Managemen Memori 

Managemen Memori Fisik

Bagian ini menjelaskan bagaimana linux menangani memori dalam sistem. Memori managemen merupakan salah satu bagian terpenting dalam sistem operasi. Karena adanya keterbatasan memori, diperlukan suatu strategi dalam menangani masalah ini. Jalan keluarnya adalah dengan menggunakan memori virtual. Dengan memori virtual, memori tampak lebih besar daripada ukuran yang sebenarnya.
Dengan memori virtual kita dapat:

1. Ruang alamat yang besar
   Sistem operasi membuat memori terlihat lebih besar daripada ukuran memori sebenarnya. Memori virtual bisa beberapa kali lebih besar daripada memori fisiknya.
2. Pembagian memori fisik yang adil
   Managemen memori membuat pembagian yang adil dalam pengalokasian memori antara proses-proses.
3. Perlindungan
   Memori managemen menjamin setiap proses dalam sistem terlindung dari proses-proses lainnya. Dengan demikian, program yang crash tidak akan mempengaruhi proses lain dalam sistem tersebut.
4. Penggunaan memori virtual bersama
   Memori virtual mengizinkan dua buah proses berbagi memori diantara keduanya, contohnya dalam shared library. Kode library dapat berada di satu tempat, dan tidak dikopi pada dua program yang berbeda.

Memori Virtual

Gambar 7-2. Pemetaan Memori Virtual ke Alamat Fisik. Sumber: . . .

Memori fisik dan memori virtual dibagi menjadi bagian-bagian yang disebut page. Page ini memiliki ukuran yang sama besar. Tiap page ini punya nomor yang unik, yaitu Page Frame Number (PFN). Untuk setiap instruksi dalam program, CPU melakukan mapping dari alamat virtual ke memori fisik yang sebenarnya.
Penerjemahan alamat di antara virtual dan memori fisik dilakukan oleh CPU menggunakan tabel page untuk proses x dan proses y. Ini menunjukkan virtial PFN 0 dari proses x dimap ke memori fisik PFN 1. Setiap anggota tabel page mengandung informasi berikut ini:

1. Virtual PFN
2. PFN fisik
3. informasi akses page dari page tersebut

Untuk menerjemahkan alamat virtual ke alamat fisik, pertama-tama CPU harus menangani alamat virtual PFN dan offsetnya di virtual page. CPU mencari tabel page proses dan mancari anggota yang sesuai degan virtual PFN. Ini memberikan PFN fisik yang dicari. CPU kemudian mengambil PFN fisik dan mengalikannya dengan besar page untuk mendapat alamat basis page tersebut di dalam memori fisik. Terakhir, CPU menambahkan offset ke instruksi atau data yang dibutuhkan. Dengan cara ini, memori virtual dapat dimap ke page fisik dengan urutan yang teracak.

Demand Paging

Cara untuk menghemat memori fisik adalah dengan hanya meload page virtual yang sedang digunakan oleh program yang sedang dieksekusi. Tehnik dimana hanya meload page virtual ke memori hanya ketika program dijalankan disebut demand paging.
Ketika proses mencoba mengakses alamat virtual yang tidak ada di dalam memori, CPU tidak dapat menemukan anggota tabel page. Contohnya, dalam gambar, tidak ada anggota tabel page untuk proses x untuk virtual PFN 2 dan jika proses x ingin membaca alamat dari virtual PFN 2, CPU tidak dapat menterjemahkan alamat ke alamat fisik. Saat ini CPU bergantung pada sistem operasi untuk menangani masalah ini. CPU menginformasikan kepada sistem operasi bahwa page fault telah terjadi, dan sistem operasi membuat proses menunggu selama sistem operasi menagani masalah ini.
CPU harus membawa page yang benar ke memori dari image di disk. Akses disk membutuhkan waktu yang sangat lama dan proses harus menunggu sampai page selesai diambil. Jika ada proses lain yang dapat dijalankan, maka sistem operai akan memilihnya untuk kemudian dijalankan. Page yang diambil kemudian dituliskan di dalam page fisik yang masih kosong dan anggota dari virtual PFN ditambahkan dalam tabel page proses. Proses kemudian dimulai lagi pada tempat dimana page fault terjadi. Saat ini terjadi pengaksesan memori virtual, CPU membuat penerjemahan dan kemudian proses dijalankan kembali.
Demand paging terjadi saat sistem sedang sibuk atau saat image pertama kali diload ke memori. Mekanisme ini berarti sebuah proses dapat mengeksekusi image dimana hanya sebagian dari image tersebut terdapat dalam memori fisik.

Swaping

Jika memori fisik tiba-tiba habis dan proses ingin memindahkan sebuah page ke memori, sistem operasi harus memutuskan apa yang harus dilakukan. Sistem operasi harus adil dalam mambagi page fisik dalam sistem diantara proses yang ada, bisa juga sistem operasi menghapus satu atau lebih page dari memori untuk membuat ruang untuk page baru yang dibawa ke memori. Cara page virtual dipilih dari memori fisik berpengaruh pada efisiensi sistem.
Linux menggunakan tehnik page aging agar adil dalam memilih page yang akan dihapus dari sistem. Ini berarti setiap page memiliki usia sesuai dengan berapa sering page itu diakses. Semakin sering sebuah page diakses, semakin muda page tersebut. Page yang tua adalah kandidat untuk diswap.

Pengaksesan Memori Virtual Bersama

Memori virtual mempermudah proses untuk berbagi memori saat semua akses ke memori menggunakan tabel page. Proses yang akan berbagi memori virtual yang sama, page fisik yang sama direference oleh banyak proses. Tabel page untuk setiap proses mengandung anggota page table yang mempunyai PFN fisik yang sama.

Efisiensi

Desainer dari CPU dan sistem operasi berusaha meningkatkan kinerja dari sistem. Disamping membuat prosesor, memori semakin cepat, jalan terbaik adalah manggunakan cache. Berikut ini adalah beberapa cache dalam managemen memori di linux:

1. Page Cache
   Digunakan untuk meningkatkan akses ke image dan data dalam disk. Saat dibaca dari disk, page dicache di page cache. Jika page ini tidak dibutuhkan lagi pada suatu saat, tetapi dibutuhkan lagi pada saat yang lain, page ini dapat segera diambil dari page cache.
2. Buffer Cache
   Page mungkin mengandung buffer data yang sedang digunakan oleh kernel, device driver dan lain-lain. Buffer cache tampak seperti daftar buffer. Contohnya, device driver membutuhkan buffer 256 bytes, adalah lebih cepat untuk mengambil buffer dari buffer cache daripada mengalokasikan page fisik lalu kemudian memecahnya menjadi 256 bytes buffer-buffer.
3. Swap Cache
   Hanya page yang telah ditulis ditempatkan dalam swap file. Selama page ini tidak mengalami perubahan setelah ditulis ke dalam swap file, maka saat berikutnya page di swap out tidak perlu menuliskan kembali jika page telah ada di swap file. Di sistem yang sering mengalami swap, ini dapat menghemat akses disk yang tidak perlu.

Salah satu implementasi yang umum dari hardware cache adalah di CPU, cache dari anggota tabel page. Dalam hal ini, CPU tidak secara langsung membaca tabel page, tetap mencache terjemahan page yang dibutuhkan.

Load dan Eksekusi Program

1. Penempatan program dalam memori
   Linux membuat tabel-tabel fungsi untuk loading program, memberikan kesempatan kepada setiap fungsi untuk meload file yang diberikan saat sistem call exec dijalankan. Pertama-tama file binari dari page ditempatkan pada memori virtual. Hanya pada saat program mencoba mengakses page yang telah diberikan terjadi page fault, maka page akan diload ke memori fisik.
2. Linking statis dan linking dinamis
   
   
   1. Linking statis:
      librari-librari yang digunakan oleh program ditaruh secara langsung dalam file binari yang dapat dieksekusi. Kerugian dari linking statis adalah setiap program harus mengandung kopi library sistem yang umum.
   2. Linking dinamis:
      hanya sekali meload librari sistem menuju memori. Linking dinamis lebih efisien dalam hal memori fisik dan ruang disk.

---

Scheduling

 1. First-Come First- Serve (FCFS)

Merupakan algoritma yang paling sederhana dalam penjadwalan proses. Proses yang melakukan request terhadap CPU akan diproses oleh CPU. Implementasinya dengan menggunakan algoritma First In First Out – FIFO.  FCFS bersifat non-preemptive yaitu proses yang dikerjakan oleh CPU tidak dapat diinterupsi oleh proses yang lainnya.

Sebagai contoh :

Proses	Burst
P1	10
P2	1
P3	2
P4	1
P5	5

Proses diasumsikan datang bersamaan dan masuk dalam antrian penggunaan CPU. Proses akan dikerjakan berdasarkan nomor urutan proses, sedangkan yang lainnya menunggu sampai proses diatasnya selesai dikerjakan.

Dari Gant Chart dapat diperoleh waktu tunggu proses dari CPU yang dapat diambil waktu rata-ratanya.

Waiting Time P1 = 0, Waiting Time P2 = 10, Waiting Time P3 = 11, Waiting Time P4 = 13, Waiting Time P5 = 14.

Avarage Waiting Time (AWT) =  (WT P1 + WT P2 + WT P3 + WT P4 + WT P5)/5

Avarage Waiting Time (AWT) =  (0 + 10 + 11 + 13 + 14)/5 = 9.6 ms

FCFS  dapat juga bekerja dengan adanya prioritas terhadap proses, prioritas dengan nilai terkecil akan diberi status sebagai prioritas tinggi dan akan dikerjakan terlebih dahulu.

Proses	Burst	Prioritas
P1	10	3
P2	1	1
P3	2	4
P4	1	5
P5	5	2

Avarage Waiting Time (AWT) =  (0 + 1 + 6 + 16 + 18)/4 = 8.2 ms

Masalah utama pada FCFS adalah adanya antrian dari proses yang menjadi panjang karena waiting time yang rata-rata panjang. Proses-proses yang telah  berada dalam posisi ready akan tetapi CPU belum dapat memprosesnya. Hal ini yang disebut dengan starvation.

2. Shortest Job First (SJF)

Pendekatan  SJF berbeda dengan FCFS, algoritma SJF tergantung dengan panjang proses yang ada pada queue. Ketika CPU akan melakukan  proses, CPU akan memilik proses dengan CPU burst paling kecil. SJF dapat bekerja dengan mode preemptive maupun non-preemptive.

1.     Non-preemptive

Proses	Burst
P1	6
P2	8
P3	7
P4	3

Gant chat :

Waiting Time P1 = 3

Waiting Time P2 = 16

Waiting Time P3 = 9

Waiting Time P4 = 0

Avarage Waiting Time = (3 + 16 + 9 + 0)/4 = 7 ms

b. Preemptive

SJF dengan waktu kedatangan (arrival time) berbeda.

Proses	Arrival	Burst
P1	0	8
P2	1	4
P3	2	9
P4	3	5

Proses akan di-preemptive jika ada proses masuk, dah penjadwalan dilakukan ulang dengan membandingkan proses yang masuk dengna proses yang sedang dijalankan. Sebaga contoh pada tabel ketika P1 dijalankan dengna membutuhkan 8 ms, akan tetapi datang burst dari proses P2 dengan burst time 4 ms pada deti ke-1. Proses akan berhenti pada detik 1 kemudian membandingkan proses P1 dengan P2. Karena P2 < P1 maka proses P1 akan dikembalikan ke ready queue dengan P1 = 7 dan memproses P2. Demikian seterusnya.

Gant chart :

Waiting Time P1 = 0 + (10-1) = 9

Waiting Time P2 = 1-1 = 0

Waiting Time P3 = 17-2 = 15

Waiting Time P4 =  5-3 = 2

Average Waiting Time = (9 + 0 + 15 + 2 )/4 =  6.5 ms

3. Round Robin (RR)

Round Robin hampir mirip dengan FCFS akan tetapi terdapat proses perpindahan antar proses dimana satu proses melakukan interupsi terhadap proses yang lainnya atau disebut juga dengan preemptive. Proses preemptivedengan menggunakan time quantum atau time slice.

Sebagai contoh :

Proses	Burst
P1	24
P2	3
P3	3

Dengan time slice sebesar 4 ms, penjadwalan yang terjadi adalah sebagai berikut:

P1 mendapatkan kesempatan pada 4 ms (time slice) pertama, karena P1 > time slice maka P1 hanya akan diproses selama time slice, sisa P1 sebesar P1 – time slice akan di preemptive-kan. Selanjutnya penjadwalan akan beralih ke P2, karena P2 < time slice maka P2 diproses hingga selesai, setelah itu penjadwalan beralih ke P3 dan seterusnya.

Waiting Time P1 = 0 + (10 – 4) = 6

Waiting Time P2 = 4

Waiting Time P3 = 7

Average Waiting Time = (6 + 4 + 7 )/3 = 5.66 ms

Pada algoritma RR, tidak ada proses yang dikerjakan dalam satu waktu lebih dari time slice yang disediakan. Jika terdapat n proses pada queue dengan time slice sebesar q, maka setiap proses akan mendapatkan waktu 1/n dengan masing-masing proses sebesar q .Setiap proses akan menunggu setidaknya sebanyak (n-1)x q untuk proses selanjutnya. Sebagai contoh terdapat 5 proses dengan time slice sebesar 20 ms maka masing-masing proses akan mendapatkan waktu sebanyak 20 ms setiap 100 ms.

Performance dari RR tergantung pada ukuran time slice. Jika time slice terlalu besar maka RR akan sama atau mendekati performance FCFS. Akan tetapi jika time slice kecil maka muncul problem context switch yang terlalu banyak, yaitu proses perpindahan dari satu proses ke proses lain yang akan menimbulkan permasalahan. Hal ini terjadi karena perbedaan kecepatan processor dan memori, dengan terjadinya perpindahan yang terlalu sering proses pembacaan CPU ke memori dan sebaliknya akan membebani sistem.

HRRN (highest Response Ratio Next)

merupakan penjadwalan non-preemptive, mengunakan proritas dinamis. Penjadwalan ini memperbaiki Shortest Job Frist perioritas proses tidak hanya merupakan fungsi waktu layanan,tetapi jumlah waktu tunggu proses. HRRN dihitung berdasarkan rumus :

            Prioritas=(waktu tunggu + waktu layanan)/waktu layanan

Algoritma ini merupakan Penjadwalan berprioritas dinamis Penjadwalan untuk mengoreksi kelemahan SJF. Adalah strategi penjadwalan dengan prioritas proses tidak hanya merupakan

fungsi waktu layanan tetapi juga jumlah waktu tunggu proses. Begitu proses mendapat jatah pemroses, proses berjalan sampai selesai. Prioritas dinamis HRN dihitung berdasarkan rumus :

Prioritas = (waktu tunggu + waktu layanan ) / waktu layanan Karena waktu layanan muncul sebagai pembagi, maka job lebih pendek berprioritas lebih baik, karena waktu tunggu sebagai pembilang maka proses yang telah menunggu lebih lama juga mempunyai kesempatan lebih bagus. Disebut HRN, karena waktu tunggu ditambah waktu layanan adalah waktu tanggap, yang berarti waktu tanggap tertinggi yang harus dilayan

GS (Guaranteed Schedulling )

merupakan penjadawalan preemptive menggunakan prioritas dinamis. Jika terdapat N pemakai, setiap pemakai diusahakan senantiasa mendapatkan(1/N) waktu Prosesor. Pada saat terjadi penjadwalan dihitung rasio waktu running semenjak login setiap pemakai dan waktu pemakai prosesor secara keseluruhan.

Penjadwalan ini memberikan janji yang realistis (memberi daya pemroses yang sama) untuk membuat dan menyesuaikan performance adalah jika ada N pemakai, sehingga setiap proses (pemakai) akan mendapatkan 1/N dari daya pemroses CPU. Untuk mewujudkannya, sistem harus selalu menyimpan informasi tentang jumlah waktu CPU untuk semua proses sejak login dan juga berapa lama pemakai sedang login. Kemudian jumlah waktu CPU, yaitu waktu mulai login dibagi dengan n, sehingga lebih mudah menghitung rasio waktu CPU. Karena jumlah waktu pemroses tiap pemakai dapat diketahui, maka dapat dihitung rasio antara waktu pemroses

yang sesungguhnya harus diperoleh, yaitu 1/N waktu pemroses seluruhnya dan waktu pemroses yang telah diperuntukkan proses itu. Rasio 0,5 berarti sebuah proses hanya punya 0,5 dari apa yang waktu CPU miliki dan rasio 2,0 berarti sebuah proses hanya punya 2,0 dari apa yang waktu CPU miliki. Algoritma akan menjalankan proses dengan rasio paling rendah hingga naik

ketingkat lebih tinggi diatas pesaing terdekatnya. Ide sederhana ini dapat diimplementasikan ke sistem real-time dan memiliki penjadwalan berprioritas dinamis.

MLQ ( Multi LeveL Queues )

merupakan penjadwalan preemptive, Peroses-proses dibagi atas group dan ditempatkan pada antrian yang berbeda. 

Dari gambar tersebut terlihat bahwa akan terjadi pengelompokan proses-proses berdasarkan prioritasnya. Kemudian muncul ide untuk menganggap kelompok-kelompok tersbut sebagai sebuah antrian-antrian kecil yang merupakan bagian dari antrian keseluruhan proses, yang sering disebut dengan algoritma multilevel queue.

Dalam hal ini, dapat dilihat bahwa seolah-olah algoritma dengan prioritas yang dasar adalah algoritma multilevel queue dimana setiap queue akan berjalan dengan algoritma FCFS yang memiliki banyak kelemahan. Oleh karena itu, dalam prakteknya, algoritma multilevel queue memungkinkan adanya penerapan algoritma internal dalam masing-masing sub-antriannya yang bisa memiliki algoritma internal yang berbeda untuk meningkatkan kinerjanya.

Berawal dari priority scheduling, algoritma ini pun memiliki kelemahan yang sama dengan priority scheduling, yaitu sangat mungkin bahwa suatu proses pada queue dengan prioritas rendah bisa saja tidak mendapat jatah CPU. Untuk mengatasi hal tersebut, salah satu caranya adalah dengan memodifikasi algoritma ini dengan adanya jatah waktu maksimal untuk tiap antrian, sehingga jika suatu antrian memakan terlalu banyak waktu, maka prosesnya akan dihentikan dan digantikan oleh antrian dibawahnya, dan tentu saja batas waktu untuk tiap antrian bisa saja sangat berbeda tergantung pada prioritas masing-masing antrian.

9. MFQ (Multi Level feedback Queues)

merupakan algoritma penjadwalan preemptive berprioritas dinamis berdasarkan jumlah Quantum Time, MFQ menggunakan sejumlah antrian dengan prioritas dan Quantum Time yang berbeda.Algoritma ini merupakan penjadwalan berprioritas dinamis Penjadwalan ini  bertujuan untuk mencegah (mengurangi) banyaknya swapping dengan proses-proses yang sangat banyak menggunakan pemroses (karena menyelesaikan tugasnya memakan waktu lama) diberi jatah waktu (jumlah kwanta) lebih banyak dalam satu waktu. Penjadwalan ini juga menghendaki kelas-kelas prioritas bagi proses-proses yang ada. Kelas tertinggi berjalan selama satu kwanta, kelas berikutnya berjalan selama dua kwanta, kelas berikutnya berjalan empat kwanta, dan seterusnya.

Proses yang masuk untuk pertama kali ke sistem langsung diberi kelas tertinggi. Mekanisme ini mencegah proses yang perlu berjalan lama swapping berkali-kali dan mencegah proses-proses interaktif yang singkat harus menunggu lama.

Threads

Thread (singkatan dari "thread of execution") dalam ilmu komputer, diartikan sebagai sekumpulan perintah (instruksi) yang dapat dilaksanakan (dieksekusi) secara sejajar dengan ulir lainnya, dengan menggunakan cara time slice (ketika satu CPU melakukan perpindahan antara satu ulir ke ulir lainnya) atau multiprocess (ketika ulir-ulir tersebut dilaksanakan oleh CPU yang berbeda dalam satu sistem). Ulir sebenarnya mirip dengan proses, tapi cara berbagi sumber daya antara proses dengan ulir sangat berbeda. Multiplethread dapat dilaksanakan secara sejajar pada sistem komputer. Secara umum multithreading melakukan time-slicing (sama dengan time-division multipleks), di mana sebuah CPU bekerja pada ulir yang berbeda, di mana suatu kasus ditangani tidak sepenuhnya secara serempak, untuk CPU tunggal pada dasarnya benar-benar melakukan sebuah pekerjaan pada satu waktu. Teknik penggantian (switching) ini memungkinkan CPU seolah-olah bekerja secara serempak.
Urutan. Sesuatu yang dieksekusi secara konsekuen dan dapat diiterupsi sehingga prosesor beralih ke thread lain. Dari sudut pandang penjadwalan, konsep ini ekivalen proses pada kebanyakan sistem operasi konvensional sebagai satu unit sasaran penjadwalan.
1. Multithreading dan Multiprocessing
Semua proses merupakan unit kepemilikan dan unit penjadwalan (aktivitas). Pada system operasi mutakhir, proses dapat mempunyai banyak aktivitas idependen, sehingga:
-  Thread adalah abstraksi dari unit aktivitas (penjadwalan)
 - Proses adalah unit kepemilikan sumber daya
Proses adalah lingkungan eksekusi, unit managemen sumber daya, yaitu kumpulan sumber daya dimana thread-thread dapat mengaksesnya.
1.1. Proses dan Thread
Proses memiliki satu thread atau lebih. System yang memungkinkan lebih dari satu thread dip roses disebut multithread ing. Pada multiprocessors, thread-thread di satu proses dapat berjalan secara paralel.
Thread sering disebut Light Weight Process (LWP) yaitu unit dasar utilitasi pemroses dan berisi progam counter, register set dan stack space. Thread-thread di satu proses berbagi (memakai
bersama) bagian kode, data dan sumber daya system operasi seperti file dan signal. Pemakaian ektensif menyebabkan alih pemroses antara thread –thread di satu proses tidak mahal disbanding alih konteks antar proses. Meski alih thread masih memerlukan alih himpunan register, namun tidak ada keterlibatan manajemen memori.
Multithread ing merupakan upaya meningkatkan kinerja system computer, disebabkan [TAN92]:
1. Penciptaan thread baru lebih cepat dibanding penciptaan proses baru
2. Terminasi thread lebih cepat dibanding pengakhiran proses.
3. Alih ke thread lain di satu proses lebih cepat dibanding dari satu proses ke proses lain.
4. Thread-thread di satu proses dapat berbagi kode, data dan sumber daya lain secara nyaman dan efisien dibanding proses-proses terpisah.

Apa Itu Kernel?

Kernel adalah sebuah perangkat lunak yang membuat komunikasi / mediator antara aplikasi komputer dan perangkat keras, yang menyediakan pelayanan sistem seperti pengaturan memori untuk proses-proses yang sedang berjalan, pengaturan file-file, input-output terhadap dan dari suatu device dan masih banyak lagi fungsi tambahan yang lainnya. Intinya adalah kernel merupakan suatu penghubung (antara software dan hardware).
Definisi yang lain mengatakan Kernel merupakan bagian inti dari suatu sistem operasi, dengan kata lain dia adalah jantung dari sistem operasi. Kernel ini mengendalikan kerja dasar dari sistem operasi dan yang erat kaitannya dengan perangkat keras, misal pengelolaan memori (memori management), pengelolaan proses (process management) termasuk job scheduling dan context switching, pengelolaan Input Output (I/O) termasuk file system dan driver perangkat I/O serta beberapa fungsi mendasar lainnya seperti kontrol akses. Karena akses terhadap perangkat keras terbatas, sedangkan ada lebih dari satu program yang harus dilayani dalam waktu yang bersamaan, maka kernel juga bertugas untuk mengatur kapan dan berapa lama suatu program dapat menggunakan satu bagian perangkat keras tersebut. Hal tersebut dinamakan sebagai multiplexing.
Kernel sebagai jantungnya sistem operasi menyediakan format yang sesuai dengan kebutuhan anda. Sebelum kita memilih kernel sebaiknya kita dapat menentukan terlebih dahulu, kira-kira format kernel yang bagaimana yang sesuai dengan kebutuhan yang diinginkan. Sistem kernel ada berupa Modular dan Monolitik ,sebagai contoh jika sering gonta-ganti hardware, sistem kernel yang modular akan lebih cocok daripada sistem kernel yang builtin (monolitik). Kedua system ini mempunyai keuntungan dan kelebihan masing-masing.

• Kernel Modular

Seperti pada kernel Linux mempunyai rancangan modular. Pada saat boot time, hanya minimal resident kernel yang di-load ke dalam memori. Ini di karenakan hanya modul-modul yang dibutuhkan saja serta di inginkan user yang akan diproses, sebuah modul kernel dapat secara dinamik di-load ke dalam memori.
Kemudian secara periode spesifik modul tidak ingin di aktifkan maka modul dapat di hapus dari memori. Mekanisme dynamic loading ini dinamakan kmod. Dengan kata lain modul tidak akan di-load apabila tidak diinginkan dan modul akan di gunakan apabila di butuhkan. Salah satu keuntungan kernel yang bersifat modular, onta-ganti hardware menjadi lebih mudah, karena tinggal menge-probe suatu modul, atau jika belum ada hanya tinggal mem-build satu modul saja. Kerugiannya adalah relatif rentan terhadapat masalah security, karena biasanya script kiddies memasukkan suatu modul ke dalam kernel (dengan harapan proses yang dimilikinya tidak diketahui oleh admin sistem yang bersangkutan)

• Kernel buildin(Monolitik)

Dengan Kernel monolitik lebih baik dari segi security, sebuah kernel builtin (monolitik) akan relatif aman. Namun dari segi kemudahan, jika kita menambah atau mengganti suatu hardware, maka otomatis harus mengkompilasi ulang kernel .Namun demikian, skema kernel bagaimana yang lebih sesuai, itu bisa diklarifikasi sesuai kebutuhan dan implementasi sistem yang digunakan. Jika kernel monolitik ingin di jadikan modular, itu bisa dilakukan oleh dari kernel monolitik, dengan cara setelah konfigurasi ditetapkan dalam kernel monolitik dan di kompilasi maka dapat di ambil, bagian-bagian mana saja yang akan dipisahkan untuk dijadikan modul-modul.
Fungsi kernel :

1. melayani bermacam program aplikasi untuk mengakses perangkat keras komputer secara aman.
2. Karena akses terhadap perangkat keras terbatas, sedangkan ada lebih dari satu program yang harus dilayani dalam waktu yang bersamaan, maka kernel juga bertugas untuk mengatur kapan dan berapa lama suatu program dapat menggunakan satu bagian perangkat keras tersebut. Hal tersebut dinamakan sebagai multiplexing.
3. membantu eksekusi aplikasi dan mendukungnya dengan fitur abstraksi hardware.

Selanjutnya, para arsitek sistem operasi mengembangkan kernel sistem operasi yang pada akhirnya terbagi menjadi empat bagian yang secara desain berbeda, sebagai berikut:
1. Kernel monolitik
Kernel monolitik mengintegrasikan banyak fungsi di dalam kernel dan menyediakan lapisan abstraksi perangkat keras secara penuh terhadap perangkat keras yang berada di bawah sistem operasi.
2. Mikrokernel
Mikrokernel menyediakan sedikit saja dari abstraksi perangkat keras dan menggunakan aplikasi yang berjalan di atasnya—yang disebut dengan server—untuk melakukan beberapa fungsionalitas lainnya.
3. Kernel hibrida
Kernel hibrida adalah pendekatan desain microkernel yang dimodifikasi. Pada hybrid kernel, terdapat beberapa tambahan kode di dalam ruangan kernel untuk meningkatkan performanya.
4.      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.