28
Sistem Operasi 1 Teknik Informatika UAJY yogya karta Outline Kuliah Outline Kuliah Pengantar Windows 2000 Pengantar Windows 2000 Sejarah Singkat Sejarah Singkat Design Goal Design Goal Model Design Model Design Organisasi Internal Organisasi Internal HAL HAL Device Driver Device Driver Kernel & Object Kernel Kernel & Object Kernel Executive Executive

Arsitektur Windows 2000

Embed Size (px)

Citation preview

  • Outline Kuliah

    Pengantar Windows 2000Sejarah SingkatDesign GoalModel DesignOrganisasi Internal HALDevice DriverKernel & Object KernelExecutive

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Sejarah Windows 2000

    Windows 2000 dirilis pada tahun 2000 dan merupakan rangkaian dari pengembangan Windows NT yang dirilis pada juli 1993.Pengembangan ini bertujuan untuk mengembangkan OS untuk Server untuk pangsa pasar Enterprise, dan berjalan diatas modus pengalamatan 32 bit.

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Gambar. Kronologi release OS Windows Microsoft.

    OS Desktop/ WorkstationYearOS ServerWin 1.01985Win 2.01987Win 3.01990Win 3.1WinNT 3.11993Win NT 3.1 ServerWinNT 3.51994Win NT 3.5 ServerWin 951995Win NT 3.51 ServerWinNT 4.0 WS1996Win NT 4.0 Server1997Win NT 4.0 EnterpriseWin 981998Win NT 4.0 Terminal Server1999Win MEWin 2000 Prof2000Windows 2000Windows XP, XP Prof, XP Home20012003Windows Server 2003

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Design Goal

    Design Goal Awal dari pengembangan Windows NT:

    Extensible

    Sistem Operasi bisa dikonfigurasi dan dikompilasi sebagai workstation atau server

    Sistem Operasi dirancang dan diimplemtasi dengan model software nucleus yang extensible. Namun komponene initinya dikompilasi sebagai satu file executable yang monilitik, yaitu NTOSKRNL.exe

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Design Goal

    Portable

    Sistem operasi mendukung berbagai jenis aplikasi (mis POSIX) lewat extensibility nya pada layer subsistem.

    Sistem Operasi bisa dijalankan diatas berbagai platform hardware dengan memisahkan abstraksi hardware (HAL) dari Kernel OS.

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Design Goal

    Reliable & Secure

    Reliabilitas dan Keamanan Windows NT terletak pada teknik design dan implementasi dari kernel dan executive NT. Selain itu pemisahan HAL, Kernel, Executive, Subsystem juga mendukung reliabilitasnya karena menghindari interaksi yang tidak perlu.

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Model Design

    Rancangan Windows 2000 mengikuti:Model Client-server:Model ObjekModel thread modelModel Symmetric multiprocessing

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Organisasi Dasar Windows NT

    Organisasi Dasar dari Windows NT tersusun atas komponen:HAL

    sebagai abstraksi hardware yg independent.

    NT Kernel

    Menyediakan mekanisme dasar bagi fungsi-fungsi sistem operasi.

    NT Executive

    Abstrasksi Kernel bagi subsestem serta menyediakan mekanisme spesifik serta policy untuk fungsi-fungsi sistem operasi.

    Subsystem

    Sebagai abstraksi NT executive dan menyediakan service bagi aplikasi.

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Application

    Application

    Application

    Other

    subsystem

    Win32

    subsytem

    Other

    subsystem

    Hardware

    Hardware Abstraction Layer(HAL)

    NT Kernel

    NT Executive

    Gambar. Organisasi Dasar Windows NT Awal

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Log on

    Process

    OS/2

    client

    Win32

    client

    POSIX

    client

    Security

    subsystem

    OS/2

    subsystem

    Win32

    subsystem

    POSIX

    subsystem

    Hardware Abstraction Layer (HAL)

    Hardware

    Applications

    Protected

    SubSystems

    NT Executive

    Windows NT 3.51 (and earlier) Basic Archictecture

    (Source : Dooren L, Galli, 2000, Distributed Operating Systems)

    User Mode

    Kernel Mode

    Object

    Manager

    Security

    Reference

    monitor

    Process

    Manager

    LPC

    facility

    Virtual

    Memory

    Manager

    Microkernel

    File System

    Cache Manager

    Device Drivers

    Network Drivers

    I/O Manager

    System Services

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Log on

    Process

    OS/2

    client

    Win32

    client

    POSIX

    client

    Security

    subsystem

    OS/2

    subsystem

    Console

    POSIX

    subsystem

    Hardware

    Win32K

    Service

    Object

    Manager

    Security

    Reference

    monitor

    Process

    Manager

    LPC

    facility

    Virtual

    Memory

    Manager

    Microkernel

    File System

    Cache Manager

    Device Drivers

    Network Drivers

    I/O Manager

    System Services

    Hardware Abstraction Layer (HAL)

    Applications

    Protected

    SubSystems

    NT Executive

    Windows NT 4.0 Basic Archictecture

    (Source : Dooren L, Galli, 2000, Distributed Operating Systems)

    User Mode

    Kernel Mode

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Windows 2000 PnP Archictecture

    (Source : Dooren L, Galli, 2000,

    Distributed Operating Systems)

    I/O Manager

    File Systems

    Cache Manager

    Network Drivers

    ACPI

    PC Card

    USB

    PCI

    WDM plug and play bus driver

    WDM device driver

    Windows NT plug and play drivers

    WDM Interface

    Hardware Abstraction Layer (HAL)

    PnP

    Manager

    Power

    Manager

    Object

    Manager

    Process &

    Thread

    Manager

    Security

    Reference

    Monitor

    Virtual

    Memory

    Manager

    Local

    Procedure

    Call facility

    interface

    More NT

    Power Management

    Interface

    PnP

    Interface

    I/O

    Interface

    Executive

    Kernel Mode

    Userl Mode

    Enumeration

    control

    Hardware

    Event

    Management

    Plug and Play Manager

    Applications

    SETUP

    Class

    Installers

    Control

    Panel

    Applets

    Spooler

    Other

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Gambar. Arsitektur modul fungsional pada Windows 2000

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • HAL (Hardware Abstraction Layer)

    HAL membuat abstraksi terhadap arsitektur dan platform hardware yang beragam dan menyediakan antarmuka yang seragam untuk perangkat lunak diatasnya.HAL mengimplementasikan fungsi-fungsi yang bersifat khusus terhadap arsitektur dan platform komputer:Thread context switching untuk multiprosesorAntarmuka I/O kontroller interupsiHAL merupakan modul yang bisa diload. Yaitu disimpan sebagai suatu file dan bisa diload saat komputer dihidupkan (yaitu HAL.dll) .

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Gambar. Nama modul HAL untuk berbagai Platform Komputer

    HAL File Name Systems Supported Hal.dll Standard PCs Halacpi.dll Advanced Configuration and Power Interface (ACPI) PCs Halapic.dll Advanced Programmable Interrupt Controller (APIC) PCs Halaacpi.dll APIC ACPI PCs Halmps.dll Multiprocessor PCs Halmacpi.dll Multiprocessor ACPI PCs Halborg.dll Silicon Graphics Workstation Halsp.dll Compaq SystemPro

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Device Driver

    Device driver menyediakan antarmuka antara Executive dengan HAL.Fasilitas PnP dalam Windows 2000 merupakan suatu fasilitas baru yang cukup penting.Device driver juga merupakan modul mode kernel yang bisa diload. Umumnya disimpan sebagai file dengan ekstensi .SYS

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Handle

    Application

    User mode

    Kernel mode

    Kernel

    NT Executive

    Executive Object

    Kernel

    Object

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Kernel & Objek Kernel

    Kernel:

    Kernel menangani interupsi dan menjadwal thread untuk multiprosesor (jika ada). Kernel juga mengimplementasi objek-objek kernel. Sejumlah struktur data objek kernel bahkan dikelola langsung oleh kernel (manipulasi oleh executive harus lewat internal kernel interface call).

    Objek-objek Kernel :

    Kumpulan (set) objek low level yang diimplementasi pada kernel.

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Objek Kernel

    Objek Kernel dapat dibagi atas dua group berdasarkan fungsionalitasnya:Group Objek Kontrol:

    Objek kontrol untuk mengontrol hardware dan sumber daya kernel lainnya.

    Objek Proses kernelObjek APC (Asynchronous Procedure Call)Objek InterupsiObject Profile Group Objek Dispacther

    Objek dispatcher untuk mengelola thread dengan penjadwalan dan sinkronisasinya.

    Objek Thread kernelObjek mutuant (mutex)Objek EventObjek Kernel Event pairObjek SemaphoreObjek TimerObjek Waitable Timer

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Executive

    Executive mengimplementasikan layanan (service) sistem dari Windows 2000.Resource sistem komputer dimodelkan sebagai objek-objek executive (pd level executive)Layanan sistem (system service) executive memanipulasi objek-obyek executive. Objek-objek executive ini dikomposisi dari objek-objek kernel.

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Objek-Objek Executive

    Process (Process Manager)

    Pemanggilan program melibatkan ruang alamat dan resource yang dibutuhkan oleh program

    Thread (Process Manager)

    Entitas eksekusi dalam suatu proses.

    Section(Memory Manager)

    Bagian memori yang dapat dishare.

    File(I/O Manager)

    Instan dari file yang dibuka atau device I/O (seperti di UNIX)

    Port(LPC Facility)

    Suatu tujuan untuk pesan yang dikomunikasikan antar proses, atau nama untuk ujung akhir komunikasi.

    Acces Token(Security System)

    ID yang kebal terhadap sabotasi untuk informasi sekuritas tentang pengguna uang log on

    Event (executive support service)

    Mengumumkan suatu event telah terjadi

    Event pair (Executive support service)

    Peringatan bahwa suatu thread khusus telah menyalin suatu pesan ke Win32 Server (hanya dipakai Win32)

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Objek-Objek Executive

    Semaphore (Executive support services)

    Counter untuk mengatur jumlah thread yang dapat menggunakan sebuah resource

    Mutant (Executive support services)

    Mekanisme untuk menyediakan kemampuan mutual exclusion untuk win32 dan Os/2.

    Timer (Executive support services)

    Counter untuk mencatat waktu

    Object Directory (Object Manager)

    Repository berbasis memori untuk nama-nama objek

    Symbolic Link (Object Manager)

    Referensi tidak langsung ke suatu objek

    Profile(Kernel)

    Mekanisme mengukur distribusi eksekusi dari suatu blok kode(untuk tuning performance)

    Key(Configuration Manager)

    Indeks untuk mereferensi ke record di database konfigurasi Win NT

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Service Executive

    Service yang disediakan oleh Executive:Object Manager

    Tugasnya membuat, mengelola dan menghapus Objek-objek executive.

    Process and Thread Manager:

    Tugasnya membuat dan menghentikan semua proses dan thread. Sering kali juga digolongkan sebagai jenis dari Object manger.

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Service Executive

    Security Reference Monitor

    Tugasnya adalah menerapkan semua policy security pada komputer local. Tanggung jawabnya meliputi sumber daya dan juga audit dan proteksi terhadap objek runtime.

    Local Procedure Call (LPC) facility:

    Bertanggung jawab menyelenggarakan client server communication (IPC). Merupakan versi RPC yang dioptimasi dan fleksibel.

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Executive

    Virtual Memory Manager:

    Mengimplementasi virtual memori dan bertanggung jawab untuk skema manajemen memori (private address space, proteksi and caching).

    I/O Manager

    Mengimplementasikan semua request I/O yang bersifat device-independent ke device driver yang bersesuaian. I/O manager bekerja dengan file systems, cache manager, device driver dan network drivers untuk mengelola file dan buffer network.

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Executive

    Cache Manager

    layanan sistem untuk mempercepat penulisan ataupun pembacaan data file. Biasanya yang memakai adalah driver. Dirancang untuk bekerja bersama Virtual Memory manager dan I/O manager.

    Runtime Functions

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • Executive

    NT Native APIExecutive dan Kernel dirancang sebagai module terpisah, namun dibangun dalam modul eksekusi yang sama yaitu, NTOSKRNL.exe yang berjalan diatas HAL. NTOSKRNL mengekspor 240 fungsi yang umumnya tidak terdokumentasi. Fungsi-fungsi ini disebut dengan NT Native API atau NT Executive API.

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta

  • NT NATIVE API

    NTOSKRNL.exe

    Win32 SubSystem

    Win32API

    HAL.dll

    ORGANISASI MODUL

    (Penyederhanaan)

    Aplikasi

    Teknik Informatika UAJY yogyakarta