Pembahasan Kernel - Linux

Pengertian Kernel

Kernel adalah suatu perangkat lunak yang menjadi bagian utama dari sebuah sistem operasi komputer, tugasnya yakni melayani bermacam-macam program aplikasi untuk mengakses perangkat keras “hardware” komputer secara aman.

Ada juga definisi kernel yang lainnya ialah suatu perangkat lunak yang membuat komunikasi atau mediator antara aplikasi dan perangkat keras “hardware” yang menyediakan pelayanan sistem seperti pengaturan memori untuk proses yang sedang berjalan, pengaturan file, pengaturan input-output dan masih banyak lagi fungsi tambahan yang lainnya. Jadi intinya adalah kernel merupakan suatu penghubung antara software dan hardware.

Fungsi Kernel

1. Fungsi utama sebuah kernel adalah mengelola segala sumber daya yang terdapat dalam komputer dan memungkinkan software/aplikasi lain menjalankan dan menggunakan sumber daya tersebut.
2. Melayani software agar dapat mengakses hardware pada sistem komputer secara aman
3. Dapat mengatur kapan dan berapa lama waktu yang digunakan sebuah aplikasi ketika menggunakan bagian dari hardware sebuah komputer. Proses ini disebut dengan Multiplexing
4. Berfungsi sebagai pembantu dan pendukung dari sebuah aplikasi agar dapat mengeksekusi fitur abstraksi
5. Kernel mempunyai akses secara penuh terhadap ingatan sebuah sistem sehingga kernel berperan dalam menyediakan cara-cara untuk membenarkan userland suatu software/aplikasi dalam mengakses memori dengan benar dan aman.
6. Kernel sebagai shell yakni software yang dijadikan sebagai alat penghubung antara user dan sistem operasi. Shell akan membaca segala macam perintah user/pengguna, memahaminya sebagai perintah untuk dijalankan, memanipulasi berbagai macam kegagalan dan memberikan output sesuai dengan perintah pengguna. Shell juga dikenal sebagai command line interface.
7. Kernel dapat mengimplementasikan sekumpulan abstraksi perangkat keras. Abstraksi tersebut adalah cara untuk menyembunyikan kompleksitas serta akses terhadap perangkat keras menjadi lebih mudah dan seragam. Abstraksi ini akan memudahkan pekerjaan dari seorang programmer.

Cara Kerja Sebuah Kernel

1. Proses Manajemen

Proses manajemen ini merupakan sebuah bagian yang mengatur sebuah proses keluar/masuk antara software atau aplikasi di dalam komputer. 

2. Memori Manajemen

Maksudnya bahwa pengaturan penggunaan sebuah memori oleh beberapa aplikasi akan diatur oleh kernel. Kernel juga akan mengatur penggunaan memori dan penggunaan addressing.

3. Device Manajemen

Device manajemen berperan sebagai jembatan penggunaan hardware pada sistem operasi komputer sehingga hardware akan dikenali oleh software/aplikasi dan juga dikenali oleh sistem operasi yang berjalan pada komputer tersebut.

5. System Call

Pada system call ini, kernel akan mengatur hubungan antara sebuah software atau aplikasi dengan hardware. 

Jenis Jenis Kernel

1.    Kernel Monolitik

      Merupakan kernel yang mengintegrasikan banyak fungsi di dalam kernel dan menyediakan lapisan abstraksi perangkat keras penuh terhadap perangkat keras yang berada dibawah sistem operasi.

2.    Kernel Microkernel

Merupakan kernel yang menyediakan hanya sekumpulan kecil dari abstraksi perangkat keras sederhana dan menggunakan aplikasi-aplikasi yang disebut dengan server untuk menyediakan fungsi-fungsi lainnya.

3.    Kernel Hybrid

      Merupakan kernel yang persis atau mirip dengan microkernel akan tetapi ia juga memasukkan beberapa kode atau tambahan kode di dalam ruangan kernel supaya ia menjadi lebih cepat atau untuk meningkatkan performanya.

4.    Kernel Exokernel

Merupakan kernel yang tidak menyediakan sama sekali abstraksi perangkat keras, akan tetapi ia menyediakan sekumpulan library yang menyediakan fungsi akses ke perangkat keras “hardware” secara langsung atau hampir-hampir langsung.

Konsep Kernel

Kernel adalah jembatan antara hardware dan aplikasi-aplikasi yang menerjemahkan bahasa software sehingga mampu dimengerti oleh hardware dan hardware akan segera memprosesnya sesuai dengan permintaan. Akibatnya hal tersebut memungkinkan pengguna untuk menggunakan atau bekerja dengan komputernya melalui software. Hal-hal yang dilakukan oleh Kernel :

• Interrupt handler, yang mampu menangani I/O request
• Memory management untuk melakukan hal-hal tersebut, beberapa orang/kelompok mempunyai pertimbangan dan arahan pengembangan yang berbeda. Hal ini yang menyebabkan Operating System muncul dalam berbagai jenis, seperti :
• Windows 3.11 dengan metoda non pre-emptive multitasking yang kemudian dikembangkan dalam Windows 9x menjadi Pre-Emptive MultiTasking.
• Windows yang menggunakan Driver untuk mengakses hardware, berbeda dengan Unix lainnya yang memasukkannya ke dalam kernel. Linux, MacOS dan BeOS adalah hibrid dari dua konsep ini, sebagian (yang esensial) dimasukkan ke dalam kernel dan sisanya dijadikan module-module (karena tidak semua komputer perlu/sama).

Struktur Kernel

1.    Penjadwal Proses (Process Scheduler), bertanggung jawab mengatur proses dalam mengakses CPU, memastikan bahwa masing-masing proses memperoleh sumber daya yang layak, dan memastikan bahwa hardware akan bereaksi berdasarkan perintah kernel tepat pada waktunya.

2.    Manajer Memori (Memory Manager), mengatur beberapa proses saling berbagi memori secara aman, dan bahkan mendukung penggunaan memori lebih besar dari pada memori fisik.

3.    File Sistem Virtual (Virtual File Systems), mengabstrasikan semua device ke dalam file sistem yang dikenal. Bahkan sebagai tambahan, VFS juga mendukung file sistem dari sistem operasi lain.

4.    Interface Jaringan (Network Interface), memberikan akses kepada beberapa standar jaringan dan berbagai macam hardware jaringan.

5.    Komunikasi Antar Proses (Inter Process Communication), mengatur mekanisme komunikasi proses satu dengan lainnya.