Pada tahun 1991 seorang mahasiswa lulusan dari Universitas Helsinki dari Finlandia mulai menulis sistem operasi gratis (free operating system) sebagai hobi. Sebuah hobi yang kelak akan menjadi sejarah besar kemajuan peradaban teknologi.
Linus Torvald mengawali pembangunan UNIX like kernel untuk IBM PC (Intel 80386) Architecture [1]. Sebuah personal computer zaman dulu :
Pengembangan awal dilakukan pada tahun 1991, di tahun itu linux pertama kali di posting melalui internet, pembangunan linux kernel melalui proses yang panjang dan rumit.
Pengembangan linux kernel bisa terwujud berkat kolaborasi para ahli yang dikendalikan secara terpusat oleh Linus Torvald. Kontribusi kode dari para ahli di atasi menggunakan sebuah mailing list yaitu LKML (Linux Kernel Mailing List).
Linus berkontribusi besar dalam meningkatkan kualitas linux agar bisa up-to-date dengan berbagai pengembangan hardware device dan berkoordinasi dengan ribuan para ahli lainnya untuk mengembangkan linux dari seluruh dunia.
Selama bertahun-tahun para pengembang berhasil membuat linux tersedia di beberapa arsitektur seperti Hewlett-packard Alpha, Intel’s Itanium, AMD’s AMD64, PowerPC dan IBM’s zSeries.
Sistem operasi yang dibuat bersifat open source dan menjadi proyek open source terbesar dalam sejarah dunia software engineering. Project open source tersebut kini dikenal dengan sebutan linux.
Open Source artinya kode pemrogramannya tersedia untuk publik, sehingga kita dapat melihat kode pemrogrammannya dan memodifikasinya sesuai kebutuhan kita. Kita juga bisa ikut mengembangkan kode pemrograman tersebut agar bisa menjadi lebih baik dan dapat digunakan oleh orang lain dalam satu codebase.
Closed Source adalah sebuah project yang kode pemrogramannya bersifat privat, tidak tersedia untuk publik karena memiliki nilai komersil.
OS Linux bersifat open source dan OS Windows bersifat closed source.
Kernel adalah inti dari sebuah sistem operasi, yang menjadi layer perantara antara software dan hardware. Kernel melayani permintaan (request) dari sebuah aplikasi (arbitrary application) agar bisa berinteraksi dengan hardware.
Pada gambar di atas, pada user level seorang pengguna akan berinteraksi dengan sebuah application, sebuah application dapat memberikan perintah pada kernel.
Misal, kernel harus berinteraksi dengan hardisk, maka harus ditentukan path mana yang akan digunakan untuk menyalin data dari disk ke memory. Kernel juga bisa dikatakan sebagai sebuah library yang menyediakan berbagai perintah untuk mengelola sistem.
Kernel akan dimuat kedalam RAM saat system boots dan memiliki banyak sekali procedure yang digunakan untuk membuat sistem dapat beroperasi. Setelah kernel dimuat kedalam RAM, service bisa disediakan untuk sistem dan user. Beberapa servis berjalan diluar lingkup kernel space.
Ada 2 arsitektur pengembangan kernel yang dominan yaitu kernel secara :
- Monolithic dan
- Microkernel.
Sebagian besar UNIX-kernel menggunakan arsitektur monolithic, begitu juga Linux Kernel yang dibangun Linus Torvald juga di desain secara monolithic.
Monolithic kernel artinya seluruh fungsionalitas sebuah sistem operasi secara virtual direpresentasikan dalam sebuah block of code tunggal dan berjalan sebagai process tunggal dengan address space tunggal.
Monolithic kernel adalah konsep tradisional yang sudah lama digunakan, pada monolithic kernel seluruh subsystem seperti memory management, file management dan device driver tersimpan dalam satu codebase tunggal.
Sebagai process tunggal monolithic kernel memiliki internal data structure dan routines yang dapat digunakan untuk memberikan berbagai fungsionalitas.
Monolithic kernel memiliki keunggulan secara performance dibandingkan dengan microkernel. Linux Kernel didesain menggunakan arsitektur monolithic kernel dan telah mendukung konsep Dynamic Linking.
Dengan Dynamic Linking sekumpulan modules dengan kernel code dapat dimuat dan dicabut kedalam kernel kapan saja dalam keadaan runtime. Pemasangan modules untuk memberikan tambahan fungsionalitas.
//todo
Secara technical, linux adalah sebuah UNIX-like Kernel. Linux sebagai UNIX-like kernel tidak menyediakan komponen lainnya yang dapat membentuk sebuah sistem operasi yang utuh.
Untuk menjadi sebuah sistem operasi yang utuh linux kernel memerlukan komponen lainnya seperti core utilities, text-editor, compiler, user interface, dan sebagainya.
Namun karena semua komponen tersebut tersedia secara free dengan lisensi GPL pada akhirnya siapapun dapat menggunakan linux kernel untuk membuat sebuah sistem operasi yang disebut dengan linux.
Linux Kernel atau UNIX-like kernel yang dikembangkan Linus Torvald dibangun menggunakan GNU Toolchain. Linus Torvald menulis kernel pertama, sambil membaca buku yang berjudul The Design of UNIX Operating System.
Saat linux kernel mencapai versi 2.6, linux kernel sudah sesuai dengan kaidah IEEE POSIX Standard. Artinya setiap UNIX Program dapat dikompilasi dan dieksekusi dalam lingkungan linux system.
Untuk mendukung pembangunan Modern Operating System, Linux Kernel mendukung fitur-fitur seperti virtual memory, virtual filesystem, lightweight processes, unix signals, SVR4 interprocess communications, symmetric multiprocessor system dan masih banyak lagi.
Saat ini tepatnya pada tahun 2021, Linux kernel telah mencapai versi 5.11 dengan 30 juta baris code lebih.
Sebagai catatan, selain Linux-kernel yang dibuat Linus Torvald juga terdapat alternatif open source UNIX Kernel lainnya seperti :
- FreeBSD
- NetBSD
- OpenBSD
Linux sebenarnya adalah sebuah kernel, bukan sebuah sistem operasi yang siap digunakan.
Untuk menyempurnakan linux agar menjadi sebuah sistem operasi yang dapat digunakan, kita memerlukan sekumpulan program (bundling program) yang kita kenal sebagai distribution.
Saat ini terdapat ratusan linux distribution yang dapat anda pantau di :
Ada berbagai distribution masing-masing memiliki tujuan, untuk tujuan umum kita dapat menggunakan Ubuntu, untuk riset STEM menggunakan Pop!OS, untuk keamanan dan pentesting dapat menggunakan kali linux dan sebagainya.
Karena linux bersifat free dan open source siapapun dapat membangun versi distributionnya sendiri. Selain free & open source linux distribution juga terdapat versi linux distribution komersil untuk enterprise seperti red hat enterprise linux server.
Unix adalah sebuah sistem operasi yang di kembangkan di AT&T Bell Labs sejak tahun 70an oleh Ken Thompson, Dennis Ritchie dan kawan-kawan. Awalnya ditulis menggunakan bahasa assembly, selanjutnya ditulis ulang ditulis menggunakan bahasa C.
Pengembangan sistem operasi UNIX memberikan kemajuan terkait teori-teori bagaimana cara mendesain sistem operasi yang baik dan teori-teori software engineering, seperti konsep modularity dan reusability untuk pembangunan sistem operasi.
Pada akhir tahun 70an sampai 80an UNIX menjadi pusat kajian didunia penelitian, akademi, hingga tumbuhnya perkembangan sistem operasi UNIX untuk tujuan komersil dan bisnis.
Awalnya UNIX bersifat closed source, lisensi source code bisa didapatkan dengan cara melakukan perjanjian dengan pemiliknya yaitu AT&T. Lisensi pertama UNIX dijual pertama kali untuk University of Illinois sekitar tahun 1975.
Pengembangan UNIX terus berlanjut hingga pada tahun 1979 Berkeley Software Distribution (BSD) dipublikasikan dengan tambahan program yang kini sangat populer oleh Bill Joy. Program tersebut adalah vi dan C Shell.
BSD menjadi salah satu popular branch dalam UNIX family dan terdapat fenomena menarik yaitu UNIX War, terjadi pada tahun akhir 80an sampai dengan awal 90an. UNIX war adalah kompetisi antar vendor menawarkan UNIX Computer.
Kompetisi tersebut memberikan kemajuan pada peradaban sistem operasi komputer, standarisasi sistem operasi yang baik dan benar jadi arus utama. Pada tahun 1988, POSIX Standard lahir.
POSIX (Portable Operating System Interface) standard membantu pengembang software agar dapat memastikan program yang dibangun dapat di port ke sistem operasi UNIX lainnya.
POSIX membangun bahasa universal terkait bagaimana cara berinteraksi dengan API (Application Programming Interface).
Meskipun source code UNIX tersedia namun ukurannya sangat besar dan rumit dalam konteks usaha untuk memahami. Seseorang kemungkinan akan memahami kesulitan untuk mempelajari source code UNIX.
Andrew S Tanenbaum berusaha membangun sebuah UNIX-like system yang lebih mudah difahami, dengan cara membangun versi minimum yang dapat dijadikan sebagai kerangka dasar agar mudah difahami.
Sistem terdiri dari 11.800 baris bahasa C & 800 baris bahasa assembly yang dipublikasikan sekitar tahun 1987. Secara fungsionalitas hampir setara dengan UNIX pada versi ke 7.
MINIX adalah UNIX-like system yang dibangun pertama kali dengan pendekatan arsitektur microkernel.
Kernel terdiri dari 1600 baris bahasa C dan 800 baris bahasa assembly. Pembangunan dilakukan untuk komputer dengan arsitektur 8088, sehingga untuk membangun I/O Device driver diperlukan 2900 baris bahasa C, 5.100 baris bahasa C untuk file system dan 2.200 baris bahasa C untuk memory manager.
Kelebihan dari desain microkernel dari monolithic kernel adalah kemudahan untuk difahami dan dipelihara karena strukturnya yang modular. Kekurangannya adalah performance akan berjalan rendah akibat aktivitas switching antara user mode dan kernel mode.
MINIX didesain seminimal mungkin sehingga untuk dunia akademia dapat dimanfaatkan agar para mahasiswa-mahasiswi bisa mempelajarinya dalam kurun waktu satu semester.
Jika sebuah sistem operasi di desain mirip dengan UNIX maka disebut dengan UNIX-Like Operating System.
Ciri dari sistem operasi UNIX adalah :
-
Kernel
Core sistem operasi
-
Shell
Sebuah program interpreter yang dapat menerjemahkan perintah yang diberikan oleh user. Baik sistem operasi UNIX dan UNIX-like tersedia beberapa shell seperti sh (Bourne Shell), bash (Bourne again shell), csh (C Shell), tcsh (TENEX C Shell), ksh (Korn Shell) dan zsh (Z Shell).
-
Filesystem
Baik sistem operasi UNIX dan UNIX-like menyediakan struktur directory yang bersifat hierarchy dan segala sesuatunya diperlakukan sebagai file.
-
Development Environment
Baik sistem operasi UNIX dan UNIX-like menyediakan tools dan libraries untuk menulis, melakukan kompilasi, dan debugging menggunakan bahasa C & C++.
-
Command
Baik sistem operasi UNIX dan UNIX-like menyediakan standard utilities yang menjadi core untuk editting text, membuat file, manajemen program, process dan membaca data sistem dan user.
-
Documentation
Sebuah manual book untuk mendapatkan informasi lebih lanjut terkait perintah, system calls dan libraries yang tersedia dalam sistem operasi.
GNU bukanlah UNIX, GNU (GNU is Not Unix). GNU atau The GNU Project adalah proyek pembangunan sistem operasi berbasis Unix-like yang bersifat free software. Project ini telah dimulai sejak tahun 1984.
Terminologi Free Software mengacu pada kebebasan (Freedom) bukan harga atau nilai moneter (price). Kebebasan (Freedom) disini bermakna luas, bebas menjalankan software, menyalin, mendistribusikan dan memodifikasi source code dari software tersebut.
Kebebasan disini juga bermakna kita bisa saja membayar atau tidak membayar sama sekali untuk setiap penggunaan GNU Software. Tergantung kesepakatan antara penyedia GNU Software dan pihak yang membutuhkan.
Pada Tahun 1971, Richard Stallman memulai karirnya di MIT bekerja di dalam grup yang menggunakan free software secara berlebihan sehingga menimbulkan ketergantungan.
Pada masa itu perusahaan-perusahaan komputer sering mendistribusikan free software dan para programmer juga secara bebas untuk berkolaborasi dengan programmer lainnya.
Namun pada tahun 80an, hampir sebagian besar software bersifat proprietary yang artinya sebuah software ada pemiliknya secara legal, ada usaha privatisasi. Hal ini yang menjadi driver lahirnya The GNU Project.
Sistem operasi yang bersifat free software menjadi kunci fundamental yang harus diperjuangkan, agar pengguna tidak selalu bergantung pada sistem operasi yang bersifat proprietary software.
Richard Stallman dan kawan-kawan berusaha membuat sistem operasi yang kompatibel dengan sistem operasi UNIX. Dikarenakan sistem operasi UNIX secara desain sudah di anggap proven.
Compatibility menjadi poin penting agar pengguna dapat melakukan switching dari sistem operasi UNIX ke GNU dan dari GNU ke UNIX dengan mudah.
Pada tahun 1985 Richard Stallman membangun Free Software Foundation (FSF). Tujuan dari Free Software Foundation (FSF) adalah membantu membiayai pembangunan sistem operasi GNU yang mirip dengan UNIX (UNIX-like Operating System).
Pendanaan diperlukan sebagai insentif karena ada banyak sekali komponen yang harus dibangun seperti kernel, compiler, editor, graphical interface, text-formatter, libraries, games dan sebagainya.
Pada tahun 1990 seluruh komponen untuk membuat sistem operasi berhasil dibangun kecuali satu komponen yaitu kernel. Pada tahun 1991 Linus Torvald berhasil membangun sebuah kernel yang mirip dengan UNIX (UNIX-like kernel), kernel tersebut diberi nama linux.
Hadirnya linux kernel menjadi poin penting dalam sejarah karena mengisi komponen yang hilang dalam pembentukan sistem operasi. Kombinasi dari GNU system dan linux kernel akhirnya berhasil membentuk sebuah sistem operasi komplit.
Kombinasi keduanya di sebut dengan GNU/Linux system. Pada GNU/Linux system segala sesuatu yang tidak free tidak termasuk kedalam kategori.
Linux-libre bisa mengacu pada dua hal pertama sebuah konseptual dan yang kedua komponen kernel, pada level konseptual linux-libre artinya kernel tidak boleh mengandung obfucasted code atau source code yang mengandung proprietary licenses.
Pada level komponen linux-libre adalah sebuah kernel yang menjadi pelengkap GNU system untuk membangun sebuah sistem operasi secara lengkap dan utuh. Linux-libre adalah versi modifikasi dari linux kernel yang dibuat oleh linus torvald.
The GNU Project juga sebenarnya mengembangkan kernel yang dikenal dengan GNU Hurd yang dimulai sejak awal tahun 90an, namun progresnya cukup lambat sampai pada tahun 2001 GNU Hurd mulai bisa digunakan secara reliable.
Hanya saja GNU Hurd masih memiliki berbagai kekurangan untuk digunakan lebih jauh untuk pengguna. Linux kernel yang dibangun Linus Torvald membantu mengisi kekosongan gap penting dalam pembangunan GNU System.
Jadi tidak perlu menunggu pengembangan GNU Hurd sampai selesai, sampai saat ini GNU Hurd masih dalam tahap active development. Versi terakhir saat buku ini ditulis masih versi GNU Hurd 0.93, anda dapat memeriksanya disini :
http://www.gnu.org/software/hurd/hurd.html
Free software artinya sebuah software yang memiliki nilai nilai kebebasan (freedom) dan eksistensinya sangat penting tersedia untuk komunitas.
Free software secara teknis artinya pengguna memiliki kebebasan untuk menjalankan, menyalin, mendistribusikan, mempelajari, memodifikasi dan memperbaiki software.
Jadi terminologi free disini bukan gratis tanpa biaya moneter semacam free ongkir atau “free beer” tapi terminologi free di analogikan bekerja seperti “free speech”, seperti anda memiliki kebebasan untuk berbicara dan berpendapat.
The GNU General Public License bersifat free dan copyleft yaitu bebas untuk mendistribusikan dan memodifikasi hak intelektual dengan syarat turunan dari hasil modifikasi juga harus berbasis copyleft.
Hampir sebagian besar lisensi software didesain agar kita tidak bisa mendistribusikannya dan memodifikasinya secara bebas.
GNU General Public License dibuat untuk menjamin kebebasan anda untuk mendistribusikan dan memodifikasi software agar tersedia untuk setiap pengguna. GNU General Public License di gagas oleh Free Software Foundation.
Kita diberi izin untuk menggunakan GNU General Public License dalam project software yang sedang kita buat.
GNU General Public License di desain agar kita dapat mendistribusikan salinan software tanpa membebankan biaya atau membebankan biaya.
Kita bisa mendapatkan salinan software lengkap dengan source code, menggunakan sebagian dalam source code dan memodifikasi source code. Ini adalah sebuah hak yang diperjuangkan dalam GNU General Public License.
Manfaat dari GNU General Public License untuk seorang developer adalah kebebasan secara legal untuk menyalin, mendistribusikan dan memodifikasinya. Juga melindungi developer dan author dengan tidak membebankan jaminan untuk setiap free software.
Untuk menggunakan GNU General Public License, misal pada sebuah dokumen anda harus mengisi informasi di bawah ini :
Copyright (C) year your name.
Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 3.0 or any later version published by the Free Software Foundation; with no Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts. A copy of the license is included in the section entitled ‘‘GNU Free Documentation License’’.
Selanjutnya adalah menyimpan file dari GNU General Public License dalam satu directory agar dapat dibaca oleh pengguna. Untuk mendapatkannya cek disini :
https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.txt
Salah satu Produk dari GNU Project adalah GCC (GNU Compiler Collection), GCC memiliki peran besar dalam dunia open source. Bahasa pemrograman perl & python ditulis menggunakan c dan dikompilasi menggunakan GCC.
Linux adalah sebuah kernel, bukan sebuah sistem operasi yang siap digunakan.
Untuk menyempurnakan linux agar menjadi sebuah sistem operasi yang dapat digunakan, kita memerlukan sekumpulan program (bundling program) yang kita kenal sebagai distribution.
| Purpose | Distribution |
|---|---|
| Umum | Ubuntu |
| Keamanan Komputer (Computer Security) | Kali Linux |
| Perusahaan (Enterprise) | CentOS |
| Komputasi Awan (Cloud Computing) | Amazon Linux (AWS AMI) |
Distribution linux di atas bisa didapatkan dengan gratis.
Di dalamnya terdapat ribuan program dan software yang bisa digunakan secara gratis. Sebagian besar program tersebut bersifat open source, kita dapat melihat kode sumber dari program tersebut, mempelajarinya dan memodifikasinya sesuai dengan kebutuhan kita.