Arsitektur Sistem Operasi Windows

Sistem Operasi Windows yakni Sistem Operasi yang dikembangkan oleh Microsoft Corporation yang memakai antarmuka dengan berbasikan GUI (Graphical User Interface) atau tampilan antarmuka bergrafis. Sistem operasi Windows telah berevolusi dari MS-DOS, sebuah sistem operasi yang berbasis modus teks dan command-line. Windows versi pertama, Windows Graphic Environment 1.0 pertama kali diperkenalkan pada 10 November 1983 yang dibentuk untuk memenuhi kebutuhan komputer dengan tampilan bergambar.

Microsoft juga membangun suatu sistem operasi yang berbeda arsitekturnya dengan MS-DOS, yaitu Windows NT. Arsitektur windows NT ini menjadi dasar pengembangan sistem operasi Windows NT 3.1 hingga Windows 8 .

1. Arsitektur MS DOS

MS-DOS, abreviasi dari Microsoft Disk Operating System. Arsitektur sistem operasi MS-DOS memakai model struktur monolitik yang konstruksinya tidak terstruktur. Dalam arsitektur ini semua komponen sistem operasi tergabung atau bercampur menjadi satu, semua aktivitas bab (fungsi, prosedure atau sub rutin) sanggup mengakses program-program lainnya.

Pada sistem operasi MS-DOS, antara aplikasi dan sistem operasi tidak ada pemisahan yang jelas, yang menyebabkan mudahnya program-program virus memodifikasi dan merusak sistem operasi MS-DOS. Program aplikasi mempunyai saluran untuk memodifikasi bab sistem operasi (program resident, device driver MS-DOS maupun device driver BIOS).

2. Arsitektur Dasar Windows NT
Sistem operasi windows NT mempunyai memakai model struktur berlapis (layered). Dalam arsitektur ini komponen dalam sistem operasi tidak tergantung dari komponen yang lain, dengan demikian modifikasi atau perubahan dalam satu komponen tidak kuat banyak pada komponen lainnya. Arsitektur Windows NT secara global terdiri dari empat lapisan yaitu:

• Hardware abstraction layer (HAL). lapisan ini memetakan perintah dan jawaban perangkat keras generik menjadi perintah dan jawaban unik platform tertentu ibarat Intel 486 atau Pentium, Motorola PowerPC, atau DEC Alpha. HAL membuat machine system bus, DMA controller, interrupt controller, system timer, dan modul memori.
• Kernel. Kernel mengelola penjadwalan dan context switching, exception handling dan interrupt handling serta multiprocessing synchronization.
• Subsystems. lapisan ini terdiri dari aneka macam ragam modul, fungsi-fungsi spesifik yang memakai layanan-layanan dasar yang disediakan kernel. 
• System services lapisan ini menyediakan antarmuka ke perangkat lunak mode pemakai.

3. Arsitektur Dasar Sistem Operasi Windows Vista, Windows 7, 8

Sistem operasi Windows mempunyai arsitektur yang sangat modular. Setiap fungsi sistem dikelola oleh satu komponen dari sistem operasi. Semua aplikasi mengakses fungsi melalui komponen yang bertanggung jawab memakai antar muka data standar (data standar interfaces). Key sistem hanya sanggup diakses melalui sesuai fungsi. dalam arsitektur modular ini pada prinsipnya setiap modul sanggup dihapus, upgrade, atau diganti tanpa menulis ulang seluruh sistem atau standar aplikasi aktivitas antarmuka (API). Berbagai ragam Kernelmode komponen Windows yakni sebagai berikut:

1. Executive : Berisi dasar layanan sistem operasi, ibarat administrasi memori, proses dan administrasi thread, keamanan, I / O, dan komunikasi interprocess.
2. Kernel : Mengontrol sanksi prosesor (s). Kernel mengelola benang penjadwalan, proses switching, pengecualian dan penanganan interupsi, dan multiprosesor sinkronisasi. Tidak ibarat sisa Eksekutif dan tingkat pengguna, instruksi sendiri Kernel ini tidak berjalan di thread.
3. Hardware Abstraction Layer (HAL) : Maps antara perintah hardware generic dan jawaban dan mereka yang unik untuk platform tertentu. Ini mengisolasi OS dari platform-spesifik hardware differences.The HAL membuat setiap computer sistem bus, memori saluran pribadi (DMA) controller, interrupt controller, system timer, dan modul memori terlihat sama dengan Eksekutif dan Kernel komponen. Hal ini juga menunjukkan tunjangan yang diharapkan untuk multiprocessing simetris (SMP), menjelaskan selanjutnya.
4. Device Driver : Perpustakaan dinamis yang memperluas fungsionalitas dari Eksekutif. Ini termasuk driver perangkat keras yang menerjemahkan pengguna I / O fungsi panggilan ke perangkat hardware tertentu I / O seruan dan komponen perangkat lunak untuk menerapkan sistem file, protokol jaringan, dan setiap ekstensi sistem lainnya yang perlu dijalankan dalam mode kernel.
5. Windowing and Graphics System : Mengimplementasikan pengguna grafis antarmuka (GUI) fungsi, ibarat berurusan dengan windows, antarmuka pengguna kontrol, dan menggambar. Executive Windows termasuk komponen untuk fungsi sistem tertentu dan menyediakan API bagi pengguna-mode software.

Berikut ini yakni deskripsi singkat dari masing-masing dari modul Eksekutif:

1. I/O Manager. Menyediakan kerangka kerja di mana perangkat I / O sanggup diakses untuk aplikasi, dan bertanggung jawab untuk pengiriman ke driver perangkat yang sesuai untuk diproses lebih lanjut. Manajer I / O menerapkan semua Windows I / O API dan keamanan menegakkan dan penamaan untuk perangkat, protokol jaringan, dan file system.
2. Cache Manager. Meningkatkan kinerja berbasis file I / O dengan menyebabkan gres Data file yang direferensikan untuk berada di memori utama untuk saluran cepat, dan dengan menunda disk menulis dengan memegang pembaruan dalam memori untuk waktu yang singkat sebelum mengirim mereka ke disk.
3. Object Manager. Membuat, mengelola, dan menghapus objek Executive Windows dan tipe data abnormal yang dipakai untuk mewakili sumber daya ibarat proses, benang, dan objek sinkronisasi. Ini memaksa aturan seragam untuk mempertahankan, penamaan, dan pengaturan keamanan objek. Manajer objek juga membuat objek menangani, yang terdiri dari gosip kontrol saluran dan pointer ke benda object.Windows dibahas kemudian dalam bab ini.
4. Plug and Play Manager. Menentukan driver yang diharapkan untuk mendukung khususnya perangkat dan beban tersebut driver.
5. Power Manager. Koordinat administrasi daya antara aneka macam perangkat dan sanggup dikonfigurasi untuk mengurangi konsumsi daya dengan mematikan perangkat menganggur, menempatkan prosesor untuk tidur, dan bahkan menulis semua memori ke disk dan menutup ajaran listrik ke seluruh sistem.
6. Security Reference Monitor. Memberlakukan akses-validasi dan audit generasi rules.The Windows model berorientasi objek memungkinkan untuk konsisten dan seragam melihat keamanan, hingga ke entitas fundamental yang membentuk Eksekutif. Dengan demikian, Windows memakai rutinitas yang sama untuk validasi saluran dan untuk Audit menyidik semua benda yang dilindungi, termasuk file, proses, ruang alamat, dan I / O device.
7. Virtual Memory Manager. Mengelola alamat virtual, memori fisik, dan paging file pada disk. Kontrol hardware memori administrasi dan data struktur yang memetakan alamat virtual dalam ruang alamat proses untuk halaman fisik dalam memori komputer.
8. Process/thread Manager. Membuat, mengelola, dan proses menghapus dan thread object.
9. Configuration Manager. Bertanggung jawab untuk melakukan dan mengelola system registry, yang merupakan repositori untuk kedua sistem yang luas dan aneka macam parameter setiap pengaturan user.
10. Local Procedure Call (LPC) Facility. Mengimplementasikan efisien lintas proses Prosedur panggilan mekanisme komunikasi antara proses lokal mengimplementasikan layanan dan subsistem. Serupa dengan panggilan mekanisme remote (RPC) kemudahan yang dipakai untuk pengolahan terdistribusi.

Arsitektur sistem operasi yang dipakai pertama kali oleh microsoft yakni struktur monolitik yang dijumpai dalam MS-DOS. Dalam perkembangannya microsoft memakai arsitektur berlapis yang sanggup dijumpai dalam sistem operasi windows NT. Microsoft juga membuatkan arsitektur sistem operasi dengan sistem modular (berlapis) dan berorientasi obyek. Arsitektur ini sanggup dijumpai dalam sistem operasi windows vista, windows 7 dan windows 8.