Sistem Pengoperasian - Soalan 2

Soalan 2:
PENGENALAN


1.Pengurusan Proses.
Model proses UNIX berasaskan proses serentak.Iaitu beberapa proses dilaksanakan pada satu masa. Proses boleh mencipta proses baru. Proses mencipta dikenali sebagai Proses Induk.Proses yang dicipta dipanggil Proses Anak.Proses anak adalah salinan daripada proses induk tetapi masing-masing mempunyai imej ingatannya sendiri.
Proses boleh berada dalam beberapa keadaan;
a- sedang berjalan pada CPU
b- sedia untuk dilaksanakan oleh CPU(dalam ingatan utama)
c- sedia untuk dilaksanakan oleh CPU(dalam ingatan sekunder)
d- menunggu operasi I/O selesai
e- zombi
Berikut adalah diskripsi pengurusan proses
Latarbelakang Level Pengguna (User-level context ) – kawasan text dan data program;
kemasukan pengguna dan ingatan berkongsi
Latarbelakang Berdaftar ( Register context ) – kawasan simpanan perkakasan yang
berdaftar ( PC, SP , PSR dan pendaftaran biasa )
Latarbelakang Level Sistem (System-level context) – maklumat lain OS perlu untuk
mengurus proses ialah;
Jadual Kemasukan Proses, Pengguna ( User ), Jadual Proses
Per KAwasan ( Per Process Region Table ) dan Bahagian
Terpenting Kemasukan ( Kernel Stack)

Proses Jadual Kemasukan ( Process Table Entry )
• Status Proses (Process Status)
• Penunjuk (Pointers)
• Proses Saiz (Process Size)
• Pengenalan Pengguna (User Identifiers)
• Proses Pengenalan(Process Identifiers)
• Penjelas Acara(Event Descriptor)
• Keutamaan ( Priority)
• Tanda.(Signal)
• Pemasa.(Timers)
• P hubungan.(P_link)
• Status Memori. (Memory Status)
Proses Kawalan
Proses membina disudahi oleh maksud dari tanda panggilan ():
1. Memberikan satu slot di jadual proses untuk proses yang baru.
2. Memberikan proses ID yang unik.
3. Buat salinan proses imej, kecuali memori yang dikongsi bersama.
4. Kenaikan fail pengira kepada mereka yang telah dimiliki .
5. Set proses kecil untuk mana-mana situasi bersedia.
6. Kembalikan nombor ID dan 0 kepada proses kecil.
Ini adalah di dalam mod yang utama dari proses .Kemudian pengirim akan melakukan perkara berikut;
• Tunggu didalam proses (Stay in the parent process)
• Pindah ke proses kecil (Transfer to the child process)
• Pindah Ke proses lain (Transfer to another process)

2.Pengurusan Ingatan
Setiap proses disediakan tiga segmen ;
i- Kod
ii- Data
iii- Timbunan
Segmen data meningkat ke atas manakala timbunan menurun. Diantara timbunan dan data terdapat gap iaitu ruang alamat yang tidak digunakan. Disebabkan saiz ingatan utama tidak mencukupi, UNIX menggunakan konsep ingatan maya. Pada awalnya,ingatan maya dilaksanakan dengan menggunakan konsep tukar ganti. Apabila satu proses baru dicipta dan memerlukan ingatan, proses yang sedia ada di dalam ingatan perlu dipindahkan ke dalam storan sekunder.
Merupakan sumber yang terpenting. Tanpa ingatan aturcara tidak dapat dilaksanakan. Ingatan sentiasa digunakan sepajang perlaksanaannya hingga tamat sesuatu tugasan aturcara.
Tugasan penting pengurusan ingatan adalah untuk
a-Menentukan bahagian ingatan yang boleh digunakan dan bahagian yang tidak boleh digunakan.
b-Memelihara bahagian ingatan yang telah digunakan oleh satu proses supaya tidak diganggu proses lain.
c-Menyediakan ruang ingatan yang secukupnya kepada semua proses yang memerlukannya.

Pengurusan ingatan terbahagi kepada dua kaedah;
a- Pengurusan Ingatan Sebenar
b- Pengurusan Ingatan Maya.
A- Pengurusan Ingatan Sebenar.
Sistem pengoperasian hanya menjalankan / mengendalikan ruang ingatan yang utama sahaja. Ada dua cara pengendalian ingatan sebenar ini ,iaitu;
a- Sistem Monopengaturcaraan
- Merupakan pengurusan ingatan paling mudah kerana perlaksanaannya hanyalah menggunakan satu aturcara sahaja dalam satu masa.
-
b-Multipengaturcaraan.
- Bermaksud beberapa proses serantak boleh dilaksanakan pada masa yang sama. Ruang ingatan akan dikongsi oleh beberapa proses.
B. Pengurusan Ingatan Maya.
- Kemudahan ingatan maya digunakan apabila zaiz ingatan yang disediakan oleh ingatan utama tidak mencukupi. Ada dua kaedah digunakan bagi maksud tersebut iaitu;
bi- Kaedah Berhalaman.
- Bermaksud ingatan maya akan menyediakan satu halaman/ruang ingatan yang secukupnya kepada setiap proses. Storan sekunder sebagai sambungan kepada ingatan utama merupakan kaedah tugasan yang dilakukan.
- Ruang ingatan maya dibahagikan kepada beberapa halaman dengan setiap halaman punyai saiz yang berbeza. Begitu juga dengan ingatan utama, dimana ianya dibahagikan kepada beberapa rangka halaman. Rangka halaman inilah dikongsi bersama oleh aturcara yang berada dalam system.
- Apabila ingatan maya digunakan alamat ingatan yang diberikan oleh sesuatu aturcara tidak terus dihantar ke bas ingatan, tetapi kepada suatu mekanisma berhalaman atau biasa dikenali sebagai MMU(Memory Management Unit). Ia adalah satu cip atau gabungan beberapa cip.
- Tugas mekanisma berhalaman ialah :
1- Membuat operasi pemetaan alamat.
2- Memindahkan halaman dalam ingatan utama apabila halaman
daripada storan sekunder ke tersebut diperlukan dan memindahkan halaman daripada ingatan utama ke dalam storan bantuan apabila halaman tersebut tidak diperlukan lagi.
Bii- Kaedah Bersegmen;
- Menyediakan saiz ingatan yang besar. Dalam keadaan tertentu, juruaturcara hanya memerlukan ingatan maya yang menyediakan ingatan multi-dimensi.
- Sistem pengoperasian satu organisasi ingatan maya multi-dimensi, iaitu setiap satu boleh dialamatkan daripada 0 hingga satu saiz maksimum.
- Pemetaan ingatan maya kepada ingatan sebenar dilakukan dengan menggunakan jadual segmen.
- Operasi Pemetaan :
(a)- Dapatkan alamat aturcara dalam bentuk (s,p) dengan “s” ialah nomborsegmen dan “P” ialah kata dalam ruang ingatan bagi segmen tersebut.
(b)- Gunakan “s” sebagai penunjuk kepada jadual segmen.
(c)- Jika “b” ialah alamat asas bagi segmen berkenaan dalam ingatan sebenar, lokasi ingatan yang dikehendaki ialah “b+p”.
C. Kaedah Segmen Berhalaman.
- Ingatan maya inn berbentuk multi-dimensi dengan menyediakan banyak segmen. Setiap segmen mempunyai saiz yang besar.
- Pentium telah menggunakan kaedah yang sama oleh system pengurusan ingatan mereka di dalam mikropemproses Intel Pentium.
-Kaedah yang digunakan oleh Pentium ialh;
(i) – LDT (Local Descriptor Table) menyimpan maklumat tentang suatu aturcara, seperti kod, data dan timbunan.
(ii)- GDT(Global Descriptor Table) menyimpan maklumat tentang system.
3. Pengurusan I/O.
-Pengurusan inn digunakan bagi memasukkan dan mengeluarkan maklumat daripada system computer. Ada beberapa jenis peranti I/O dan setiapnya punyai cirri-ciri berbeza, walaupun daripada kelas yang sama.
3.1- Terdapat tiga jenis peranti I/O ;
(i)- Peranti blok – menyimpan data dalam blok bersaiztetap.Seperti cakera.
(ii)-Peranti aksara- menerima atau mengeluarkan satu aliran aksara.Seperti
tetikus,pencetak baris.
(iii)-Peranti yang bukan peranti blok atau peranti aksara.Seperti Jam.
3.2-Tujuan Pengurusan I/O.
(i) – Menyediakan kemudahan peranti maya .
(ii)- Membolehkan semua peranti dicapai dengan cara yang lebih mudah
dan lebih seragam.
(iii)-Melakukan operasi I/O dengan cekap dan mengendalikan ralat.
(iv)- Berikan layanan sama kepada semua peranti.
3.3- Pengendalian Sampukan
- Kaedah sampukan digunakan oleh kebanyakan pengurusan peranti. Peranti akan memberikan sampukan kepada CPU apabila ia mempunyai maklumat yang perlu dioutputkan.
-Pada awalnya sampukan dikendalikan oleh pengurus pemproses, tetapi selepas dikenalpasti sampukan itu adalah peranti,I/O akan mengambil alih tugas.Maka,tugas pertama I/O adalah mengendalikan sampukan.

3.4. Pengendali Peranti.
- Setiap peranti yang ada di system computer mesti mempunyai pengendalinya. Juka sesuatu peranti baru dipasang kepada system, pengendali peranti bagi peranti tersebut mesti disediakan.
-Pengendali peranti dikenali berdasarkan jenis peranti yang dikendalikan.Seperti pengendali peranti yang mengawal cakera dikenali sebagai pengendali cakera.
-Semua perintah yang diberikan oleh juruaturcara akan diterima oleh pengendali peranti yang bertanggungjawab untuk menterjemahkan ke dalam bentuk suruhan yang difahami oleh peranti sebenar.

3.5. Perisian I/O Bebas Peranti.
- Perisian I/O Bebas Peranti bertanggungjawab melakukan fungsi I/O yang terikat dengan peranti.
-Tugas utama perisian I/O Bebas Peranti ialah untuk menyediakan satu antara muka seragam bagi kegunaan aturcara pengguna.
- Antara tugas perisian ialah;
i- Penentuan nama peranti
ii-Pemeliharaan Penggunaan Peranti
iii-Penyediaan saiz blok yang seragam
iv- Peruntukan dan pelepasan peranti
v -Laporan ralat.


4. PENGURUSAN FAIL
- Pengaturcara berinteraksi dengan peranti menggunakan system fail.
-Terdapat dua jenis fail;
i- Fail menyimpan data, merupakan blok-blok cakera.
ii- Fail khas iaitu untuk membolehkan juruaturcara berinteraksi dengan peranti .
4.1. Peruntukan Storan Fail
- Satu cakera boleh dibahagikan kepada blok-blok yang sama saiz. Disebabkan fail dalam cakera boleh berubah-ubah (fail baru dicipta, fail lama diubah kandungannya, fail lama dihapuskan), kedudukan blok yang membentuk fail tidak semestinya bersebelahan.
-Pengurus system fail memerlukan satu kaedah yang membolehkannya menentukan blok-blok yang membentuk satu fail.
-Ada tiga kaedah digunakan;
i- Blok Berpaut : Tiap-tiap blok dihubungkan dengan lain dengan
menggunakan penunjuk.
ii- Pemetaan Fail: Merekodkan blok-blok yang membentuk fail
dengan menggunakan satu peta fail.
iii- Indeks Blok : Menghubungkan semua blok yang digunakan
dengan menggunakan satu indeks.
4.2. Direktori
-Mengandungi entri direktori bagi setiap fail didalamnya. Setiap entri direktori mengandungi nama fail dan i-number, Iitu indeks kepada jadual i-list. Setiap entri dalam i-list ialah satu i-node, yang menyimpan maklumat tentang status dan kedudukan fail dalam cakera.
- Berasaskan konsep system fail yang disatukan . Jika pengguna mempunyai beberapa fail dalam satu cakera liut, pengguna hanya dapat mencapai fail tersebut dengan menyatukannya ke dalam system fail yang sedia ada.
4.3. Bentangan Sistem Fail
- Bentangan system fail berada dalam satu cakera;
a- Blok o tidak digunakan oleh UNIX kerana biasanya digunakan bagi melakukan proses booting.
b- Blik 1 – menyimpan superblok, yang mengandungi maklumat tentang bentangan system fail.
c- Blok yang menyimpan i-node.
d- Blok yang menyimpan data.
4.4 . NFS ( Network File System )
- Konsep inn membenarkan satu gabungan computer berkongsi menggunakan system fail yang sama.
- Satu computer menyimpan fail (pelayan)boleh membenarkan satu atau lebih direktori di dalamnya digunakan oleh computer yang lain(pelanggan). Senari direktori yang dibenarkan inn disimpan dalam satu fail, biasanya /etc/export.
-Komputer pelanggan bolehmenggunakan direktori yang dieksport dengan menyatukan direktori tersebut ke dalam system failnya. Selepas direktori tersebut disatukan, computer pelanggan boleh mencapai direktori dan kesemua fail yang berada di dalam seolah-olah direktori tersebut berada dalam komputer pelanggan.
4.5. Panggilan Sistem
- Antara contoh panggilan system utama;
a- creat mencipta fail
b- open membuka fail
c- close tutup fail
d- read baca fail
e- write tulis fail
f- chdir tukar direktori
g- mkdir cipta direktori


5. BAHASA PERINTAH UNIX
Bahasa Perintah Tugas
a- pwd - cetak nama direktori semasa
b- cd - tukar direktori semasa kepada
c- cd… - tukar direktori semasa kepada direktori induk bagi
direktori semasa.
d- cp -salin kepada
e- mv -tukar nama menjadi
f- rm - hapuskan
g-rmdir - hapuskan
h-mkdir - cipta direktori baru bernama

Rujukan ;

1. K. Thompson, `Unix Implementation,' Bell System Tech J. 57 No. 6, (July-August 1978 )
2. E. Lesk and B. W. Kernighan, `Computer Typesetting of Technical Journals on Unix,' Proc. AFIPS NCC 46 (1977)
3. D. M. Ritchie and K. Thompson, `The Unix Time-sharing System, C. ACM 17 No. 7 (July 1974)

4. Dennis M. Ritchie Bell Laboratories, Murray Hill, NJ, 07974