File Service (Bab 5 SISTEM TERDISTRIBUSI)

File adalah kumpulan informasi yang berhubungan dan tersimpan dalam secondary storage.

Operasi pada File

v  Membuat ( Create )

·         Menemukan free space

·         Entry baru dibuat dalam tabel direktori yang mencatat nama dan lokasi Ukuran yang diinisialisasi 0

v  Menulis ( Write )

·         OS melihat ke direktori untuk mencari lokasinya dalam disk Melakukan transfer dari memori ke lokasi dalam disk (suatu pointer digunakan sebagai penunjuk lokasi penulisan berikutnya)

·         Entry dalam direktori di update

v  Membaca ( Read )

·         OS melakukan hal yang sama dengan penulisan file kecuali operasinya membaca dari lokasi dalam disk ke dalam memori

v  Menghapus

·         OS melihat ke direktori mencari entry dengan nama yang dimaksud

·         Membebaskan space yang teralokasi

·         Menghapus entry

v  Reposition dalam file

·         OS melihat ke direktori untuk mencari entry yang dimaksud,

·         Pointer di set dengan harga (lokasi) tertentu yang diberikan

v  Menghapus dengan menyisakan atribut ( Truncate )

·         sama dengan menghapus file kecuali entry tidak dihapuskan tapi ukuran file diisi 0

File service adalah suatu perincian atau pelayanan dari file sistem yang ditawarkan pada komputer client. File System merupakan struktur logika yang digunakan untuk mengendalikan akses terhadap data yang ada pada disk. File System terdiri dari dua bagian:

v  Kumpulan file yang masing-masingnya menyimpan data-data yang berhubungan

v  Struktur direktori yang mengorganisasi dan menyediakan informasi mengenai seluruh file dalam system

File System merupakan interface yang menghubungkan sistem operasi dengan disk. Ketika program aplikasi yang sedang dijalankan memerlukan pembacaan file dari hard disk, sistem operasi meminta file system untuk membuka file yang diinginkan. File system harus mengetahui lokasi penyimpanan file yang dibaca. Setelah menemukan lokasinya, file system membaca data yang ada dan mengirimkan data tersebut pada sistem operasi.

Kebutuhan File System Terdistribusi

1.      Transparency

2.      Concurrent File Updates

3.      ile Replication

4.      Hardware dan Operating Systems

5.      Fault Tolerance

6.      Consistency

7.      Security

8.      Efficiency

Contoh File System

NFS (Network File System)

Tujuan dari NFS adalah untuk memungkinkan terjadinya pertukaran sistem berkas secara transparan antara mesin-mesin bebas tersebut. Hubungan yang terjadi di sini didasarkan pada hubungan client-server yang menggunakan perangkat lunak NFS server dan NFS client yang berjalan diatas workstation.

Jika misalnya terjadi sebuah pertukaran sistem berkas antara server dan client , maka pertukaran sistem berkas yang terjadi disini harus dipastikan hanya berpengaruh pada tingkat client dan tidak mempengaruhi sisi server , karena server dan client adalah mesin yang berbeda dan sama-sama bebas. Untuk itu, mesin client harus melakukan operasi mount terlebih dahulu agar remote directory dapat diakses secara transparan.

NFS umumnya menggunakan protokol Remote Procedure Call (RPC) yang berjalan di atas UDP dan membuka port UDP dengan port number 2049 untuk komunikasi antaraclient dan server di dalam jaringan. Client NFS selanjutnya akan mengimpor sistem berkas remote dari server NFS, sementara server NFS mengekspor sistem berkas lokal kepada client.

operasi-operasi yang didukung oleh NFS adalah sebagai berikut:

1.      Mencari berkas di dalam direktori.

2.      Membaca kumpulan direktori.

3.      Memanipulasi link dan direktori.

4.      Mengakses atribut berkas.

5.      Membaca dan menulis berkas.

Beberapa manfaat NFS diantaranya ialah

·         Lokal workstations menggunakan ruang disk lebih kecil

·         Pemakai tidak harus membagi direktori home pada setiap mesin di jaringan

·         Direktori home dapat di set up pada NFS server dan tersedia melalui jaringan

·         Device penyimpanan seperti floppy disk, CDROM drives, dll dapat digunakan oleh mesin lainnya

Kerugian /Kelemahan NFS

·         Desain awal hanya untuk jaringan yang lokal dan tertutup

·         Security

·         Congestion (Traffic yang tinggi bisa menyebabkan akses lambat)

Sistem Operasi Terdistribusi (Bab 4 SISTEM TERDISTRIBUSI)

Sistem operasi (Operating System atau OS) adalah perangkat lunak sistem yang bertugas untuk melakukan kontrol dan manajemen perangkat keras serta operasi-operasi dasar sistem, termasuk menjalankan software aplikasi seperti program-program pengolah kata dan browser web.

Sistem Operasi secara umum terdiri dari beberapa bagian:

1.      Mekanisme Boot, yaitu meletakkan kernel ke dalam memory

2.      Kernel, yaitu inti dari sebuah Sistem Operasi

3.      Command Interpreter atau shell, yang bertugas membaca input dari pengguna

4.      Pustaka-pustaka, yaitu yang menyediakan kumpulan fungsi dasar dan standar yang dapat dipanggil oleh aplikasi lain

5.      Driver untuk berinteraksi dengan hardware eksternal, sekaligus untuk mengontrol mereka.

Komponen Sistem Operasi

Komponen sistem operasi terdiri dari:

1.      Manajemen Proses

2.      Manajemen Memori Utama

3.      Manajemen Berkas

4.      Manajemen Sistem I/O

5.      Manajemen Penyimpanan Sekunder

6.      Sistem Proteksi

7.      Command-Interpreter System

8.      Jaringan

Sistem operasi terdistribusi adalah salah satu implementasi dari sistem terdistribusi, di mana sekumpulan komputer dan prosesor yang heterogen terhubung dalam satu jaringan. Tujuan utamanya adalah untuk memberikan hasil secara lebih, terutama dalam:

– file system

– name space

– Waktu pengolahan

– Keamanan

– Akses ke seluruh resources, seperti prosesor, memori, penyimpanan sekunder, dan perangakat keras.

Manfaat Sistem Operasi Terdistribusi

Sistem operasi terdistribusi memiliki manfaat dalam banyak sistem dan dunia komputasi yang luas. Manfaat-manfaat ini termasuk dalam sharing resource, waktu komputasi dan komunikasi.

1.      Shared Resource

Walaupun perangkat sekarang sudah memiliki kemampuan yang cepat dalam proses-proses komputasi, atau misal dalam mengakses data, tetapi pengguna masih saja menginginkan sistem berjalan dengan lebih cepat. Apabila hardware terbatas, kecepatan yang diinginkan user dapat di atasi dengan menggabung perangkat yang ada dengan sistem DOS.

2.      Manfaat Komputasi

Salah satu keunggulan sistem operasi terdistribusi ini adalah bahwa komputasi berjalan dalam keadaan paralel. Proses komputasi ini dipecah dalam banyak titik, yang mungkin berupa komputer pribadi, prosesor tersendiri, dan kemungkinan perangkat prosesor-prosesor yang lain. Sistem operasi terdistribusi ini bekerja baik dalam memecah komputasi ini dan baik pula dalam mengambil kembali hasil komputasi dari titik-titik cluster untuk ditampilkan hasilnya.

3.      Reliabilitas

Fitur unik yang dimiliki oleh DOS ini adalah reliabilitas. Berdasarkan design dan implementasi dari design sistem ini, maka hilangnya satu node tidak akan berdampak terhadap integritas sistem. Hal ini berbeda dengan PC, apabila ada salah satuhardware yang mengalami kerusakan, maka sistem akan berjalan tidak seimbang, bahkan sistem bisa tidak dapat berjalan atau mati.

4.      Komunikasi

Sistem operasi terdistribusi biasanya berjalan dalam jaringan dan biasanya melayani koneksi jaringan. Sistem ini biasanya digunakan user untuk proses networking. Uses dapat saling bertukar data, atau saling berkomunikasi antara titik baik secara LAN maupun WAN.

Jenis Sistem Operasi Terdistribusi

Beberapa contoh dari sistem operasi terdistribusi ini diantaranya :

1.      Amoeba (Vrije Universiteit). Amoeba adalah sistem berbasis mikro-kernel yang tangguh yang menjadikan banyak workstation personal menjadi satu sistem terdistribusi secara transparan. Sistem ini sudah banyak digunakan di kalangan akademik, industri, dan pemerintah selama sekitar 5 tahun.

2.      Angel (City University of London). Angel didesain sebagai sistem operasi terdistribusi yang pararel, walaupun sekarang ditargetkan untuk PC dengan jaringan berkecepatan tinggi. Model komputasi ini memiliki manfaal ganda, yaitu memiliki biaya awal yang cukup murah dan juga biaya incremental yang rendah.

3.      Chorus (Sun Microsystems). CHORUS merupakan keluarga dari sistem operasi berbasis mikro-kernel untuk mengatasi kebutuhan komputasi terdistribusi tingkat tinggi di dalam bidang telekomunikasi, internetworking, sistem tambahan, realtime, sistem UNIX, supercomputing, dan kegunaan yang tinggi.

4.      GLUnix (University of California, Berkeley). Sampai saat ini, workstation dengan modem tidak memberikan hasil yang baik untuk membuat eksekusi suatu sistem operasi terdistribusi dalam lingkungan yang shared dengan aplikasi yang berurutan.

Proses sistem terdistribusi (Bab 3 SISTEM TERDISTRIBUSI)

Secara tidak langsung, proses merupakan program yang sedang dieksekusi. Silberschatz: suatu proses adalah lebi hdari sebuah kode program, yang terkadang disebut text section.

Thread

Thread adalah sebuah alur kontrol dari sebuah proses. Kontrol thread tunggal ini hanya memungkinkan proses untuk menjalankan satu tugas pada satu waktu. Banyak sistem operasi modern telah memiliki konsep yang dikembangkan agar memungkinkan sebuah proses untuk memiliki eksekusi multi-threads, agar dapat secara terus menerus mengetik dan menjalankan pemeriksaan ejaan didalam proses yang sama, maka sistem operasi tersebut memungkinkan proses untuk menjalankan lebih dari satu tugas pada satu waktu. Suatu proses yang multithreaded mengandung beberapa perbedaan alur kontrol dengan ruang alamat yang sama.

Thread merupakan unit dasar dari penggunaan CPU, yang terdiri dari Thread_ID,program counter, register set, dan stack. Sebuah thread berbagi code section, data section, dan sumber daya sistem operasi dengan Thread lain yang dimiliki oleh proses yang sama. Thread juga sering disebut lightweight process. Sebuah proses tradisional atauheavyweight process mempunyai thread tunggal yang berfungsi sebagai pengendali. Perbedaan antara proses dengan thread tunggal dan proses dengan thread yang banyak adalah proses dengan thread banyak dapat mengerjakan lebih dari satu tugas pada satu satuan waktu.

Keuntungan Thread

Keuntungan dari program yang multithreading dapat dipisah menjadi empat kategori:

·         Responsi: Membuat aplikasi yang interaktif menjadi multithreading dapat membuat sebuah program terus berjalan meski pun sebagian dari program tersebut diblok atau melakukan operasi yang panjang, karena itu dapat meningkatkan respons kepada pengguna. Sebagai contohnya dalam web browseryang multithreading, sebuah thread dapat melayani permintaan pengguna sementara thread lain berusaha menampilkan image.

·         Berbagi sumber daya: thread berbagi memori dan sumber daya dengan threadlain yang dimiliki oleh proses yang sama. Keuntungan dari berbagi kode adalah mengizinkan sebuah aplikasi untuk mempunyai beberapa thread yang berbeda dalam lokasi memori yang sama.

·         Ekonomi: dalam pembuatan sebuah proses banyak dibutuhkan pengalokasian memori dan sumber daya. Alternatifnya adalah dengan penggunaan thread, karena thread berbagi memori dan sumber daya proses yang memilikinya maka akan lebih ekonomis untuk membuat dan context switch thread. Akan susah untuk mengukur perbedaan waktu antara proses dan thread dalam hal pembuatan dan pengaturan, tetapi secara umum pembuatan dan pengaturan proses lebih lama dibandingkan thread. Pada Solaris, pembuatan proses lebih lama 30 kali dibandingkan pembuatan thread, dan context switch proses 5 kali lebih lama dibandingkan context switch thread.

Model-model Multithreading:

·         Model Many-to-One. Model ini memetakan beberapa thread tingkatan pengguna ke sebuah thread. tingkatan kernel. Pengaturan thread dilakukan dalam ruang pengguna sehingga efisien. Hanya satu thread pengguna yang dapat mengaksesthread kernel pada satu saat. Jadi Multiple thread tidak dapat berjalan secara paralel pada multiprosesor. Contoh: Solaris Green Threads dan GNU Portable Threads.

·         Model One-to-One. Model ini memetakan setiap thread tingkatan pengguna ke setiap thread. Ia menyediakan lebih banyak concurrency dibandingkan modelMany-to-One. Keuntungannya sama dengan keuntungan thread kernel. Kelemahan model ini ialah setiap pembuatan thread pengguna memerlukan tambahan thread kernel. Karena itu, jika mengimplementasikan sistem ini maka akan menurunkan kinerja dari sebuah aplikasi sehingga biasanya jumlah threaddibatasi dalam sistem. Contoh: Windows NT/XP/2000 , Linux, Solaris 9.

·         Model Many-to-Many. Model ini memultipleks banyak thread tingkatan pengguna ke thread kernel yang jumlahnya sedikit atau sama dengan tingkatan pengguna. Model ini mengizinkan developer membuat thread sebanyak yang ia mau tetapi concurrency tidak dapat diperoleh karena hanya satu thread yang dapat dijadwalkan oleh kernel pada suatu waktu. Keuntungan dari sistem ini ialah kernel thread yang bersangkutan dapat berjalan secara paralel pada multiprosessor.

Pembatalan Thread (Thread Cancellation)

Thread Cancellation ialah pembatalan thread sebelum tugasnya selesai. Umpamanya, jika dalam program Java hendak mematikan Java Virtual Machine (JVM). Sebelum JVM dimatikan, maka seluruh thread yang berjalan harus dibatalkan terlebih dahulu. Contoh lain adalah di masalah search. Apabila sebuah thread mencari sesuatu dalamdatabase dan menemukan serta mengembalikan hasilnya, thread sisanya akan dibatalkan. Thread yang akan diberhentikan biasa disebut target thread.

Pemberhentian target Thread dapat dilakukan dengan 2 cara:

1.      Asynchronous cancellation. Suatu thread seketika itu juga membatalkan target thread.

2.      Deferred cancellation. Suatu thread secara periodik memeriksa apakah ia harus batal, cara ini memperbolehkan target thread untuk membatalkan dirinya secara terurut.

Penjadwalan Thread

Begitu dibuat, thread baru dapat dijalankan dengan berbagai macam penjadwalan. Kebijakan penjadwalanlah yang menentukan setiap proses, di mana proses tersebut akan ditaruh dalam daftar proses sesuai proritasnya dan bagaimana ia bergerak dalam daftar proses tersebut.

Untuk menjadwalkan thread, sistem dengan model mulithreading many to many ataumany to one menggunakan:

·         Process Contention Scope (PCS). Pustaka thread menjadwalkan thread pengguna untuk berjalan pada LWP (lightweight process) yang tersedia.

·         System Contention Scope (SCS). SCS berfungsi untuk memilih satu dari banyakthread , kemudian menjadwalkannya ke satu thread tertentu(CPU / Kernel).

·         Client – Server

Server adalah komputer yang dapat memberikan service ke client, sedangkan clientadalah komputer yang mengakses beberapa service yang ada di server. Ketika clientmembutuhkan suatu service yang ada di server, dia akan mengirim request kepadaserver lewat jaringan. Jika request tersebut dapat dilaksanakan, maka server akan mengirim balasan berupa service yang dibutuhkan untuk saling berhubungan menggunakan Socket. Socket adalah sebuah endpoint untuk komunikasi didalam jaringan.

Model Client-Server

Ada beberapa model client/server yang penting untuk diketahui. Dimulai dari arsitektur mainframe hingga arsitektur client/server.

·        Arsitektur Mainframe

Pada arsitektur ini, terdapat sebuah komputer pusat (host) yang memiliki sumber daya yang sangat besar, baik memori, processor maupun media penyimpanan. Melalui komputer terminal, pengguna mengakses sumber daya tersebut. Komputer terminal hanya memiliki monitor/keyboard dan tidak memiliki CPU. Semua sumber daya yang diperlukan terminal dilayani oleh komputer host.

·        Arsitektur File Sharing

Pada arsitektur ini komputer server menyediakan file-file yang tersimpan di media penyimpanan server yang dapat diakses oleh pengguna. Arsitektur file sharing memiliki keterbatasan, terutama jika jumlah pengakses semakin banyak serta ukuran file yang di shaing sangat besar. Hal ini dapat mengakibatkan transfer data menjadi lambat. Model ini populer pada tahun 1990-an.

·        Arsitektur Client/Server

Karena keterbatasan sistem file sharing, dikembangkanlah arsitektur client/server. Salah satu hasilnya yaitu berupa software database server yang menggantikan software database berbasis file server. Dikenalkan pula RDBMS (Relational Database Management System). Dengan arsitektur ini, query data ke server dapat terlayani dengan lebih cepat karena yang ditransfer bukanlah file, tetapi hanyalah hasil dari query tersebut. RPC (Remote Procedure Calls) memegang peranan penting pada arsitektur client/server.

·        Model Two-tier

Model Two-tier terdiri dari tiga komponen yang disusun menjadi dua lapisan: client(yang meminta service) dan server (yang menyediakan service). Tiga komponen tersebut yaitu :

·         User Interface, yaitu antar muka program aplikasi yang berhadapan dan digunakan langsung oleh user.

·         Manajemen proses

·         Database

Model ini memisahkan peranan user interface dan database dengan jelas, sehingga terbentuk dua lapisan.

·        Model Three-tier

Pada model ini disisipkan satu layer tambahan diantara user interface tier dan database tier. Tier tersebut dinamakan middle-tier. Middle-Tier terdiri dari bussiness logic dan rules yang menjembatani query user dan database, sehingga program aplikasi tidak bisa mengquery langsung ke database server, tetapi harus memanggil prosedur-prosedur yang telah dibuat dan disimpan pada middle-tier.

·         Agent

Software Agent adalah entitas perangkat lunak yang didedikasikan untuk tujuan tertentu yang memungkinkan user untuk mendelegasikan tugasnya secara mandiri, selanjutnya software agent nantinya disebut agent saja. Agent bisa memiliki ide sendiri mengenai bagaimana menyelesaikan suatu pekerjaan tertentu atau agenda tersendiri.

Karakteristik dari Agen:

1.      Autonomy

2.      Intelligence, Reasoning, dan Learning

3.      Mobility dan Stationary.

4.      Delegation

5.      Reactivity

6.      Proactivity dan Goal-Oriented

7.      Communication and Coordination Capability

Bahasa Pemrograman yang digunakan

Bahasa pemrograman yang dipakai untuk tahap implementasi dari software agent, sangat menentukan keberhasilan dalam implementasi agent sesuai dengan yang diharapkan. Diantaranya yaitu :

1.      Object-Orientedness:

Karena agent adalah berhubungan dengan obyek, bahkan beberapa peneliti menganggap agent adalah obyek yang aktif, maka juga agent harus diimplementasikan kedalam pemrorgaman yang berorientasi obyek (object-oriented programming language).

2.      Platform Independence:

Seperti sudah dibahas pada bagian sebelumnya, bahwa agent hidup dan berjalan diberbagai lingkungan. Sehingga idealnya bahasa pemrograman yang dipakai untuk implementasi adalah yang terlepas dari platform, atau dengan kata lain program tersebut harus bisa dijalankan di platform apapun (platform independence).

3.      Communication Capability:

Pada saat berinteraksi dengan agent lain dalam suatu lingkungan jaringan (network environment), diperlukan kemampuan untuk melakukan komunikasi secara fisik. Sehingga diperlukan bahasa pemrograman yang dapat mensupport pemrograman yang berbasis network dan komunikasi.

4.      Security:

Faktor keamanan (security) adalah factor yang sangat penting dalam memilih bahasa pemrorgaman untuk implementasi software agent. Terutama untuk mobil agent, diperlukan bahasa pemrograman yang mensupport level-level keamanan yang bisa membuat agent bergerak dengan aman.

5.      Code Manipulation:

Beberapa aplikasi software agent memerlukan manipulasi kode program secara runtime, sehingga diperlikan bahasa pemrograman untuk software agent yang dapat menangani masalah runtime tersebut.

Dari karakteristik di atas dapat disimpulkan bahwa bahasa pemrograman yang layak untuk mengimplementasikan software agent adalah sebagai berikut :

·         Java

·         Telescript

·         Tcl/Tk, Safe-Tcl, Agent-Tcl