnya. Sistem operasi dalam jaringan disamping berfungsi untuk mengelola sumber daya dirinya sendiri juga untuk mengelola sumber daya komputer lain yang tergabung dalam suatu jaringan komputer