Pengertian Kernel dan jenis-jenisnya

Sutriyani    Kamis, Oktober 17, 2013    tugas kampus   

   Postingan kali ini akan membahas tentang pengertian kernel, Monolithic kernel, Microkernel, Hybrid kernel dan Exokernel. Tugas tentang kernel ini adalah tugas SOK(Sistem Operasi Komputer) yang diberikan oleh dosen saya di kampus STMIK AKBA MAKASSAR.. Tanpa berbicara panjang lebar nnaahhh, ,!! langsung saja pada pembahasan kita.. :)
       PENGERTIAN KERNEl adalah bagian utama dari sistem operasi, me-load ke memori saat boot (yaitu, startup sistem), dan tetap  selama seluruh sesi komputer, karena perbaikan diwajibkan terus menerus. Dengan demikian, penting untuk itu untuk sekecil mungkin, sementara masih menyediakan semua layanan penting yang dibutuhkan oleh bagian lain dari sistem operasi dan oleh berbagai program aplikasi.   

      Kernel merupakan sebuah program yang merupakan inti dari sistem operasi komputer. Ia memiliki kontrol penuh atas segala sesuatu yang terjadi dalam sistem. Sebuah kernel dapat dibandingkan dengan shell (seperti bash, csh atau ksh dalam sistem operasi mirip Unix), yang merupakan bagian terluar dari sistem operasi dan program yang berinteraksi dengan perintah pengguna.              

v  JENIS –JENIS KERNEL

       Kernel dibagi menjadi 4 kategori yaitu monolithic, microkernel, hybrid kernel, dan exokernel. Setiap kategori tersebut memiliki perbedaan disain, sehingga masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan dalam pengimplementasiannya.

1.   MONOLITHIC KERNEL  

      Pendekatan monolithic kernel didefinisikan sebagai sebuah antarmuka virtual yang berada pada tingkat tinggi di atas perangkat keras, dengan sekumpulan primitif atau system call untuk mengimplementasikan layanan-layanan sistem operasi, seperti halnya manajemen proses, konkurensi (concurrency), dan manajemen memori pada modul-modul kernel yang berjalan di dalam mode supervisor.

     Monolithic kernel mengintegrasikan banyak fungsi di dalam kernel dan menyediakan lapisan abstraksi perangkat keras secara penuh terhadap perangkat keras yang berada di bawah sistem operasi.

Di bawah ini ada beberapa sistem operasi yang menggunakan Monolithic kernel:

•    Kernel sistem operasi UNIX tradisional, seperti halnya kernel dari sistem operas UNIX keluarga        BSD (NetBSD, BSD/I, FreeBSD, dan lainnya).

•    Kernel sistem operasi GNU/Linux, Linux.

•    Kernel sistem operasi Windows (versi 1.x hingga 4.x; kecuali Windows NT).

2.   MICROKERNEL

           Pendekatan Microkernel berisi sebuah abstraksi yang sederhana terhadap

hardware, dengan sekumpulan primitif atau system call yang dapat digunakan untuk  membuat sebuah sistem operasi agar dapat berjalan, dengan layanan-layanan seperti  manajemen thread, komunikasi antar address space, dan komunikasi antar proses. Layanan-layanan lainnya, yang biasanya disediakan oleh kernel, seperti halnya dukungan jaringan, pada pendekatan microkernel justru diimplementasikan di dalam ruangan pengguna (user-space), dan disebut dengan server.       

           Server adalah sebuah program, seperti halnya program lainnya. Server dapat mengizinkan sistem operasi agar dapat dimodifikasi hanya dengan menjalankan program atau menghentikannya. Sebagai contoh, untuk sebuah mesin yang kecil tanpa dukungan jaringan, server jaringan (istilah server di sini tidak dimaksudkan sebagai komputer pusat pengatur jaringan) tidak perlu dijalankan.

           Dalam teorinya, sistem operasi yang menggunakan microkernel disebut jauh lebih stabil dibandingkan dengan monolithic kernel, karena sebuah server yang gagal bekerja, tidak akan menyebabkan kernel menjadi tidak dapat berjalan, dan server tersebut akan dihentikan oleh kernel utama. Akan tetapi, dalam prakteknya, bagian dari system state dapat hilang oleh server yang gagal bekerja tersebut, dan biasanya untuk melakukan proses eksekusi aplikasi pun menjadi sulit, atau bahkan untuk menjalankan server-server lainnya

           Sistem operasi yang menggunakan microkernel umumnya secara dramatis memiliki kinerja di bawah kinerja sistem operasi yang menggunakan monolithic kernel. Hal ini disebabkan oleh adanya overhead yang terjadi akibat proses input/output dalam kernel yang ditujukan untuk mengganti konteks (context switch) untuk memindahkan data antara aplikasi dan server.

 Beberapa sistem operasi yang menggunakan microkernel:

•   IBM AIX, sebuah versi UNIX dari IBM
•  Amoeba, sebuah kernel yang dikembangkan untuk tujuan edukasi 
•  Kernel Mach, yang digunakan di dalam sistem operasi GNU/Hurd, NexTSTEP, OPENSTE Mac OS/X
•  Minix, kernel yang dikembangkan oleh Andrew Tanenbaum untuk tujuan edukas
• Symbian OS, sebuah sistem operasi yang populer digunakan pada hand phone, handheld device          embedded device, dan PDA Phone.

    3.      HYBRID KERNEL 

\               Hybrid kernel aslinya adalah microkernel yang memiliki kode yang tidak menunjukkan bahwa kernel tersebut adalah microkernel di dalam ruangan kernel-nya. Kode-kode tersebut ditaruh di dalam ruangan kernel agar dapat dieksekusi lebih cepat dibandingkan jika ditaruh di dalam ruangan user. Hal ini dilakukan oleh para arsitek sistem operasi sebagai solusi awal terhadap masalah yang terjadi di dalam microkernel: kinerja.

               Beberapa orang banyak yang bingung dalam membedakan antara Hybrid kernel dan monolithic kernel yang dapat memuat modul kernel setelah proses booting, dan cenderung menyamakannya. Antara hybrid kernel dan monolithic kernel jelas berbeda. Hybrid kernel berarti bahwa konsep yang digunakannya diturunkan dari konsep desain monolithic kernel dan microkernel. Hybrid kernel juga memiliki secara spesifik memiliki teknologi pertukaran pesan (message passing) yang digunakan dalam microkernel, dan juga dapat memindahkan beberapa kode yang seharusnya bukan kode kernel ke dalam ruangan kode kernel karena alasan kinerja.

      Di bawah ini adalah beberapa sistem operasi yang menggunakan Hybrid kernels:

• BeOS, sebuah sistem operasi yang memiliki kinerja tinggi untuk aplikasi  multimedia.

• Novell NetWare, sebuah sistem operasi yang pernah populer sebagai sisteM operasi jaringan berbasis IBM PC dan kompatibelnya.                                                                                  

• Microsoft Windows NT (dan semua keturunannya).

               4.EXOKERNEL

                     Sebenarnya, Exokernel bukanlah pendekatan kernel sistem operasi yang umum—seperti halnya microkernel atau monolithic kernel yang populer, melainkan sebuah struktur sistem operasi yang disusun secara vertikal.

                         Ide di balik exokernel adalah untuk memaksa abstraksi yang dilakukan oleh developer sesedikit mungkin, sehingga membuat mereka dapat memiliki banyak keputusan tentang abstraksi hardware. Exokernel biasanya berbentuk sangat kecil, karena fungsionalitas yang dimilikinya hanya terbatas pada proteksi dan penggandaan sumber daya.

                       Kernel-kernel klasik yang populer seperti halnya monolithic dan microkernel melakukan abstraksi terhadap hardware dengan menyembunyikan semua sumber daya yang berada di bawah hardware abstraction layer atau di balik driver untuk hardware. Sebagai contoh, jika sistem operasi klasik yang berbasis kedua kernel telah mengalokasikan sebuah lokasi memori untuk sebuah hardware tertentu, maka hardware lainnya tidak akan dapat menggunakan lokasi memori tersebut kembali.

                           Exokernel mengizinkan akses terhadap hardware secara langsung pada tingkat yang rendah: aplikasi dan abstraksi dapat melakukan request sebuah alamat memori spesifik baik itu berupa lokasi alamat physical memory dan blok di dalam hard disk. Tugas kernel hanya memastikan bahwa sumber daya yang diminta itu sedang berada dalam keadaan kosong.belum digunakan oleh yang lainnya dan tentu saja mengizinkan aplikasi untuk mengakses sumber daya tersebut. Akses hardware pada tingkat rendah ini mengizinkan para programmer untuk mengimplementasikan sebuah abstraksi yang dikhususkan untuk sebuah aplikasi tertentu, dan tentu saja mengeluarkan sesuatu yang tidak perlu dari kernel agar membuat kernel lebih kecil, dan tentu saja meningkatkan performa.

                              Exokernel biasanya menggunakan library yang disebut dengan libOS untuk melakukan abstraksi. libOS memungkinkan para pembuat aplikasi untuk menulis abstraksi yang berada pada level yang lebih tinggi, seperti halnya abstraksi yang dilakukan pada sistem operasi tradisional, dengan menggunakan cara-cara yang lebih fleksibel, karena aplikasi mungkin memiliki abstraksinya masing-masing. Secara teori, sebuah sistem operasi berbasis Exokernel dapat membuat sistem operasi yang berbeda seperti halnya Linux, UNIX, dan Windows dapat berjalan di atas sistem operasi tersebut. 

Tags: Pengertian kernel, pengertian monolithic kernel, pengertian microkernel, pengertian hybrid kernel, pengertian exokernel, jenis-jenis kernel