soal dan jawaban V-class SO 2

Perangkat Keras I/O
1. Gambarkan diagram dari Interrupt Driven I/O Cycle.
2. Sebutkan langkah-langkah dari transfer DMA!
3. Apakah perbedaan dari polling dan interupsi?
4. Apa hubungan arsitektur kernel yang di-thread dengan implemen tasi interupsi?
#jawab#
1.

 
2. langkahnya:

• Prosesor menyiapkan DMA transfer dengan menyedia kan data-data dari device, operasi yang akan ditampilkan, alamat memori yang menjadi sumber dan tujuan data, dan banyaknya byte yang di transfer.
• DMA controller memulai operasi (menyiapkan bus, menyediakan alamat, menulis dan membaca data), sampai seluruh blok sudah di transfer.
• DMA controller meng-interupsi prosesor, dimana selanjutnya akan ditentukan tindakan berikutnya.

3. polling adalah ketika host mengalami looping yaitu membaca status register secara terus-menerus sampai status busy di-clear. Interupsi dalam teknologi informasi merujuk kepada sebuah permintaan terhadap layanan dari CPU yang dibuat baik secara eksternal oleh sebuah perangkat keras (sebagai contoh: oleh disk drive, atau port I/O) atau secara internal oleh CPU itu sendiri.

4.


Interface Aplikasi I/O
1. Kenapa dibutuhkan interface pada aplikasi I/O?
2. Apa tujuan adanya device driver? Berikan contoh keuntungan yang kita dapatkan dengan adanya hal ini!
#jawab#
1. untuk mempermudah dalam pengaksesan.

2. Tujuan dari adanya lapisan device driver ini adalah untuk menyembunyikan perbedaan-perbedaan yang ada pada device controller dari subsistem I/O pada kernel.
Karena subsistem I/O independen dari hardware maka hal ini akan sangat menguntungkan dari segi pengembangan hardware. Tidak perlu menunggu vendor sistem operasi untuk mengeluarkan support code untuk hardware-hardware baru yang akan dikeluarkan oleh vendor hardware.




Kernel I/O Subsystem
1. Apakah yang dimaksud dengan proses pooling? (jelaskan dengan jelas)
2. Mengapa diperlukan proses pooling?
3. Apakah yang dimaksud dengan buffer?
4. Jelaskan dengan singkat mengenai I/O Scheduling!
#jawab#
1. Busy-waiting/ polling adalah ketika host mengalami looping yaitu membaca status register secara terus-menerus sampai status busy di-clear. Pada dasarnya polling dapat dikatakan efisien. Akan tetapi polling menjadi tidak efisien ketika setelah berulang-ulang melakukan looping, hanya menemukan sedikit device yang siap untuk men-service, karena CPU processing yang tersisa belum selesai.


2. 


3.Buffer adalah area memori yang menyimpan data ketika mereka sedang dipindahkan antara dua device atau antara device dan aplikasi.


4.Untuk menjadualkan sebuah set permintaan I/O, kita harus menetukan urutan yang bagus untuk mengeksekusi permintaan tersebut. Scheduling dapat meningkatkan kemampuan sistem secara keseluruhan, dapat membagi device secara rata di antara proses-proses, dan dapat mengurangi waktu tunggu rata-rata untuk menyelesaikan I/O. Ini adalah contoh sederhana untuk menggambarkan definisi di atas.






Penanganan Permintaan I/O
1. Apakah kegunaan dari Streams pada Sistem V UNIX?
2. Jelaskan lifecycle dari permintaan pembacaan blok!
#jawab#
1. untuk membolehkan aplikasi untuk men-assemble pipeline dari kode driver secara dinamis.


2. Berikut dideskripsikan sebuah lifecycle yang tipikal dari sebuah permintaan pembacaan blok:

• Sebuah proses mengeluarkan sebuah blocking read system call ke sebuah file deskriptor dari berkas yang telah dibuka sebelumnya
• Kode system-call di kernel mengecek parameter untuk kebenaran. Dalam kasus input, jika data telah siap di buffer cache, data akan dikembalikan ke proses dan permintaan I/O diselesaikan.
• Jika data tidak berada dalam buffer cache, sebuah physical I/O akan bekerja, sehingga proses akan dikeluarkan dari antrian jalan (run queue) dan diletakkan di antrian tunggu (wait queue) untuk alat, dan permintaan I/O pun dijadwalkan. Pada akhirnya, subsistem I/O mengirimkan permintaan ke device driver. Bergantung pada sistem operasi, permintaan dikirimkan melalui call subrutin atau melalui pesan in-kernel.
• Device driver mengalokasikan ruang buffer pada kernel untuk menerima data, dan menjadwalkan I/O. Pada akhirnya, driver mengirim perintah ke device controller dengan menulis ke register device control
• Device controller mengoperasikan piranti keras device untuk melakukan transfer data.
• Driver dapat menerima status dan data, atau dapat menyiapkan transfer DMA ke memori kernel. Kita mengasumsikan bahwa transfer diatur oleh sebuah DMA controller, yang meggunakan interupsi ketika transfer selesai.
• Interrupt handler yang sesuai menerima interupsi melalui tabel vektor-interupsi, menyimpan sejumlah data yang dibutuhkan, menandai device driver, dan kembali dari interupsi.
• Device driver menerima tanda, menganalisa permintaan I/O mana yang telah diselesaikan, menganalisa status permintaan, dan menandai subsistem I/O kernel yang permintaannya telah terselesaikan.
• Kernel mentransfer data atau mengembalikan kode ke ruang alamat dari proses permintaan, dan memindahkan proses dari antrian tunggu kembali ke antrian siap.
• Proses tidak diblok ketika dipindahkan ke antrian siap. Ketika penjadwal (scheduler)
  mengembalikan proses ke CPU, proses meneruskan eksekusi pada penyelesaian dari system call.

Performa I/O
1. Gambarkan bagan mengenai komunikasi antar komputer
2. Bagaimana cara meningkatkan efisiensi performa I/O
3. Jelaskan mengenai implementasi dari fungsi I/
#jawab#
1.

2. cara meningkatkan perfoma I/O

• Menurunkan jumlah alih konteks.
• Mengurangi jumlah pengkopian data ke memori ketika sedang dikirimkan antara device dan aplikasi.
• Mengurangi frekuensi interupsi, dengan menggunakan ukuran transfer yang besar, smart controller, dan polling.
• Meningkatkan concurrency dengan controller atau channel yang mendukung DMA.
• Memindahkan kegiatan processing ke perangkat keras, sehingga operasi kepada device controller dapat berlangsung bersamaan dengan CPU.
• Menyeimbangkan antara kinerja CPU, memory subsystem, bus, dan I/O.

3. Pada dasarnya kita mengimplementasikan algoritma I/O pada level aplikasi. Hal ini dikarenakan kode aplikasi sangat fleksible, dan bugs aplikasi tidak mudah menyebabkan sebuah sistem crash. Lebih lanjut, dengan mengembangkan kode pada level aplikasi, kita akan menghindari kebutuhan untuk reboot atau reload device driver setiap kali kita mengubah kode. Implementasi pada level aplikasi juga bisa sangat tidak efisien. Tetapi, karena overhead dari alih konteks dan karena aplikasi tidak bisa mengambil keuntungan dari struktur data kernel internal dan fungsionalitas dari kernel (misalnya, efisiensi dari kernel messaging, threading dan locking.



Struktur Disk
1. Sebutkan bagian-bagian dari disk
2. Apa keuntungan penggunaan pemetaan pada disk?
#jawab#
1. Disk menyediakan penyimpanan sekunder bagi sistem komputer modern. Magnetic tape sebelumnya digunakan sebagai media penyimpanan sekunder, tetapi waktu aksesnya lebih lambat dari disk. Oleh karena itu, sekarang tape digunakan terutama untuk backup, untuk penyimpanan informasi yang tidak sering, sebagai media untuk mentransfer infromasi dari satu sistem ke sistem yang lain, dan untuk menyimpan sejumlah data yang terlalu besar untuk sistem disk.

2. Dengan menggunakan pemetaan, kita dapat minimal dalam teori mengubah sebuah nomor blok logikal ke sebuah alamat disk yang bergaya lama (old-style disk address) yang terdiri atas sebuah nomor silinder, sebuah nomor trek di silinder tersebut, dan sebuah nomor sektor di trek tersebut.

soal dan jawaban V-class SO !

Soal-Soal Sistem Berkas:

Sebutkan macam-macam atribut pada berkas!
# jawab

• Nama; merupakan satu-satunya informasi yang tetap dalam bentuk yang bisa dibaca oleh manusia (human-readable form)
• Type; dibutuhkan untuk sistem yang mendukung beberapa type berbeda
• Lokasi; merupakan pointer ke device dan ke lokasi berkas pada device tersebut
• Ukuran (size); yaitu ukuran berkas pada saat itu, baik dalam byte, huruf, atau pun blok
• Proteksi; adalah informasi mengenai kontrol akses, misalnya siapa saja yang boleh membaca, menulis, dan mengeksekusi berkas
• Waktu, tanggal dan identifikasi pengguna; informasi ini biasanya disimpan untuk:

Operasi apa sajakah yang dapat diterapkan pada sebuah berkas?
#jawab

• Membuat berkas
• Menulis berkas
• Membaca berkas
• Menempatkan kembali berkas
• Menghapus berkas
• Memmendekan berkas

Sebutkan informasi yang terkait dengan pembukaan berkas!
#jawab

• Penunjuk berkas
• Pneghitung berkas yang terbuka
• Lokasi berkas pada disk

Sebutkan dan jelaskan metode alokasi pada sistem berkas!
#jawab

 Alokasi Secara Berdampingan (Contiguous Allocation)
Metode ini menempatkan setiap berkas pada satu himpunan blok yang berurut di dalam disk. Alamat disk menyatakan sebuah urutan linier. Dengan urutan linier ini maka head disk hanya bergerak jika mengakses dari sektor terakhir suatu silinder ke sektor pertama silinder berikutnya. Waktu pencarian (seek time) dan banyak disk seek yang dibutuhkan untuk mengakses berkas yang di alokasi secara berdampingan ini sangat minimal. Contoh dari sistem operasi yang menggunakan contiguous allocation adalah IBM VM/ CMS karena pendekatan ini menghasilkan performa yang baik.


Alokasi Secara Berangkai (Linked Allocation)
Metode ini menyelesaikan semua masalah yang terdapat pada contiguous allocation. Dengan metode ini, setiap berkas merupakan linked list dari blok-blok disk, dimana blok-blok disk dapat tersebar di dalam disk. Setiap direktori berisi sebuah penunjuk (pointer) ke awal dan akhir blok sebuah berkas. Setiap blok mempunyai penunjuk ke blok berikutnya. Untuk membuat berkas baru, kita dengan mudah membuat masukan baru dalam direktori. Dengan metode ini, setiap direktori masukan mempunyai penunjuk ke awal blok disk dari berkas. Penunjuk ini diinisialisasi menjadi nil (nilai penunjuk untuk akhir dari list) untuk menandakan berkas kosong. Ukurannya juga diset menjadi 0. Penulisan suatu berkas menyebabkan ditemukannya blok yang kosong melalui sistem manajemen ruang kosong (free-space management system), dan blok baru ini ditulis dan disambungkan ke akhir berkas.

Alokasi Dengan Indeks (Indexed Allocation)
Metode alokasi dengan berangkai dapat menyelesaikan masalah fragmentasi eksternal dan pendeklarasian ukuran dari metode alokasi berdampingan. Bagaimana pun tanpa FAT, metode alokasi berangkai tidak mendukung keefisiensian akses langsung, karena penunjuk ke bloknya berserakan dengan bloknya didalam disk dan perlu didapatkan secara berurutan. Metode alokasi dengan indeks menyelesaikan masalah ini dengan mengumpulkan semua penunjuk menjadi dalam satu lokasi yang dinamakan blok indeks (index block). Setiap berkas mempunyai blok indeks, yang merupakan sebuah larik array dari alamat-alamat disk-blok. Direktori mempunyai alamat dari blok indeks. Ketika berkas dibuat, semua penunjuk dalam blok indeks di set menjadi nil. Ketika blok ke-i pertama kali ditulis, sebuah blok didapat dari pengatur ruang kosong free-space manager dan alamatnya diletakkan ke dalam blok indeks ke-i. Metode ini mendukung akses secara langsung, tanpa mengalami fragmentasi eksternal karena blok kosong mana pun dalam disk dapat memenuhi permintaan ruang tambahan. Tetapi metode ini dapat menyebabkan ada ruang yang terbuang. Penunjuk yang berlebihan dari blok indeks secara umum lebih besar dari yang terjadi pada metode alokasi berangkai.

Sebutkan dan jelaskan operasi pada direktori?
#jawab

• Mencari berkas, kita dapat menemukan sebuah berkas didalam sebuah struktur direktori
• Membuat berkas, kita dapat membuat berkas baru dan menambahkan berkas tersebut kedalam direktori
• Menghapus berkas, apabila berkas sudah tidak diperlukan lagi, kita dapat menghapus berkas tersebut dari direktori.
• Menampilkan isi direktori, kita dapat menampilkan seluruh berkas dalam direktori, dan kandungan isi direktori untuk setiap berkas dalam daftar tersebut.
• Mengganti nama berkas, karena nama berkas merepresentasikan isi dari berkas kepada user, maka user dapat merubah nama berkas ketika isi atau penggunaan berkas berubah. Perubahan nama dapat merubah posisi berkas dalam direktori.
• Melintasi sistem berkas, ini sangat berguna untuk mengakses direktori dan berkas didalam struktur direktori.

Sebutkan dan Jelaskan tentang tipe akses pada berkas?
#jawab

• Read: Membaca dari berkas
• Write: Menulis berkas
• Execute: Meload berkas kedalam memori untuk dieksekusi.
• Append: Menambahkan informasi kedalam berkas di akhir berkas
• Delete: Menghapus berkas.
• List: Mendaftar properti dari sebuah berkas.
• Rename: Mengganti nama sebuah berkas.
• Copy: Menduplikasikan sebuah berkas.
• Edit: Mengedit sebuah berkas.

Sebutkan dan jelaskan bagaimana cara mengatur free space?
#jawab
Setiap direktori berisi sebuah penunjuk (pointer) ke awal dan akhir blok sebuah berkas. Setiap blok mempunyai penunjuk ke blok berikutnya. Untuk membuat berkas baru, kita dengan mudah membuat masukan baru dalam direktori. Dengan metode ini, setiap direktori masukan mempunyai penunjuk ke awal blok disk dari berkas. Penunjuk ini diinisialisasi menjadi nil (nilai penunjuk untuk akhir dari list) untuk menandakan berkas kosong. Ukurannya juga diset menjadi 0. Penulisan suatu berkas menyebabkan ditemukannya blok yang kosong melalui sistem manajemen ruang kosong (free-space management system), dan blok baru ini ditulis dan disambungkan ke akhir berkas.

Bagaimanakah implementasi dari sebuah direktori dalam disk
#jawab
dengna menggunakan  metode linear list dan hash table

Sebutkan keunggulan dari sistem berkas dalam UNIX dengan sistem berkas pada WINDOWS?
#jawab

• Bersifat case sensitive
• Tidak menggunakan drive letter

Bagaimanakah langkah-langkah dalam proses back-up?