Proses :Adalah program yang sedang di jalankan atau software yang sedang dilaksanakan termasuk sistem operasi yang disusun menjadi sejumlah proses sequential.
Konsep dasar :
1. Multiprogramming
Melakukan proses satu persatu secara bergantian dalam waktu yang sangat cepat / bersamaan (hardware level). Setiap proses mempunyai satu virtual CPU.
2. Pseudoparallelism
Melakukan lebih dari satu pekerjaan dalam waktu yang bersamaan / pseudoparallelism (user level).
Model Proses :
1. Sequential Process / bergantian
2. Multiprogramming
3. CPU Switching à peralihan prosedur dalam mengolah 1 proses ke proses lainnya.
Secara konsep setiap proses mempunyai 1 virtual CPU, tetapi pada kenyataannya adalah multiprogramming. Maka akan lebih mudah menganggap kumpulan proses yang berjalan secara parallel.
Keterangan :
a. multiprogramming untuk 4 program di memori
b. model konseptual untuk 4 proses independent, sequential
c. hanya 1 program yang aktif dalam 1 waktu = pseudoparalel
Hirarki Proses
Pemanggilan proses oleh proses lain disebut parallel. Sistem operasi menyediakan apa yang dibutuhkan oleh proses. Umumnya proses diciptakan dan dihilangkan selama operasi berlangsung.
1. Create & Destroy Proses
Sistem operasi yang mendukung konsep proses, harus menyediakan suatu cara untuk membuat (create) proses dan menghilangkan (destroy) proses.
2. Fork System Call
Mekanisme untuk membuat (create) proses yang identik dengan proses yang memanggilnya.
Contoh :
Parent à children
à children à children
à children
Pada UNIX, parent dan child process running secara parallel.
Pada DOS, parent dan child process running secara bergantian (sequential). Contohnya : MSDOS sebagai parent dan program aplikasi sebagai child.
Process scheduler : untuk pengaturan eksekusi proses
3 Status proses / bagian keadaan proses :
1. Running / kerja, benar-benar menggunakan CPU pada saat itu (sedang mengeksekusi instruksi proses itu).
2. Blocked / terhenti, tidak dapat berjalan sampai kegiatan eksternal terlaksana (proses menunggu kejadian untuk melengkapi tugasnya)
Bisa berupa proses menunggu : Selesainya operasi perangkat I/O; Tersedianya memori; Tibanya pesan jawaban
3. Ready / siap, proses siap dikerjakan tetapi menunggu giliran dengan proses lain yang sedang dikerjakan (bisa berjalan, sementara berhenti untuk memungkinkan proses lain dikerjakan)
Transisi Status
1. Proses di blok untuk melayani input karena sumber daya yang diminta belum tersedia / meminta layanan I/O sehingga menunggu kejadian muncul.
2. Penjadwalan mengambil proses lain.
3. Penjadwalan mengambil proses ini (baru).
4. Input telah tersedia.
Implementasi Proses :
§ Untuk mengimplementasikan model proses, sistem operasi menggunakan suatu tabel / array yang disebut tabel proses dengan 1 entry per-proses.
§ Setiap entry berisi tentang : status proses, program counter, stack pointer, alokasi memori, status file, informasi schedulling / penjadwalan informasi, dll dari status kerja ke status siap.
v Interupsi : Kerja prosesor pada suatu proses terhenti oleh pensaklaran konteks.
v Pensaklaran konteks : perubahan kegiatan prosesor dari proses ke proses yang terjadi diantara proses sistem / proses aplikasi
v Konteks : kegiatan prosesor terhadap sesuatu hal, berasal dari sistem operasi, sistem bahasa dan sistem utilitas.
v Blok kendali proses : suatu bagian memori untuk mencatat keadaan proses, yang terbagi atas wilayah dimana setiap wilayah untuk mencatat informasi yang berbeda.
cara interupsi pada processor :
1. Interupsi langsung
Berasal dari luar prosesor (peripheral / alat mengirim sinyal kepada prosesor untuk meminta pelayanan)
2. Interupsi Tanya / Polling
Berasal dari prosesor (prosesor secara bergiliran mengecek apakah ada peripheral yang memerlukan pelayanan atau tidak)
§ Interupsi dapat di-enable dan disable tergantung pada levelnya.
§ Pembangkit interupsi dapat berasal dari :
o Program, di dalam program telah dirancang pada bagian tertentu akan terjadi pensaklaran konteks, yang menimbulkan interupsi, contohnya pada saat penggunaan alat / prosesor secara bergantian.
o Prosesor, prosesor sendiri dapat membangkitkan interupsi, yang biasa mengolah logika dan aritmatika. Jika melampoi ukuran tampung register di dalam prosesor, maka terjadi kekeliruan yang akan menginterupsi kerjanya sendiri dan menyerahkan kendali prosesor pada sistem operasi. Misalnya pembagian dengan bilangan nol.
o Satuan kendali, tugas untuk melaksanakan interupsi terletak pada satuan kendali, sehingga satuan kendali dapat membangkitkan interupsi. Misalnya kekeliruan instruksi
o Kunci waktu / clock, menggunakan interupsi berkala. Misalnya pada program looping yang tak terhingga, diinterupsi pada setiap selang waktu 60 detik.
o Peripheral I/O, I/O jika akan bekerja memberitahukan pada prosesor dengan interupsi prosesor dan juga ketika pekerjaan selesai atau pada saat terjadi kekeliruan paritas.
o Memori, karena terjadi kekeliruan, misalnya ketika prosesor ingin mencapai alamat memori yang terletak di luar bentangan alamat memori yang ada.
o Sumber daya lain, misal dibangkitkan oleh operator sistem komputer yang mengerti cara interupsi.
q Interupsi vector : Berisi alamat prosedur service interupsi
q Penerimaan interupsi dan interupsi berganda : ada kalanya interupsi ditolak oleh prosesor atau interupsi yang datang tidak hanya satu sehingga diperlukan prioritas.
Tindak lanjut interupsi :
1. Penata interupsi / interrupt handler
jika terjadi interupsi, maka kendali prosesor diserahkan ke bagian penata interupsi pada sistem operasi, maka penata interupsi inilah yang melaksanakan interupsi.
a. Instruksi yang sedang diolah oleh prosesor dibiarkan sampai selesai program.
b. Penata interupsi merekam semua informasi proses ke dalam blok kendali proses.
c. Penata interupsi mengidentifikasi jenis dan asal interupsi.
d. Penata interupsi mengambil tindakan sesuai dengan yang dimaksud interupsi.
e. Penata interupsi mempersiapkan segala sesuatu untuk pelanjutan proses yang diinterupsi.
2. Penata keliru / error handler
yaitu interupsi karena kekeliruan pada pengolahan proses dan bagian pada sistem operasi yang menata kegiatan akibat kekeliruan adalah penata keliru.
a. Pemulihan, komputer telah dilengkapi dengan sandi penemuan dan pemulihan kekeliruan, contohnya telah dilengkapi dengan sandi Hamming sehingga ketika menemukan kekeliruan sandi akan mengoreksi kekeliruan itu, proses pulih ke bentuk semula sebelum terjadi kekeliruan.
b. Pengulangan, mengatur agar proses yang membangkitkan interupsi keliru dikerjakan ulang, jika kekeliruan dapat diatasi maka proses akan berlangsung seperti biasa, jika tidak teratasi maka interupsi akan menempuh tindak lanjut keluar dari proses.
c. Keluar dari proses, penata keliru menyiapkan tampilan berita keliru dari monitor, setelah itu prosesor keluar dari proses, ini adalah tindakan terakhir jika tidak dapat menolong proses yang keliru tersebut.
Tindak lanjut interupsi menurut Peterson & Silberschatz Keterangan :
1. Rampung
Program selesai dilaksanakan oleh prosesor sehingga penyerahan kendali proses ke pekerjaan baru / perintah baru karena proses yang dikerjakan oleh prosesor telah selesai.
2. Keliru
Jika menemukan kekeliruan akan ditampilkan, kemudian kendali prosesor diserahkan pada perintah berikutnya.
3. Permintaan bukan dari alat I/O
Setelah interupsi selesai dilayani, kendali prosesor dikembalikan pada proses semula, misalnya interupsi berkala.
4. Permintaan dari alat I/O
Setelah interupsi selesai dilayani, kendali prosesor dikembalikan pada proses sebelumnya, tetapi ada kalanya prosesor ikut campur dalam kerja alat I/O sehingga pengembalian kendali proses semula, tidak berlangsung segera / tunggu.
5. Rampung dari alat I/O
Setelah interupsi selesai dilayani dan tanda rampung dicatat, kendali prosesor dikembalikan ke proses semula. Biasanya untuk alat I/O yang tidak diikut campuri oleh prosesor.
Catt:
1 & 2 tidak mengembalikan prosesor ke proses yang terinterupsi, sedangkan
3,4,5 mengembalikan prosesor ke proses yang terinterupsi.
Langkah-langkah yang dilakukan sistem operasi pada saat terjadi interupsi :
1. hardware memasukkan program counter, dl.l. memasukkan ke dalam stack pencacah program
2. Hardware memuatkan (load) program counter baru dari vector interrupsi
3. Prosedur bahasa rakitan menyimpan isi register
4. Prosedur bahasa rakitan men-set stack yang baru
5. Prosedur C menandai proses servis siap (ready)
6. Scheduler / penjadwalan menentukan proses mana yang akan jalan berikutnya
7. Prosedur C kembali ke modus bahasa rakitan
8. Prosedur bahasa rakitan memulai proses yang sedang dilaksanakan.
Komunikasi antar proses
(Inter Process Communinication / IPC) :
- Beberapa proses biasanya berkomunikasi dengan proses lainnya.
- Contohnya pada shell pipe line : output dari proses pertama harus diberikan kepada proses ke dua dan seterusnya.
- Pada beberapa sistem operasi, proses-proses yang bekerja bersama sering sharing (berbagi) media penyimpanan, dimana suatu proses dapat membaca dan menulis pada shared storage (main memory atau files).
Mekanisme proses untuk komunikasi dan sinkronisasi aksi
- Sistem Pesan – komunikasi proses satu dengan yang lain dapat dilakukan tanpa perlu pembagian data.
- IPC menyediakan dua operasi :
- send(message) – pesan berukuran pasti atau variabel
- receive(message)
- Jika P dan Q melakukan komunikasi, maka keduanya memerlukan :
- Membangun jalur komunikasi diantara keduanya
- Melakukan pertukaran pesan melaui send/receive
- Implementasi jalur komunikasi
- physical (shared memory, hardware bus)
- logical (logical properties)
Create and Destroyed Process
- Pembuatan Proses (Create)
Penciptaan proses terjadi karena terdapat batch baru. SO dengan kendali batch job, setelah menciptakan proses baru, kemudian melanjutkan membaca job selanjutnya.
Penciptaan proses melibatkan banyak aktivitas, yaitu :
- Menamai (memberi identitas) proses.
- Menyisipkan proses pada senarai proses atau tabel proses.
- Menentukan prioritas awal proses.
- Menciptakan PCB.
- Mengalokasikan sumber daya awal bagi proses.
- Penghancuran Proses (Destroyed)
Penghancuran proses terjadi karena :
- Selesainya proses secara normal.
- Proses mengeksekusi panggilan layanan So untuk menandakan bahwa proses telah berjalan secara lengkap.
- Batas waktu telah terlewati.
- Proses telah berjalan melebihi batas waktu total yang dispesifikasikan. Terdapat banyak kemungkinan untuk tipe waktu yang diukur, termasuk waktu total yang dijalani (“walk clock time”) jumlah waktu yang dipakai untuk eksekusi, dan jumlah waktu sejak pemakai terakhir kali memberi masukan (pada proses interaktif) .
- Memori tidak tersedia.
- Proses memerlukan memori lebih banyak daripada yang dapat disediakan oleh sistem.
- Pelanggaran terhadap batas memori.
- Proses memcoba mengakses lokasi memori yang tidak diijinkan untuk diakses.
- Terjadi kesalahan karena pelanggaran proteksi.
- Proses berusaha menggunakan sumber daya atau file yang tidak diijinkan dipakainya, atau proses mencoba menggunakannya tidak untuk peruntukannya, seperti menulis file read only.
- Terjadi kesalahan aritmatika.
- Proses mencoba perhitungan terlarang, seperti pembagian dengan nol, atau mencoba menyimpan angka yang lebih besar daripada yang ddapat diakomodasi oleh H/W.
- Waktu telah kadaluwarsa.
- Proses telah menunggu lebih lama daripada maksimum yang telah ditentukan untuk terjadinya suatu kejadian spesfiik.
- Terjadi kegagalan masukan/keluaran.
- Kesalahan muncul pada masukan atau keluaran, seprti ketidakmampuan menemukan file, kegagalan membaca atau mennulis setelah sejumlah maksimum percobaan yang ditentukan (misalnya area rusak didapatkan pada tape,atau operasi tidak valid seperti membaca dari line printer).
- Intruksi yang tidak benar.
- Proses berusaha mengeksekusi instruksi yang tidak ada (sering sebagi akibat pencabangan ke daerah data dan berusaha mengeksekusi data tersebut).
- Terjadi usaha memakai instruksi yang tidak diijinkan.
- Proses berusaha mengeksekusi instruksi yang disimpan untuk SO.
- Kesalahan penggunaan data.
- Bagian data adalah tipe yang salah atau tidak diinisialisasi.
- Diintervensi oleh SO atau operator.
- Untuk suatu alasan, operator atau sistem operasi mengakhiri proses (misalnya terjadi deadlock).
- Berakhirnya proses induk.
- Ketika parent berakhir. So mungkin dirancannng secara otomatis mengakhiri semua anak proses dari parent itu.
- Atas permintaan proses induk.
- Parent process biasanya mempunyai otoritas mengakhiri suatu anak proses.
Penghancuran lebih rumit bila proses telah menciptakan proses-proses lain. Terdapat dua pendekatan, yaitu :
- Pada beberapa sistem, proses-proses turunan dihancurkan saat proses induk dihancurkan secara otomatis.
- Beberapa sistem lain menganggap proses anak independen terhadap proses induk Proses anak tidak secara otomatis dihancurkan saat proses induk dihancurkan.
Penghancuran proses melibatkan pembebasan proses dari sistem, yaitu :
- Sumber daya-sumber daya yang dipakai dikembalikan.
- Proses dihancurkan dari senarai atau tabel sistem.
- PCB dihapus (ruang memori PCB dikembalikan ke pool memori bebas).
Threads
Sebagai contoh, jika sebuah proses menjalankan sebuah program Word Processor, ada sebuah thread tunggal dari instruksi-instruksi yang sedang dilaksanakan.
Kontrol thread tunggal ini hanya memungkinkan proses untuk menjalankan satu tugas pada satu waktu. Banyak sistem operasi modern telah memiliki konsep yang dikembangkan agar memungkinkan sebuah proses untuk memiliki eksekusi multithreads, agar dapat dapat secara terus menerus mengetik dalam karakter dan menjalankan pengecek ejaan didalam proses yang sama. Maka sistem operasi tersebut memungkinkan proses untuk menjalankan lebih dari satu tugas pada satu waktu.
- 2. Keadaan Proses
1) Running, yaitu suatu kondisi pemroses sedang mengeksekusi instruksi. Benar-benar menggunakan CPU pada saat itu (sedang mengeksekusi instruksi proses itu).
2) Ready, yaitu suatu kondisi proses siap dieksekusi, akan tetapi pemroses belum siap atau sibuk.
3) Blocked, yaitu suatu proses menunggu kejadian untuk melengkapi tugasnya. Bentuk kegiatan menunggu proses yaitu : selesainya kerja dari perangkat I/Otersedianya memori yang cukup.
Transisi Status
1) Proses di blok untuk melayani input karena sumber daya yang diminta belum tersedia / meminta layanan I/O sehingga menunggu kejadian muncul.
2) Penjadwalan mengambil proses lain.
3) Penjadwalan mengambil proses ini (baru).
4) Input telah tersedia.
Implementasi Proses :
- Untuk mengimplementasikan model proses, sistem operasi menggunakan suatu tabel / array yang disebut tabel proses dengan 1 entry per-proses.
- Setiap entry berisi tentang : status proses, program counter, stack pointer, alokasi memori, status file, informasi schedulling / penjadwalan informasi, dll dari status kerja ke status siap.
- 3. Penjadwalan Proses
Kriteria untuk mengukur dan optimasi kinerja penjadwalan :
a) Adil (fairness)
Adalah proses-proses yang diperlakukan sama, yaitu mendapat jatah waktu pemroses yang sama dan tak ada proses yang tak kebagian layanan pemroses sehingga mengalami kekurangan waktu.
b) Efisiensi (eficiency)
Efisiensi atau utilisasi pemroses dihitung dengan perbandingan (rasio) waktu
sibuk pemroses.
c) Waktu tanggap (response time)
Waktu tanggap berbeda untuk :
1) Sistem interaktif
Didefinisikan sebagai waktu yang dihabiskan dari saat karakter terakhir dari . perintah dimasukkan atau transaksi sampai hasil pertama muncul di layar. Waktu tanggap ini disebut terminal response time.
2) Sistem waktu nyata
Didefinisikan sebagai waktu dari saat kejadian (internal atau eksternal) sampai instruksi pertama rutin layanan yang dimaksud dieksekusi, disebut event response time.
d) Turn around time
Adalah waktu yang dihabiskan dari saat program atau job mulai masuk ke sistem sampai proses diselesaikan sistem. Waktu yang dimaksud adalah waktu yang dihabiskan di dalam sistem, diekspresikan sebagai penjumlah waktu eksekusi (waktu pelayanan job) dan waktu menunggu, yaitu : Turn arround time = waktu eksekusi + waktu menunggu.
e) Throughput
Adalah jumlah kerja yang dapat diselesaikan dalam satu unit waktu. Cara untuk mengekspresikan throughput adalah dengan jumlah job pemakai yang dapat dieksekusi dalam satu unit/interval waktu
Algoritma Penjadwalan
Berikut jenis-jenis algoritma berdasarkan penjadwalan :
- Nonpre-emptive, menggunakan konsep :
- FIFO (First In First Out) atau FCFS (First Come First Serve)
- SJF (Shortest Job First)
- HRN (Highest Ratio Next)
- MFQ (Multiple Feedback Queues)
- Pre-emptive, menggunakan konsep :
- RR (Round Robin)
- SRF (Shortest Remaining First)
- PS (Priority Schedulling)
- GS (Guaranteed Schedulling)
Algoritma Pre-emptive
- A. Round Robin (RR)
Merupakan :
- Penjadwalan yang paling tua, sederhana, adil,banyak digunakan algoritmanya dan mudah diimplementasikan.
- Penjadwalan ini bukan dipreempt oleh proses lain tetapi oleh penjadwal berdasarkan lama waktu berjalannya proses (preempt by time).
- Penjadwalan tanpa prioritas.
- Berasumsi bahwa semua proses memiliki kepentingan yang sama, sehingga tidak ada prioritas tertentu.
Semua proses dianggap penting sehingga diberi sejumlah waktu oleh pemroses yang disebut kwanta (quantum) atau time slice dimana proses itu berjalan. Jika proses masih running sampai akhir quantum, maka CPU akan mempreempt proses itu dan memberikannya ke proses lain.
Algoritma yang digunakan :
1) Jika kwanta habis dan proses belum selesai, maka proses menjadi runnable dan pemroses dialihkan ke proses lain.
2) Jika kwanta belum habis dan proses menunggu suatu kejadian (selesainya operasi I/O), maka proses menjadi blocked dan pemroses dialihkan ke proses lain.
3) Jika kwanta belum habis tetapi proses telah selesai, maka proses diakhiri dan pemroses dialihkan ke proses lain.
Diimplementasikan dengan :
1) Mengelola senarai proses ready (runnable) sesuai urutan kedatangan.
2) Ambil proses yang berada di ujung depan antrian menjadi running.
3) Bila kwanta belum habis dan proses selesai, maka ambil proses di ujung depan antrian proses ready.
4) Jika kwanta habis dan proses belum selesai, maka tempatkan proses running ke ekor antrian proses ready dan ambil proses di ujung depan antrian proses ready.
Masalah yang timbul adalah menentukan besar kwanta, yaitu :
- Kwanta terlalu besar menyebabkan waktu tanggap besar dan turn arround time rendah.
- Kwanta terlalu kecil menyebabkan peralihan proses terlalu banyak sehingga menurunkan efisiensi proses.
Penjadwalan ini :
- Baik untuk sistem interactive-time sharing dimana kebanyakan waktu dipergunakan menunggu kejadian eksternal.
Contoh : text editor, kebanyakan waktu program adalah untuk menunggu keyboard, sehingga dapat dijalankan proses-proses lain.
- Tidak cocok untuk sistem waktu nyata apalagi hard-real-time applications.
- B. Priority Schedulling (PS)
Adalah tiap proses diberi prioritas dan proses yang berprioritas tertinggi mendapat jatah waktu lebih dulu (running). Berasumsi bahwa masing-masing proses memiliki prioritas tertentu, sehingga akan dilaksanakan berdasar prioritas yang dimilikinya. Ilustrasi yang dapat memperjelas prioritas tersebut adalah dalam komputer militer, dimana proses dari jendral berprioritas 100, proses dari kolonel 90, mayor berprioritas 80, kapten berprioritas 70, letnan berprioritas 60 dan seterusnya. Dalam UNIX perintah untuk mengubah prioritas menggunakan perintah nice.
Pemberian prioritas diberikan secara :
- Statis (static priorities)
Berarti prioritas tidak berubah.
Keunggulan :
- Mudah diimplementasikan.
- Mempunyai overhead relatif kecil.
Kelemahan :
- Tidak tanggap terhadap perubahan lingkungan yang mungkin menghendaki penyesuaian prioritas.
- Dinamis (dynamic priorities)
Merupakan mekanisme untuk menanggapi perubahan lingkungan sistem beroperasi. Prioritas awal yang diberikan ke proses mungkin hanya berumur pendek setelah disesuaikan ke nilai yang lebih tepat sesuai lingkungan.
Kelemahan :
- Implementasi mekanisme prioritas dinamis lebih kompleks dan mempunyai overhead lebih besar. Overhead in diimbangi dengan peningkatan daya tanggap sistem.
Dalam algoritma berprioritas dinamis dituntun oleh keputusan untuk memenuhi kebijaksanaan tertentu yang menjadi tujuan. Layanan yang bagus adalah menset prioritas dengan nilai 1/f, dimana f adalah ration kwanta terakhir yang digunakan proses.
Contoh :
- Proses yang menggunakan 2 msec kwanta 100 ms, maka prioritasnya50.
- Proses yang berjalan selama 50 ms sebelum blocked berprioritas 2.
- Proses yang menggunakan seluruh kwanta berprioritas 1.
- C. Multiple Feedback Queues (MFQ)
Merupakan :
- Penjadwalan berprioritas dinamis.
Penjadwalan ini 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.
Ketentuan yang berlaku adalah sebagai berikut :
- Jalankan proses pada kelas tertinggi.
- Jika proses menggunakan seluruh kwanta yang dialokasikan, maka diturunkan kelas prioritasnya.
- 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.
- D. Shortest Remaining First (SRF)
Merupakan :
- Penjadwalan berprioritas dinamis.
- Adalah preemptive untuk timesharing.
- Melengkapi SJF.
Pada SRF, proses dengan sisa waktu jalan diestimasi terendah dijalankan, termasuk proses-proses yang baru tiba.
- Pada SJF, begitu proses dieksekusi, proses dijalankan sampai selesai.
- Pada SRF, proses yang sedang berjalan (running) dapat diambil alih proses baru dengan sisa waktu jalan yang diestimasi lebih rendah.
Kelemahan :
- Mempunyai overhead lebih besar dibanding SJF. SRF perlu penyimpanan waktu layanan yang telah dihabiskan job dan kadang-kadang harus menangani peralihan.
- Tibanya proses-proses kecil akan segera dijalankan.
- Job-job lebih lama berarti dengan lama dan variasi waktu tunggu lebih lama dibanding pada SJF.
SRF perlu menyimpan waktu layanan yang telah dihabiskan , menambah overhead. Secara teoritis, SRF memberi waktu tunggu minimum tetapi karena overhead peralihan, maka pada situasi tertentu SFJ bisa memberi kinerja lebih baik dibanding SRF.
- E. Guaranteed Scheduloing (GS)
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.
Algoritma Non Pre-emptive
- A. First In First Out (FIFO)
Merupakan :
- Penjadwalan tidak berprioritas.
FIFO adalah penjadwalan paling sederhana, yaitu :
- Proses-proses diberi jatah waktu pemroses berdasarkan waktu kedatangan.
- Pada saat proses mendapat jatah waktu pemroses, proses dijalankan sampai selesai.
Penjadwalan ini :
- Baik untuk sistem batch yang sangat jarang berinteraksi dengan pemakai.
Contoh : aplikasi analisis numerik, maupun pembuatan tabel.
- Sangat tidak baik (tidak berguna) untuk sistem interaktif, karena tidak memberi waktu tanggap yang baik.
- Tidak dapat digunakan untuk sistem waktu nyata (real-time applications).
- B. Shortest Job First (SJF)
Penjadwalan ini mengasumsikan waktu jalan proses sampai selesai diketahui sebelumnya. Mekanismenya adalah menjadwalkan proses dengan waktu jalan terpendek lebih dulu sampai selesai, sehingga memberikan efisiensi yang tinggi dan turn around time rendah dan penjadwalannya tak berprioritas.
Masalah yang muncul adalah :
- Tidak mengetahui ukuran job saat job masuk.
Untuk mengetahui ukuran job adalah dengan membuat estimasi berdasarkan kelakukan sebelumnya.
- Proses yang tidak datang bersamaan, sehingga penetapannya harus dinamis.
Penjadwalan ini jarang digunakan, karena merupakan kajian teoritis untuk pembandingan turn around time.
- C. Highest Ratio Next (HRN)
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 dilayani.
Interupsi
Kerja prosesor pada suatu proses terhenti oleh pensaklaran konteks (perubahan kegiatan prosesor dari proses ke proses yang terjadi diantara proses sistem / proses aplikasi).
2 cara interupsi pada processor :
- 1. Interupsi langsung
Berasal dari luar prosesor (peripheral / alat mengirim sinyal kepada prosesor untuk meminta pelayanan)
- 2. Interupsi Tanya / Polling
Berasal dari prosesor (prosesor secara bergiliran mengecek apakah ada peripheral yang memerlukan pelayanan atau tidak)
- Interupsi dapat di-enable dan disable tergantung pada levelnya.
- Pembangkit interupsi dapat berasal dari :
- Program, di dalam program telah dirancang pada bagian tertentu akan terjadi pensaklaran konteks, yang menimbulkan interupsi, contohnya pada saat penggunaan alat / prosesor secara bergantian.
- Prosesor, prosesor sendiri dapat membangkitkan interupsi, yang biasa mengolah logika dan aritmatika. Jika melampoi ukuran tampung register di dalam prosesor, maka terjadi kekeliruan yang akan menginterupsi kerjanya sendiri dan menyerahkan kendali prosesor pada sistem operasi. Misalnya pembagian dengan bilangan nol.
- Satuan kendali, tugas untuk melaksanakan interupsi terletak pada satuan kendali, sehingga satuan kendali dapat membangkitkan interupsi. Misalnya kekeliruan instruksi
- Kunci waktu / clock, menggunakan interupsi berkala. Misalnya pada program looping yang tak terhingga, diinterupsi pada setiap selang waktu 60 detik.
- Peripheral I/O, I/O jika akan bekerja memberitahukan pada prosesor dengan interupsi prosesor dan juga ketika pekerjaan selesai atau pada saat terjadi kekeliruan paritas.
- Memori, karena terjadi kekeliruan, misalnya ketika prosesor ingin mencapai alamat memori yang terletak di luar bentangan alamat memori yang ada.
Sumber daya lain, misal dibangkitkan oleh operator sistem komputer yang mengerti cara interupsi.
î Interupsi vector : Berisi alamat prosedur service interupsi
î Penerimaan interupsi dan interupsi berganda : ada kalanya interupsi ditolak oleh prosesor atau interupsi yang datang tidak hanya satu sehingga diperlukan prioritas.
Tindak lanjut interupsi :
- 1. Penata interupsi / interrupt handler
Jika terjadi interupsi, maka kendali prosesor diserahkan ke bagian penata interupsi pada sistem operasi, maka penata interupsi inilah yang melaksanakan interupsi.
- Instruksi yang sedang diolah oleh prosesor dibiarkan sampai selesai program.
- Penata interupsi merekam semua informasi proses ke dalam blok kendali proses.
- Penata interupsi mengidentifikasi jenis dan asal interupsi.
- Penata interupsi mengambil tindakan sesuai dengan yang dimaksud interupsi.
- Penata interupsi mempersiapkan segala sesuatu untuk pelanjutan proses yang diinterupsi.
- 2. Penata keliru / error handler
yaitu interupsi karena kekeliruan pada pengolahan proses dan bagian pada sistem operasi yang menata kegiatan akibat kekeliruan adalah penata keliru.
- Pemulihan, komputer telah dilengkapi dengan sandi penemuan dan pemulihan kekeliruan, contohnya telah dilengkapi dengan sandi Hamming sehingga ketika menemukan kekeliruan sandi akan mengoreksi kekeliruan itu, proses pulih ke bentuk semula sebelum terjadi kekeliruan.
- Pengulangan, mengatur agar proses yang membangkitkan interupsi keliru dikerjakan ulang, jika kekeliruan dapat diatasi maka proses akan berlangsung seperti biasa, jika tidak teratasi maka interupsi akan menempuh tindak lanjut keluar dari proses.
- Keluar dari proses, penata keliru menyiapkan tampilan berita keliru dari monitor, setelah itu prosesor keluar dari proses, ini adalah tindakan terakhir jika tidak dapat menolong proses yang keliru tersebut.
Langkah-langkah yang dilakukan sistem operasi pada saat terjadi interupsi :
- hardware memasukkan program counter, dl.l.
memasukkan ke dalam stack pencacah program
- Hardware memuatkan (load) program counter baru dari vector interrupsi
- Prosedur bahasa rakitan menyimpan isi register
- Prosedur bahasa rakitan men-set stack yang baru
- Prosedur C menandai proses servis siap (ready)
- Scheduler / penjadwalan menentukan proses mana yang akan jalan berikutnya
- Prosedur C kembali ke modus bahasa rakitan
- Prosedur bahasa rakitan memulai proses yang sedang dilaksanakan.
.jpg)
0 komentar:
Posting Komentar