STRUKTUR SISTEM OPERASI WINDOWS

STRUKTUR SISTEM DI WINDOWS,MANAJEMEN MEMORI DAN MANEJEMEN I/O

A. Struktur Sistem Di Windows

Windows merupakan sistem operasi yang paling banyak di gunakan oleh pengguna komputer di seluruh dunia. Mengapa? tentu saja tampilannya yang user friendly sangat mudah di gunakan oleh user. Selain itu Windows juga membuat struktur direktori yang mudah di gunakan. 

Ada 3 Sistem File yang terdapat di dalam sistem operasi ini:

1.     FAT 16: Sistem file ini di perkenalkan pada tahun 1981 melalui MS-DOS. Pada saat mendesainnya sistem ini hanya di peruntukan untuk mengatur file pada floopy drive saja, namun semakin di kembangkan sehingga dapat juga untuk mengatur file pada harddisk. Sistem file ini juga compatible untuk semua OS yang ada pada saat itu, seperti Windows 95/98/me, OS/2, bahkan juga Unix. Namun kekurangan dari sistem file ini, tidak adanya dukungan untuk kompresi, enkripsi dan kontrol akses dalam partisi.

2.     FAT 32: merupakan pengembangan dari FAT 16 sehingga kemampuan harddisk menjadi lebih baik lagi. Seperti kebalikannya dari FAT 16, FAT 32 tidak dapat di gunankan oleh sembarang sistem operasi dengan kata lain tidak semua OS dapat menggunakan sistem file ini. 

3.     NTFS: merupakan terobosan baru yang benar-benar berbeda dari teknologi sebelumnya, seperti sebuah gebrakan sistem file ini sudah mendukung untuk kompresi file, enkripsi data dan cluster serta peningkatan security yang jauh lebih baik. New Technologi File System merupakan kepanjangan dari NTFS, yang dapat di gunakan hanya pada Windows NT dan semua keluarganya. 

Untuk Struktur File Windows ini dapat di lihat dari gambar berikut:

Dari gambar di atas sudah cukup jelas menjelaskan pembagian direktori file pada sistem operasi windows. Sedangkan My Computer sendiri adalah sebagai root nya, yang terdiri dari C:, D:, dan E: yang penggunaannya dapat di sesuaikan oleh user. kecuali untuk C: yang otomatis untuk tempat menyimpan file Sistem operasi nya itu sendiri.

Penjelasan berikut, merupakan direktori yang secara otomatis akan terbentuk saat instalasi Windows:

·         Direktori C:\Windows : pada direktori ini terdapat semua sistem dari Windows. Seperti Device Driver, Registry dan program-program lain yang di gunakan oleh windows untuk dapat bekerja dengan baik.

·         Direktori C:\Program Files : direktori ini menyimpan program-program yang di telah di install pada sistem operasi Windows.

·         Direktori C:\My Document : direktori ini berisi semua data maupun dokumen yang di miliki oleh user. 

B.  MANAJEMEN MEMORI SISTEM OPERASI

MANAJEMEN MEMORI

 Wulandari Tampongangoy (NIM. 10 311 177)

A.    Berdasarkan keberadaan swapping :

1.      Manajemen tanpa swapping.

Manajemen memori tanpa pemindahan citra proses antara memori utama dan diskselama ekseskusi.

2.      Manajemen dengan swapping.

Manajemen memori dengan pemindahan citra proses antara memori utama dan diskselama ekseskusi.

B.     Manajemen Memori Berdasarkan Alokasi Memori

Terdapat dua cara menempatkan informasi ke dalam memori kerja

1.      Alokasi Memori Berurutan (contigouos Allocation)

-    Pada alokasi memori berurutan, setiap proses menempati satu blok tunggal lokasi memori yang berurutan.

-    Kelebihan : sederhana, tidak ada rongga memory bersebaran, proses berurutan dapat dieksekusi secara cepat.

-    Kekurangan : memori boros, tidak dapat disisip apabila tidak ada satu blok memori yang mencukupi.

2.      Alokasi Memori Tak Berurutan (Non Contiguous Allocation)

-    Program / proses ditempatkan pada beberapa sagmen berserakan, tidak perlu saling berdekatan atau berurutan. biasanya digunakan untuk lokasi memori maya sebagai lokasi page-page.

-    Kelebihan : sistem dapat memanfaatkan memori utama secara lebih efisien, dan system operasi masih dapat menyisip protes bila jumlah lubang-lubang memori cukup untuk memuat proses yang akan dieksekusi.

-    Kekurangan : memerlukan pengendalian  yang lebih rumit dan memori jadi banyak berserakan tidak terpakai.

Terdapat 2 manajemen memori:

a)      Manajemen Memori Statis

Dengan pemartisian statis, jumlah, lokasi, dan ukuran prosesdi memori tidak beragam sepanjang waktu secara tetap.

b)     Manajemen Memori Dinamis

Dengan pemartisian dinamis, jumlah, lokasi, dan ukuran proses di memori dapat berseragam sepanjang waktu secara dinamis.

  Wulandari Tampongangoy (NIM. 10 311 177)

MANAJEMEN MEMORI PEMARTISIAN STATIS

Kondisi tanpa swapping :

a.      Monoprogramming

Monoprogramming merupakan manajemen memori paling sederhana, sistem komputer hanya mengijinkan satu program/pemakai berjalan pada satu waktu. Semua sumber daya sepenuhnya dikuasi proses yang sedang berjalan.

Dalam monoprogramming :

1.      Hanya terdapat satu proses pada satu saat, sehingga proses baru akan menimpa proses lama yang sudah selesai eksekusi.

2.      Hanya satu proses mengunakan semua memori.

3.      Pemakai memusatkan program keseluruh memori dari disk atau tape.

4.      Program mengambil kendali seluruh mesin.

Monoprogramming masih dipakai untuk sistem kecil yaitu sistem tempelan (embedded system) yang menempel atau terdapat di sistem lain. Sistem-sistem tempelan menggunakan mikroprosesor kecil, seperti Intel 8051, dan sebagainya. Sistem ini biasanya untuk mengendalikan satu alat sehingga menjadi bersifat intelejen (intelegent devices) dalam menyediakan satu fungsi spesifik. Karena hanya satu fungsi spesifik, dapat diprogram di mikroprosesor dengan memori kecil (1-64 Kb).

Masalah Proteksi Di Monoprogramming

Merupakan cara memproteksi rutin sistem operasi dari penghancuran program pemakai. Program pemakai dapat tersesat sehingga memanipulasi atau menempati ruang memori rutin sistem operasi. Aktivitas program pemakai ini dapat merusak sistem operasi. Untuk mengatasinya Sistem operasi harus diproteksi dari modifikasi program pemakai.

Proteksi ini diimplementasikan menggunakan satu register batas (boundary register) di pemroses. Setiap kali program pemakai mengacu alamat memori dibandingkan register batas untuk memastikan proses pemakai tidak merusak sistem operasi, yaitu tidak melewati nilai register batas.

           

b.      Multiprogramming dengan pemartisian statis

Multiprogramming dapat dilakukan dengan pemartisian statis, yaitu memori dibagi menjadi beberapa sejumlah partisi tetap. Pada partisi-partisi tersebut proses-proses ditempatkan.

Manajemen Memori Multiprogramming

Melibatkan banyak pemakai secara simultan sehingga di memori akan terdapat lebih dari satu proses bersamaan. Oleh karena itu dibutuhkan sistem operasi yang mampu mendukung dua kebutuhan tersebut.

Melakukan dua aktivitas :

1.      Proteksi memori dengan isolasi ruang-ruang alamat secara disjoint (terpisah).

2.      Pemakaian bersama memori.

Memungkinkan proses-proses bekerja sama mengakses daerah memori bersama. Ketika konsep multiprogramming digunakan, pemakaian CPU dapat ditingkatkan.

Multiprogramming Pemartisian Statis,

Terdapat beberapa alasan :

·         Mempermudah pemogram

Pemrogram dapat memecah program menjadi dua proses atau lebih.

·         Agar dapat memberi layanan interaktif ke beberapa orang secara simultan

Untuk itu diperlukan kemampuan mempunyai lebih dari satu proses dimemori agar memperoleh kinerja yang baik.

·         Efisiensi penggunaan sumber daya

Bila pada multiprogramming maka proses tersebut diblocked (hanya DMAyang bekerja) dan proses lain mendapat jatah waktu pemroses, maka DMA dapat meningkatkan efisiensi sistem.

·         Eksekusi lebih murah jika proses besar dipecah menjadi beberapa proses kecil

·         Dapat mengerjakan sejumlah job secara simultan

PEMARTISIAN STATIS BERDASARKAN UKURAN

Partisi-partisinya terbagi dua :

1.      Pemartisian menjadi partisi berukuran sama (ukuran semua partisi memori sama), yaitu:

Beberapa proses yang ukurannya kurang atau sama dengan ukuran partisi dimasukkan ke sembarang partisi yang tersedia.

Kelemahan :

-          Bila program berukuran lebih besar dibanding partisi yang tersedia, maka tidak dapat dimuatkan, tidak dapat dijalankan. Pemogram harus mempersiapkan overlay sehingga hanya bagian program yang benar-benar dieksekusi yang dimasukkan ke memori utama dan saling bergantian. Untuk overlay diperlukan sistem operasi yang mendukung swapping.

-          Untuk program yang sangat kecil dibanding ukuran partisi yang ditetapkan, maka banyak ruang yang tak dipakai yang diboroskan,  disebut fragmentasi internal. Kelemahan ini dapat dikurangi dengan partisi-partisi tetap berukuran berbeda.

2.      Pemartisian menjadi partisi-partisi berukuran berbeda, yaitu ukuran semua partisi memori adalah berbeda

Strategi penempatan program ke partisi

DESKRIPSI :

a)      Strategi penempatan pada pemartisian menjadi partisi-partisi berukuran sama. Penempatan proses ke memori dilakukan secara mudah karena dapat dipilih sembarang partisi yang kosong.

b)      Strategi penempatan pada pemartisian menjadi partisi-partisi berukuran berbeda.

Satu antrian untuk tiap partisi (banyak antrian untuk seluruh partisi).

Proses ditempatkan ke partisi paling kecil yang dapat memuatnya.

Keuntungan :

-          teknik ini adalah meminimalkan pemborosan memori.

Kelemahan :

-          dapat terjadi antrian panjang disuatu partisi sementara antrian partisi-partisi lain kosong.

Satu antrian untuk seluruh partisi.

Proses-proses diantrikan di satu antrian tunggal untuk semua partisi. Proses segera ditempatkan di partisi bebas paling kecil yang dapat memuat.

Keunggulan :

-          Lebih fleksibel serta implementasi dan operasi lebih minimal karena hanya mengelola satu antrian.

Kelemahan :

-          Proses dapat ditempatkan di partisi yang banyak diboroskan, yaitu proses kecil ditempatkan di partisi sangat besar.

FRAGMENTASI PADA PEMARTISIAN STATIS

Fragmentasi yaitu Penyiaan/pemborosan memori akan terjadi pada setiap organisasi penyimpanan. Fragmentasi pada pemartisian tetap terdiri dari:

a.      Fragmentasi internal.

Proses tidak mengisi penuh partisi yang telah ditetapkan untuk proses.

b.      Fragmentasi ekstenal.

Partisi dapat tidak digunakan karena ukuran partisi lebih kecil dibanding ukuran proses yang menunggu di antrian, sehingga tidak digunakan

FUNGSI MANAJEMEN MEMORI

1.      Mengelola informasi memori yang dipakai dan tidak dipakai.

2.      Mengalokasikan memori ke proses yang memerlukan.

3.      Mendealokasikan memori dari proses yang telah selesai.

4.      Mengelola swapping antara memori utama dan disk.

DESKRIPSI HIRARKI MEMORI

1.      Pemakaian memori dua tingkat, menggunakan cache memory yang dapat meningkatkan kinerja dan utilisasi memori secara dinamik.

2.      Chace memory merupakan penyimpan berkecepatan tinggi lebih cepat dibanding memori utama.

3.      Chace memory lebih mahal dibanding memori utama, sehingga kapasitas cache relatif kecil. 

ADDRESS BINDING

-          Sebelum eksekusi, program/proses berada di dalam disk, dan pada saat dieksekusi ia perlu berada pada suatu lokasi dalam memori fisik.

-          Address binding adalah menempatkan address relatif program/proses ke dalam address fisik meori (real memory address). Dapat berlangsung dalam salah satu tahapan: kompilasi, load atau eksekusi

TAHAPAN RUNNING PROGRAM

1.      Tahapan Kompilasi : source program (source code) dikompilasi menjadi object module (object code).

2.      Tahapan link & load : object module di-link dengan object module lain menjadi load module (execution code) kemudian di-load ke memori untuk dieksekusi.

3.      Tahapan eksekusi : mungkin juga dilakukan dynamic linking dengan resident library.

ADDRESS BINDING SAAT KOMPILASI

1.      Jika lokasi dari proses sudah diketahui sebelumnya maka saat kompilasi address-address instruksi dan data ditentukan dengan alamat fisik.

2.      Jika terjadi perubahan pada lokasi tersebut maka harus di rekompilasi.

ADDRESS BINDING SAAT LOAD

1.      Code hasil kompilasi masih menunjuk address-address secara relatif, saat di-load address-address disubstitusi dengan alamat fisik berdasar relokasi proses yang diterima.

2.      Jika terjadi perubahan relokasi maka code di-load ulang.

ADDRESS BINDING SAAT EKSEKUSI

1.      Binding (ikatan) bisa dilakukan ulang selama proses

-    Hal ini untuk memungkinkan pemindahan proses dari satu lokasi ke lokasi lain selama run.

2.      Perlu adanya dukungan hardware untuk pemetaan address

-    Contoh : base register dan limit register

C. Manajemen I/O

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 file 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 penjadwalan pemakaian I/O sistem supaya lebih efisien (antrian dsb.).
• Menyediakan “driver” untuk dapat melakukan operasi “rinci” untuk perangkat keras I/O tertentu.
• Manajemen perangkat masukan/keluaran merupakan aspek perancangan sistem
  operasi terluas dan kompleks karena sangat beragamnya perangkat dan
  aplikasinya.
  Beberapa fungsi manajemen input/ouput (I/O) :

1.  
1. Mengirim perintah ke perangkat I/O agar menyediakan layanan.
2. Menangani interupsi perangkat I/O.
3. Menangani kesalahan perangkat I/O.
4. Menyediakan interface ke pemakai.

Klasifikasi perangkat I/O

Perangkat I/O dapat dikelompokkan berdasarkan :

a.         Sifat aliran datanya, yang terbagi atas :

1          Perangkat berorientasi blok.

Yaitu menyimpan, menerima, dan mengirim informasi sebagai blok-blok berukuran tetap yang berukuran 128 sampai 1024 byte dan memiliki alamat tersendiri, sehingga memungkinkan membaca atau menulis blok-blok secara independen, yaitu dapat membaca atau menulis sembarang blok tanpa harus melewati blok-blok lain. Contoh : disk,tape,CD ROM, optical disk.

2          Perangkat berorientasi aliran karakter.

Yaitu perangkat yang menerima, dan mengirimkan aliran karakter tanpa membentuk suatu struktur blok. Contoh : terminal, line printer, pita kertas, kartu-kartu berlubang, interface jaringan, mouse.

b.         Sasaran komunikasi, yang terbagi atas :

1          Perangkat yang terbaca oleh manusia.

Perangkat yang digunakan untuk berkomunikasi dengan manusia.Contoh : VDT (video display terminal) : monitor, keyboard, mouse.

2          Perangkat yang terbaca oleh mesin.

Perangkat yang digunakan untuk berkomunikasi dengan perangkat elektronik.Contoh : Disk dan tape, sensor, controller.

3          Perangkat komunikasi.

Perangkat yang digunakan untuk komunikasi dengan perangkat jarak jauh.Contoh : Modem.

Faktor-faktor yang membedakan antar perangkat :

o Kecepatan transmisi data (data rate).

o Jenis aplikasi yang digunakan.

o Tingkat kerumitan dalam pengendalian.

o Besarnya unit yang ditransfer.

o Representasi atau perwujudan data.

o Kondisi-kondisi kesalahan.Teknik pemograman perangkat I/O

1. c. Terdapat 3 teknik pemrograman, yaitu :
2. I/O terprogram atau polling system.

Ketika perangkat I/O menangani permintaan, perangkat men-set bit status di register status perangkat. Perangkat tidak memberitahu ke pemroses saat tugas telah selesai dilakukan sehingga pemroses harus selalu memeriksa register tersebut secara periodik dan melakukan tindakan berdasar status yang dibaca. Software pengendali perangkat (driver) dipemroses harus mentransfer data ke/dari pengendali. Driver mengeksekusi perintah yang berkomunikasi dengan pengendali (adapter) di perangkat dan menunggui sampai operasi yang dilakukan perangkat selesai.Driver berisi kumpulan instruksi :

×Powered By LaSuperba

1 Pengendalian.

Berfungsi mengaktifkan perangkat eksternal dan memberitahu yang perlu dilakukan. Contoh : unit tape magnetik diinstruksikan untuk kembali ke posisi awal, bergerak ke record berikut, dan sebagainya.

2 Pengujian.

Berfungsi memeriksa status perangkat keras berkaitan dengan perangkat I/O.

3 Pembacaan/penulisan

Berfungsi membaca/menulis untuk transfer data antara register pemroses dan perangkat eksternal.Masalah utama I/O terprogram adalah pemroses diboroskan untuk menunggu dan menjagai operasi I/O. Diperlukan teknik lain untuk meningkatkan efisiensi pemroses.

b.         I/O dikendalikan interupsi.

Teknik I/O dituntun interupsi mempunyai mekanisme kerja sebagai berikut :

o Pemroses memberi instruksi ke perangkat I/O kemudian melanjutkan melakukan pekerjaan lainnya.

o Perangkat I/O akan menginterupsi meminta layanan saat perangkat telah siap bertukar data dengan pemroses.

o Saat menerima interupsi perangkat keras (yang memberitahukan bahwa perangkat siap melakukan transfer), pemroses segera mengeksekusi transfer data.

Keunggulan :

o Pemroses tidak disibukkan menunggui dan menjaga perangkat I/O untuk memeriksa status perangkat.

Kelemahan :

o Rate transfer I/O dibatasi kecepatan menguji dan melayani operasi perangkat.
o Pemroses terikat ketat dalam mengelola transfer I/O. Sejumlah intruksi harus dieksekusi untuk tiap transfer I/O.

c.         Dengan DMA (direct memory access).

DMA berfungsi membebaskan pemroses menunggui transfer data yang dilakukan perangkat I/O. Saat pemroses ingin membaca atau menulis data, pemroses memerintahkan DMA controller dengan mengirim informasi berikut :

o Perintah penulisan/pembacaan.

o Alamat perangkat I/O.

o Awal lokasi memori yang ditulis/dibaca.

o Jumlah word (byte) yang ditulis/dibaca.

Setelah mengirim informasi-informasi itu ke DMA controller, pemroses dapat melanjutkan kerja lain. Pemroses mendelegasikan operasi I/O ke DMA. DMA mentransfer seluruh data yang diminta ke/dari memori secara langsung tanpa melewati pemroses. Ketika transfer data selesai, DMA mengirim sinyal interupsi ke pemroses. Sehingga pemroses hanya dilibatkan pada awal dan akhir transfer data. Operasi transfer antara perangkat dan memori utama dilakukan sepenuhnya oleh DMA lepas dari pemroses dan hanya melakukan interupsi bila operasi telah selesai.
Keunggulan :
o Penghematan waktu pemroses.

×Powered By LaSuperba

o Peningkatan kinerja I/O.

Evolusi fungsi perangkat I/O

Sistem komputer mengalami peningkatan kompleksitas dan kecanggihan komponen-komponennya, yang sangat tampak pada fungsi-fungsi I/O sebagai berikut :

a.         Pemroses mengendalikan perangkat I/O secara langsung.

Masih digunakan sampai saat ini untuk perangkat sederhana yang dikendalikan mikroprosessor sehingga menjadi perangkat berintelijen (inteligent device).

b.         Pemroses dilengkapi pengendali I/O (I/O controller).

Pemroses menggunakan I/O terpogram tanpa interupsi, sehingga tak perlu memperhatikan rincian-rincian spesifik antarmuka perangkat.

c.         Perangkat dilengkapi fasilitas interupsi.

Pemroses tidak perlu menghabiskan waktu menunggu selesainya operasi I/O, sehingga meningkatkan efisiensi pemroses.

d.         I/O controller mengendalikan memori secara langsung lewat DMA.

Pengendali dapat memindahkan blok data ke/dari memori tanpa melibatkan pemroses kecuali diawal dan akhir transfer.

e.         Pengendali I/O menjadi pemroses terpisah.

Pemroses pusat mengendalikan.memerintahkan pemroses khusus I/O untuk mengeksekusi program I/O di memori utama. Pemroses I/O mengambil dan mengeksekusi intruksi-intruksi ini tanpa intervensi pemroses pusat. Dimungkinkan pemroses pusat menspesifikasikan barisan aktivitas I/O dan hanya diinterupsi ketika seluruh barisan intruksi diselesaikan.

f.          Pengendali I/O mempunyai memori lokal sendiri.

Perangkat I/O dapat dikendalikan dengan keterlibatan pemroses pusat yang minimum.
Arsitektur ini untuk pengendalian komunikasi dengan terminal-terminal interaktif. Pemroses I/O mengambil alih kebanyakan tugas yang melibatkan pengendalian terminal.
Evolusi bertujuan meminimalkan keterlibatan pemroses pusat, sehingga pemroses tidak disibukkan dengan tugas I/O dan dapat meningkatkan kinerja sistem.
Prinsip manajemen perangkat I/O
Terdapat dua sasaran perancangan I/O, yaitu :

a.         Efisiensi.

Aspek penting karena operasi I/O sering menimbulkan bottleneck.

b.         Generalitas (device independence).

Manajemen perangkat I/O selain berkaitan dengan simplisitas dan bebas kesalahan, juga menangani perangkat secara seragam baik dari cara proses memandang maupun cara sistem operasi mengelola perangkat dan operasi I/O.

Software diorganisasikan berlapis. Lapisan bawah berurusan menyembunyikan kerumitanperangkat keras untuk lapisan-lapisan lebih atas. Lapisan lebih atas berurusanmemberi antar muka yang bagus, bersih, nyaman dan seragam ke pemakai. Masalah-masalah manajemen I/O adalah :

a.         Penamaan yang seragam (uniform naming).

Nama berkas atau perangkat adalah string atau integer, tidak bergantung pada perangkat sama sekali.

b.         Penanganan kesalahan (error handling).

Umumnya penanganan kesalahan ditangani sedekat mungkin dengan perangkat keras.
c.         Transfer sinkron vs asinkron.

Kebanyakan I/O adalah asinkron. Pemroses mulai transfer dan mengabaikan untuk melakukan kerja lain sampai interupsi tiba. Program pemakai sangat lebih mudah ditulis jika operasi I/O berorientasi blok. Setelah perintah read, program kemudian ditunda secara otomatis sampai data tersedia di buffer.

d.         Sharable vs dedicated.

Beberapa perangk dapat dipakai bersama seperti disk, tapi ada juga perangkat yang hanya satu pemakai yang dibolehkan memakai pada satu saat. Contoh : printer.

Hirarki manajemen perangkat I/O
Hirarki manajemen perangkat I/O :

a.         Interrupt handler.

Interupsi harus disembunyikan agar tidak terlihat rutin berikutnya. Device driver di blocked saat perintah I/O diberikan dan menunggu interupsi. Ketika interupsi terjadi, prosedur penanganan interupsi bekerja agar device driver keluar dari state blocked.

b.         Device drivers.

Semua kode bergantung perangkat ditempatkan di device driver. Tiap device driver menangani satu tipe (kelas) perangkat dan bertugas menerima permintaan abstrak perangkat lunak device independent diatasnya dan melakukan layanan permintaan.

Mekanisme kerja device driver :

o          Menerjemahkan perintah abstrak menjadi perintah konkret.

o          Setelah ditentukan perintah yang harus diberikan ke pengendali, device driver mulai menulis ke register-register pengendali perangkat.

o          Setelah operasi selesai dilakukan perangkat, device driver memeriksa status kesalahan yang terjadi.

o          Jika berjalan baik, device driver melewatkan data ke perangkat lunak device independent.

o          Kemudian device driver melaporkan status operasinya ke pemanggil.

c.         Perangkat lunak device independent.

Bertujuan membentuk fungsi-fungsi I/O yang berlaku untuk semua perangkat dan memberi antarmuka seragam ke perangkat lunak tingkat pemakai. Fungsi-fungsi lain yang dilakukan :

o          Sebagai interface seragam untuk seluruh device driver.

o          Penamaan perangkat.

o          Proteksi perangkat.

o          Memberi ukuran blok perangkat agar bersifat device independent.

o          Melakukan buffering.

o          Alokasi penyimpanan pada block devices.

o          Alokasi dan pelepasan dedicated devices.

o          Pelaporan kesalahan.

d.         Perangkat lunak level pemakai.

Kebanyakan perangkat lunak I/O terdapat di sistem operasi. Satu bagian kecil berisi pustaka-pustaka yang dikaitkan pada program pemakai dan berjalan diluar kernel. System calls I/O umumnya dibuat sebagai prosedur-prosedur pustaka. Kumpulan prosedur pustaka I/O merupakan bagian sistem I/O. Tidak semua perangkat lunak I/O level pemakai berupa prosedur- prosedur pustaka. Kategori penting adalah sistem spooling. Spooling adalah cara khusus berurusan dengan perangkat I/O yang harus didedikasikan pada sistem multiprogramming.

Buffering I/O

Buffering adalah melembutkan lonjakan-lonjakan kebutuhan pengaksesan I/O, sehingga meningkatkan efisiensi dan kinerja sistem operasi.Terdapat beragam cara buffering, antar lain :
a.         Single buffering.

Merupakan teknik paling sederhana. Ketika proses memberi perintah untuk perangkat I/O, sistem operasi menyediakan buffer memori utama sistem untuk operasi.Untuk perangkat berorientasi blok.Transfer masukan dibuat ke buffer sistem. Ketika transfer selesai, proses memindahkan blok ke ruang pemakai dan segera meminta blok lain. Teknik ini disebut reading ahead atau anticipated input. Teknik ini dilakukan dengan harapan blok akan segera diperlukan. Untuk banyak tipe komputasi, asumsi ini berlaku. Hanya di akhir pemrosesan maka blok yang dibaca tidak diperlukan.

Keunggulan :

Pendekatan in umumnya meningkatkan kecepatan dibanding tanpa buffering. Proses pemakai dapat memproses blok data sementara blok berikutnya sedang dibaca. Sistem operasi dapat menswap keluar proses karena operasi masukan berada di memori sistem bukan memori proses pemakai.

Kelemahan :

o          Merumitkan sistem operasi karena harus mencatat pemberian buffer-buffer sistem ke proses pemakai.

o          Logika swapping juga dipengaruhi. Jika operasi I/O melibatkan disk
untuk swapping, maka membuat antrian penulisan ke disk yang sama yang digunakan untuk swap out proses. Untuk menswap proses dan melepas memori utama tidak dapat dimulai sampai operasi I/O selesai, dimana waktu swapping ke disk tidak bagus untuk dilaksanaka Buffering keluaran serupa buffering masukan. Ketika data transmisi, data lebih dulu dikopi dari ruang pemakai ke buffer sistem. Proses pengirim menjadi bebas untuk melanjutkan eksekusi berikutnya atau di swap ke disk jika perlu.Untuk perangkat berorientasi aliran karakter.

Single buffering dapat diterapkan dengan dua mode, yaitu :

o          Mode line at a time.

Cocok untuk terminal mode gulung (scroll terminal atau dumb terminal). Masukan pemakai adalah satu baris per waktu dengan enter menandai akhir baris. Keluaran terminal juga serupa, yaitu satu baris per waktu.

Contoh mode ini adalah printer.Buffer digunakan untuk menyimpan satu baris tunggal. Proses pemakai ditunda selama masukan, menunggu kedatangan satu baris seluruhnya. Untuk keluaran, proses pemakai menempatkan satu baris keluaran pada buffer dan melanjutkan pemrosesan. Proses tidak perlu suspend kecuali bila baris kedua dikirim sebelum buffer dikosongkan.
o          Mode byte at a time.

Operasi ini cocok untuk terminal mode form, dimana tiap ketikan adalah penting dan untuk peripheral lain seperti sensor dan pengendali.

b.         Double buffering.

Peningkatan dapat dibuat dengan dua buffer sistem.Proses dapat ditransfer ke/dari satu buffer sementara sistem operasi mengosongkan (atau mengisi) buffer lain. Teknik ini disebut double buffering atau buffer swapping. Double buffering menjamin proses tidak menunggu operasi I/O. Peningkatan ini harus dibayar dengan peningkatan kompleksitas. Untuk berorientasi aliran karakter, double buffering mempunyai 2 mode alternatif, yaitu :
o          Mode line at a time.

Proses pemakai tidak perlu ditunda untuk I/O kecuali proses secepatnya mengosongkan buffer ganda.

o          Mode byte at a time.

Buffer ganda tidak memberi keunggulan berarti atas buffer tunggal. Double buffering mengikuti model producer-consumer.

1. Circular buffering.

Seharusnya melembutkan aliran data antara perangkat I/O dan proses. Jika kinerja proses tertentu menjadi fokus kita, maka kita ingin agar operasi I/O mengikuti proses. Double buffering tidak mencukupi jika proses melakukan operasi I/O yang berturutan dengan cepat. Masalah sering dapat dihindari dengan menggunakan lebih dari dua buffer. Ketika lebih dari dua buffer yang digunakan, kumpulan buffer itu sendiri diacu sebagai circulat buffer. Tiap bufferindividu adalah satu unit di circular buffer.

sumber: 

http://2010122-if-unsika.blogspot.co.id/2012/10/struktur-sistem-di-windows.html

http://wulantampongangoy.blogspot.co.id/2012/05/manajemen-memori-sistem-operasi.html

http://tugasso.blog.com/manajemen-io/