Kernel
Pengertian
Dalam sebuah perangkat komputer, kernel merupakan komponen inti dari Sistem Operasi yang berjalan dalam perangkat tersebut. Kernel bertugas untuk mengatur pembagian sumber daya sistem : komunikasi antara komponen hardware dan software.
Kernel menghubungkan antara software aplikasi dan hardware komputer. Ia menyediakan abstraction layer pada level terendah untuk resource-resource seperti memori, prosesor dan perangkat I/O di mana suatu software aplikasi harus mengontrol resource-resource tersebut agar dapat berfungsi. Kernel mampu menyediakan fasilitas seperti ini bagi proses-proses aplikasi melalui mekanisme IPC (Inter Process Communication) dan System call.
Gambar 1. Kernel merupakan penghubung antara aplikasi dengan hardware
Abstraction Layer adalah suatu cara untuk menyembunyikan detail implementasi dari sekumpulan fungsi. Model software yang menggunakan layer-layer abstraaction seperti ini misalnya model OSI layer untuk protokol jaringan komputer serta library grafik pada OpenGL.
Gambar 2. Desain arsitektur komputer sebagai rangkaian abstraction layer
Fasilitas Dasar yang disediakan oleh Kernel
Tujuan utama dari adanya kernel adalah untuk mengatur pembagian sumbersumber daya dan program mana yang boleh mengakses dan menggunakan sumber daya tersebut.
Pada umumnya, sumber daya tersebut antara lain adalah CPU, memori dan Perangkat I/O
- Central Processing Unit (CPU). Sebagai bagian utama komputer, CPU bertugas dalam mengeksekusi program atau proses. Dalam hal ini, kernel bertugas menentukan setiap saat berapa banyak program yang harus dialokasikan ke CPU.
- Memori Komputer. Memori digunakan untuk menyimpan instruksi program dan juga data. Keduanya dibutuhkan oleh memori agar suatu program dapat dieksekusi. Biasanya beberapa program akan berusaha mengakses meori, bahkan seringkali meminta memori melebihi yang dimiliki komputer. Di sinilah kernel bertugas untuk menentukan porsi pemakaian memori yang dapat dipakai oleh tiap program dan menentukan apa yang akan dikerjakan ketika tidak cukup tersedia memori.
- Perangkat I/O. Beberapa perangkat I/O yang umumnya dipakai, misalnya: keyboard, mouse, monitor, Hard Disk, printer, scanner, dsb. Kernel melanjutkan request dari suatu aplikasi yang ingin melakukan suatu aksi I/O kepada perangkat yang sesuai dan menyediakan metode yang sesuai untuk memakai perangkat tersebut.
Beberapa desain Kernel
Sebuah kernel sistem operasi tidak harus ada dan dibutuhkan untuk menjalankan sebuah komputer. Program dapat langsung dijalankan secara langsung di dalam sebuah mesin (contohnya adalah CMOS Setup) sehingga para pembuat program tersebut membuat program tanpa adanya dukungan dari sistem operasi atau hardware abstraction. Cara kerja seperti ini, adalah cara kerja yang digunakan pada zaman awal-awal dikembangkannya komputer (pada sekitar tahun 1950). Kerugian dari diterapkannya metode ini adalah pengguna harus melakukan reset ulang komputer tersebut dan memuatkan program lainnya untuk berpindah program, dari satu program ke program lainnya. Selanjutnya, para pembuat program tersebut membuat beberapa komponen program yang sengaja ditinggalkan di dalam komputer, seperti halnya loader atau debugger, atau dimuat dari dalam ROM (Read-Only Memory). Seiring dengan perkembangan zaman komputer yang mengalami akselerasi yang signifikan, metode ini selanjutnya membentuk apa yang disebut dengan kernel sistem operasi.
Gambar3. Beberapa desain kernel sistem operasi
Selanjutnya, para arsitek sistem operasi mengembangkan kernel sistem operasi yang pada akhirnya terbagi menjadi empat bagian yang secara desain berbeda, sebagai berikut: ·
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. ·
-Microkernel.
Microkernel menyediakan sedikit saja dari abstraksi perangkat keras dan menggunakan aplikasi yang berjalan di atasnya—yang disebut dengan server—untuk melakukan beberapa fungsionalitas lainnya. ·
-Hybrid kernel.
Hybrid kernel adalah pendekatan desain microkernel yang dimodifikasi. Pada hybrid kernel, terdapat beberapa tambahan kode di dalam ruangan kernel untuk meningkatkan performanya. ·
-Exokernel.
Exokernel menyediakan hardware abstraction secara minimal, sehingga program dapat mengakses hardware secara langsung. Dalam pendekatan desain exokernel, library yang dimiliki oleh sistem operasi dapat melakukan abstraksi yang mirip dengan abstraksi yang dilakukan dalam desain monolithic kernel.
