Pada kenyataannya tidak semua sistem operasi mempunyai struktur yang sama. Namun menurut Avi Silberschatz, Peter Galvin, dan Greg Gagne, umumnya sebuah sistem operasi modern mempunyai komponen sebagai berikut:
Proses adalah keadaan ketika sebuah program sedang di eksekusi. Sebuah proses membutuhkan beberapa sumber daya untuk menyelesaikan tugasnya. sumber daya tersebut dapat berupa CPU time, memori, berkas-berkas, dan perangkat-perangkat I/O.
Sistem operasi bertanggung jawab atas aktivitas-aktivitas yang berkaitan dengan managemen proses seperti:
·Pembuatan dan penghapusan proses pengguna dan sistem proses.
Memori utama atau lebih dikenal sebagai memori adalah sebuah array yang besar dari word atau byte, yang ukurannya mencapai ratusan, ribuan, atau bahkan jutaan. Setiap word atau byte mempunyai alamat tersendiri. Memori Utama berfungsi sebagai tempat penyimpanan yang akses datanya digunakan oleh CPU atau perangkat I/O. Memori utama termasuk tempat penyimpanan data yang sementara (volatile), artinya data dapat hilang begitu sistem dimatikan.
Sistem operasi bertanggung jawab atas aktivitas-aktivitas yang berkaitan dengan managemen memori seperti:
·Menjaga track dari memori yang sedang digunakan dan siapa yang menggunakannya.
·Memilih program yang akan di-load ke memori.
·Mengalokasikan dan meng-dealokasikan ruang memori sesuai kebutuhan.
Data yang disimpan dalam memori utama bersifat sementara dan jumlahnya sangat kecil. Oleh karena itu, untuk meyimpan keseluruhan data dan program komputer dibutuhkan secondary-storage yang bersifat permanen dan mampu menampung banyak data. Contoh dari secondary-storage adalah harddisk, disket, dll.
Sistem operasi bertanggung-jawab atas aktivitas-aktivitas yang berkaitan dengan disk-management seperti: free-space management, alokasi penyimpanan, penjadualan disk.
Sering disebut device manager. Menyediakan "device driver" yang umum sehingga operasi I/O dapat seragam (membuka, membaca, menulis, menutup). Contoh: pengguna menggunakan operasi yang sama untuk membaca berkas pada hard-disk, CD-ROM dan floppy disk.
Komponen Sistem Operasi untuk sistem I/O:
·Buffer: menampung sementara data dari/ ke perangkat I/O.
·Spooling: melakukan penjadualan pemakaian I/O sistem supaya lebih efisien (antrian dsb.).
·Menyediakan driver untuk dapat melakukan operasi "rinci" untuk perangkat keras I/O tertentu.
Berkas adalah kumpulan informasi yang berhubungan sesuai dengan tujuan pembuat berkas tersebut. Berkas dapat mempunyai struktur yang bersifat hirarkis (direktori, volume, dll.). Sistem operasi bertanggung-jawab:
·Pembuatan dan penghapusan berkas.
·Pembuatan dan penghapusan direktori.
·Mendukung manipulasi berkas dan direktori.
·Memetakan berkas ke secondary storage.
·Mem-backup berkas ke media penyimpanan yang permanen (non-volatile).
Proteksi mengacu pada mekanisme untuk mengontrol akses yang dilakukan oleh program, prosesor, atau pengguna ke sistem sumber daya. Mekanisme proteksi harus:
·membedakan antara penggunaan yang sudah diberi izin dan yang belum.
Sistem terdistribusi adalah sekumpulan prosesor yang tidak berbagi memori atau clock. Tiap prosesor mempunyai memori sendiri. Prosesor-prosesor tersebut terhubung melalui jaringan komunikasi Sistem terdistribusi menyediakan akses pengguna ke bermacam sumber-daya sistem. Akses tersebut menyebabkan:
Sistem Operasi menunggu instruksi dari pengguna (command driven). Program yang membaca instruksi dan mengartikan control statements umumnya disebut: control-card interpreter, command-line interpreter, dan UNIX shell. Command-Interpreter System sangat bervariasi dari satu sistem operasi ke sistem operasi yang lain dan disesuaikan dengan tujuan dan teknologi I/O devices yang ada. Contohnya: CLI, Windows, Pen-based (touch), dan lain-lain.
Eksekusi program adalah kemampuan sistem untuk "load" program ke memori dan menjalankan program. Operasi I/O: pengguna tidak dapat secara langsung mengakses sumber daya perangkat keras, sistem operasi harus menyediakan mekanisme untuk melakukan operasi I/O atas nama pengguna. Sistem manipulasi berkas dalah kemampuan program untuk operasi pada berkas (membaca, menulis, membuat, and menghapus berkas). Komunikasi adalah pertukaran data/ informasi antar dua atau lebih proses yang berada pada satu komputer (atau lebih). Deteksi error adalah menjaga kestabilan sistem dengan mendeteksi "error", perangkat keras mau pun operasi.
Efesisensi penggunaan sistem:
·Resource allocator adalah mengalokasikan sumber-daya ke beberapa pengguna atau job yang jalan pada saat yang bersamaan.
·Proteksi menjamin akses ke sistem sumber daya dikendalikan (pengguna dikontrol aksesnya ke sistem).
·Accounting adalah merekam kegiatan pengguna, jatah pemakaian sumber daya (keadilan atau kebijaksanaan).
System call menyediakan interface antara program (program pengguna yang berjalan) dan bagian OS. System call menjadi jembatan antara proses dan sistem operasi. System call ditulis dalam bahasa assembly atau bahasa tingkat tinggi yang dapat mengendalikan mesin (C). Contoh: UNIX menyediakan system call: read, write => operasi I/O untuk berkas.
Sering pengguna program harus memberikan data (parameter) ke OS yang akan dipanggil. Contoh pada UNIX: read(buffer, max_size, file_id);
Tiga cara memberikan parameter dari program ke sistem operasi:
·Melalui registers (sumber daya di CPU).
·Menyimpan parameter pada data struktur (table) di memori, dan alamat table tsb ditunjuk oleh pointer yang disimpan di register.
·Push (store) melalui "stack" pada memori dan OS mengambilnya melalui pop pada stack tsb.
Sebuah mesin virtual (Virtual Machine) menggunakan misalkan terdapat sistem program => control program yang mengatur pemakaian sumber daya perangkat keras. Control program = trap System call + akses ke perangkat keras. Control program memberikan fasilitas ke proses pengguna. Mendapatkan jatah CPU dan memori. Menyediakan interface "identik" dengan apa yang disediakan oleh perangkat keras => sharing devices untuk berbagai proses.
Mesin Virtual (MV) (MV) => control program yang minimal MV memberikan ilusi multitasking: seolah-olah terdapat prosesor dan memori ekslusif digunakan MV. MV memilah fungsi multitasking dan implementasi extended machine (tergantung proses pengguna) => flexible dan lebih mudah untuk pengaturan. Jika setiap pengguna diberikan satu MV => bebas untuk menjalankan OS (kernel) yang diinginkan pada MV tersebut. Potensi lebih dari satu OS dalam satu komputer. Contoh: IBM VM370: menyediakan MV untuk berbagai OS: CMS (interaktif), MVS, CICS, dll. Masalah: Sharing disk => OS mempunyai sistem berkas yang mungkin berbeda. IBM: virtual disk (minidisk) yang dialokasikan untuk pengguna melalui MV.
Konsep MV menyediakan proteksi yang lengkap untuk sumberdaya sistem, dikarenakan tiap MV terpisah dari MV yang lain. Namun, hal tersebut menyebabkan tidak adanya sharing sumberdaya secara langsung. MV merupakan alat yang tepat untuk penelitian dan pengembangan sistem operasi. Konsep MV susah untuk diimplementasi sehubungan dengan usaha yang diperlukan untuk menyediakan duplikasi dari mesin utama.
Target untuk pengguna: sistem operasi harus nyaman digunakan, mudah dipelajari, dapat diandalkan, aman dan cepat. Target untuk sistem: sistem operasi harus gampang dirancang, diimplementasi, dan dipelihara, sebagaimana fleksibel, error, dan efisien.
Mekanisme dan Kebijaksanaan:
·Mekanisme menjelaskan bagaimana melakukan sesuatu kebijaksanaan memutuskan apa yang akan dilakukan. Pemisahan kebijaksanaan dari mekanisme merupakan hal yang sangat penting; ini mengizinkan fleksibilitas yang tinggi bila kebijaksanaan akan diubah nanti.
·Kebijaksanaan memutuskan apa yang akan dilakukan.
Pemisahan kebijaksanaan dari mekanisme merupakan hal yang sangat penting; ini mengizinkan fleksibilitas yang tinggi bila kebijaksanaan akan diubah nanti.
Implementasi Sistem biasanya menggunakan bahas assembly, sistem operasi sekarang dapat ditulis dengan menggunakan bahasa tingkat tinggi. Kode yang ditulis dalam bahasa tingkat tinggi: dapat dibuat dengan cepat, lebih ringkas, lebih mudah dimengerti dan didebug. Sistem operasi lebih mudah dipindahkan ke perangkat keras yang lain bila ditulis dengan bahasa tingkat tinggi.
Sistem operasi dirancang untuk dapat dijalankan di berbagai jenis mesin; sistemnya harus di konfigurasi untuk tiap komputer. Program SYSGEN mendapatkan informasi mengenai konfigurasi khusus dari sistem perangkat keras.
·Booting: memulai komputer dengan me-load kernel.
·Bootstrap program: kode yang disimpan di code ROM yang dapat menempatkan kernel, memasukkannya kedalam memori, dan memulai eksekusinya.
Kartu yang dipasang pada mainboard sebagai alat penghubung komputer dalam suatu jaringan.
Cara pemasangan
Card ini dipasang pada PC biasanya pada slot ekspansi PCI, di pasaran card internal NIC ini memiliki kecepatan transfer antara 10 Mbps sampai 100 Mbps (Megabit / second ). Bentuk soket pada NIC ada yang menggunakan RJ 45 atau Bentuk BNC, ada juga satu card yang memiliki keduanya (combo).
Jenis-jenis Ethernet
10Base2
10 Base2 disebut juga thin ethernet karena menggunakan kabel koxial jenis thin atau disebut sebagai cheapernet. 10Base2 menggunakan topologi bus. Spesifikasi dari 10Base2 adalah sebagai berikut :
1.
Panjang kabel persegmen adalah 185 meter.
2.
Total segmen adalah 5 buah.
3.
Maksimum repeater adalah 4 buah.
4.
Maksimum jumlah segmen yang terdapat node (station) adalah 3 buah.
5.
Jarak terdekat antar station minimum 0.5 meter.
6.
Maksimum jumlah station dalam satu segmen kabel adalah 30.
7.
Maksimum panjang keseluruhan dengan repeater 925 meter.
8.
Awal dan akhir kabel diberi terminator 50 Ohm.
9.
Jenis kabel koaksial RG-58A/U atau RG-58C/U.
10.
Maksimum jumlah station dalam satu segmen kabel adalah 30.
10Base5
10Base5 disebut juga thick ethernet karena menggunakan kabel koaksial jenis thick. Topologi pada 10Base5 sama seperti 10Base2, yaitu topologi Bus. Spesifikasi dari 10Base5 adalah sebagai berikut :
1.
10Base5 Panjang kabel per segmen adalah 500 meter.
2.
Total segment kabel adalah 5 buah.
3.
Maksimum repeater adalah 4 buah.
4.
Maksimum jumlah segmen yang terdapat node adalah 3 buah.
5.
Jarak terdekat antar station minimum 2,5 meter.
6.
Maksimum jumlah station dalam satu segmen kabel adalah 100.
7.
Maksimum panjang kabel AUI ke node 50 meter.
8.
Maksimum panjang keseluruhan dengan repeater 2500 meter.
9.
Awal dan akhir kabel diberi terminator 50 Ohm.
10.
Jenis kabel koaksial RG-8 atau RG-11 1.
10BaseT
Berbeda dengan 10Base2 atau 10Base5 yang menggunakan topologi Bus, pada ethernet 10BaseT menggunakan topologi Star. Ethernet dengan topologi Star ini yang sekarang banyak digunakari, karena mudah pemasangannya serta mudah melakukan pengecekan jika ada kerusakan pada jaringan. Pada 10BaseT kabel yang dipakai adalah kabel UTP. Spesifikasi dari 10 BaseT adalah sebagal berikut :
1.
Panjang kabel per segmen maksimum 100 meter.
2.
Maksimum jumlah segmen 1024.
3.
Maksimum node per jaringan 1024.
4.
Menggunakan hub dengan maksimum hub empat buah dan bentuk hubungan chain.
5.
Kabel yang dipakail UTP level-3 atau lebih.
10BaseF
10BaseF menggunakan kabel serat optik. Kabel jarang digunakan karena biasanya mahal. dan pemasangannya pun tidak semudah Ethemet tipe lainnya. Umumnya jenis ini dipakai untuk penghubung (link) antar segmen karena jaraknya cukup jauh. Spesifikasinya adalah sebagai berikut :
1.
Panjang kabel per segmen maksimum 2000 meter.
2.
Maksimum jumlah segmen 1024.
3.
Maksimum node per jaringan 1024.
4.
Menggunakan hub dengan maksimum hub empat buah dan bentuk hubungan chain.
5.
Menggunakan kabel serat Optik.
100BaseT
100BaseT disebut juga fast ethernet atau 100BaseX adalah ethernet yang mempunyai kecepatan 100 Mbps. Ada beberapa tipe 100BaseT berdasarkan kabel yang dipakai yaitu :
1.
100BaseT4, memakai kabel UTP kategori 3,4 atau 5. Kabel yang dipakai empat pasang.
2.
100BaseTX, memakai kabel UTP kategori 5 dan kabel yang dipakai hanya dua pasang.
3.
100BaseFX memakai kabet serat optik.
Pada 100BaseT yang menggunakan kabel. koaxial maksimum total panjang kabelnya dengan menggunakan hub Class II adalah 205 meter, dengan perincian 100 meter untuk panjang segmen dan 5 meter untuk hubungan hub ke hub. Sedangkan untuk 100BaseFX dengan menggunakan 2 repeater bisa mencapai 412 meter, dan panjang segmen dengan serat optik bisa mencapai 2000 meter.
Cara kerja
Spesifikasi Ethernet mendefinisikan fungsi-fungsi yang terjadi pada lapisan fisik dan lapisan data-link dalam model referensi jaringan tujuh lapis OSI, dan cara pembuatan paket data ke dalam frame sebelum ditransmisikan di atas kabel.
Ethernet merupakan sebuah teknologi jaringan yang menggunakan metode transmisi Baseband yang mengirim sinyalnya secara serial 1 bit pada satu waktu. Ethernet beroperasi dalam modus half-duplex, yang berarti setiap station dapat menerima atau mengirim data tapi tidak dapat melakukan keduanya secara sekaligus. Fast Ethernet serta Gigabit Ethernet dapat bekerja dalam modus full-duplex atau half-duplex.
Ethernet menggunakan metode kontrol akses media Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection untuk menentukan station mana yang dapat mentransmisikan data pada waktu tertentu melalui media yang digunakan. Dalam jaringan yang menggunakan teknologi Ethernet, setiap komputer akan "mendengar" terlebih dahulu sebelum "berbicara", artinya mereka akan melihat kondisi jaringan apakah tidak ada komputer lain yang sedang mentransmisikan data. Jika tidak ada komputer yang sedang mentransmisikan data, maka setiap komputer yang mau mengirimkan data dapat mencoba untuk mengambil alih jaringan untuk mentransmisikan sinyal. Sehingga, dapat dikatakan bahwa jaringan yang menggunakan teknologi Ethernet adalah jaringan yang dibuat berdasrkan basis First-Come, First-Served, daripada melimpahkan kontrol sinyal kepada Master Station seperti dalam teknologi jaringan lainnya.
Jika dua station hendak mencoba untuk mentransmisikan data pada waktu yang sama, maka kemungkinan akan terjadi collision (kolisi/tabrakan), yang akan mengakibatkan dua station tersebut menghentikan transmisi data, sebelum akhirnya mencoba untuk mengirimkannya lagi pada interval waktu yang acak (yang diukur dengan satuan milidetik). Semakin banyak station dalam sebuah jaringan Ethernet, akan mengakibatkan jumlah kolisi yang semakin besar pula dan kinerja jaringan pun akan menjadi buruk. Kinerja Ethernet yang seharusnya 10 Mbit/detik, jika dalam jaringan terpasang 100 node, umumnya hanya menghasilkan kinerja yang berkisar antara 40% hingga 55% dari bandwidth yang diharapkan (10 Mbit/detik). Salah satu cara untuk menghadapi masalah ini adalah dengan menggunakan Switch Ethernet untuk melakukan segmentasi terhadap jaringan Ethernet ke dalam beberapa collision domain.
Frame Ethernet
Ethernet mentransmisikan data melalui kabel jaringan dalam bentuk paket-paket data yang disebut dengan Ethernet Frame. Sebuah Ethernet frame memiliki ukuran minimum 64 byte, dan maksimum 1518 byte dengan 18 byte di antaranya digunakan sebagai informasi mengenai alamat sumber, alamat tujuan, protokol jaringan yang digunakan, dan beberapa informasi lainnya yang disimpan dalam header serta trailer (footer). Dengan kata lain, maksimum jumlah data yang dapat ditransmisikan (payload) dalam satu buah frame adalah 1500 byte.
Ethernet menggunakan beberapa metode untuk melakukan enkapsulasi paket data menjadi Ethernet frame, yakni sebagai berikut:
Ethernet 802.3 (atau dikenal sebagai Raw 802.3 dalam sistem jaringan Novell, dan digunakan untuk berkomunikasi dengan Novell NetWare versi 3.11 atau yang sebelumnya)
Ethernet SNAP (juga dikenal sebagai Ethernet 802.3/802.2 with SNAP, dan dibuat sebagai kompatibilitas dengan sistem Macintosh yang menjalankan TCP/IP)
Sayangnya, setiap format frame Ethernet di atas tidak saling cocok/kompatibel satu dengan lainnya, sehingga menyulitkan instalasi jaringan yang bersifat heterogen. Untuk mengatasinya, lakukan konfigurasi terhadap protokol yang digunakan via sistem operasi.
Topologi
Ethernet dapat menggunakan topologi jaringan fisik apa saja (bisa berupa topologi bus, topologi ring, topologi star atau topologi mesh) serta jenis kabel yang digunakan (bisa berupa kabel koaksial (bisa berupa Thicknet atau Thinnet), kabel tembaga (kabel UTP atau kabel STP), atau kabel serat optik). Meskipun demikian, topologi star lebih disukai. Secara logis, semua jaringan Ethernet menggunakan topologi bus, sehingga satu node akan menaruh sebuah sinyal di atas bus dan sinyal tersebut akan mengalir ke semua node lainnya yang terhubung ke bus.