PERTEMUAN KE-4 Heintje Hendrata, S.Kom

MANAJEMEN PROSES TIK : Mahasiswa dapat memahami konsep dasar proses Heintje Hendrata, S.Kom

STRUKTUR SISTEM OPERASI KOMPONEN SISTEM : 1. Manajemen Proses 2. Manajemen Memori Utama 3. Manajemen Penyimpanan Sekunder 4. Manajemen I/O 5. Manajemen File Heintje Hendrata, S.Kom

•Manajemen Proses –Proses dinyatakan sebagai program yang dieksekusi •Sebuah batch job •Sebuah time-shared user program –Proses memerlukan resource untuk menyelesaikan task •CPU Time, memori, file, I/O device •Semua resource dapat diberikan saat proses dibuat atau dialokasikan saat proses berjalan –Program bukan suatu proses.Program adalah entity pasif seperti file yang disimpan di disk, proses entiti aktif Heintje Hendrata, S.Kom STRUKTUR SISTEM OPERASI

•Aktifitas yang harus ditangani oleh OS yang berhubungan dengan manajemen proses : –Membuat dan menghapus baik proses user (mengeksekusi kode user) maupun proses system (mengeksekusi kode system) –Menghentikan sementara (suspension) dan melanjutkan (resumption) proses –Menyediakan mekanisme untuk sinkronisasi proses –Menyediakan mekanisme untuk komunikasi proses –Menyediakan mekanisme untuk menangani deadlock Heintje Hendrata, S.Kom STRUKTUR SISTEM OPERASI

•Manajemen Memori Utama –Memori adalah array besar ukuran byte, dengan alamat tertentu –Memori adalah gudang pengaksesan data shared yang cepat oleh CPU dan I/O –CPU membaca instruksi dari memori utama selama siklus instruction-fetch dan baik membaca dan menulis data dari dan ke memori selama siklus data-fetch –Beberapa program harus diletakkan di memori untuk meningkatkan utilitas CPU dan kecepatan dari respon komputer Heintje Hendrata, S.Kom STRUKTUR SISTEM OPERASI

•Aktifitas yang ditangani oleh OS yang berhubungan dengan manajemen memori: –Menyimpan bagian memori yang digunakan dan siapa yang menggunakan –Memutuskan proses yang disimpan ke memori bila tersedia ruang memori –Mengalokasikan dan mendealokasikan ruang memori sesuai kebutuhan Heintje Hendrata, S.Kom STRUKTUR SISTEM OPERASI

•Manajemen Penyimpanan Sekunder –Secondary storage (disk) digunakan sebagai penyimpanan online medium baik program maupun data –Penyimpanan sekunder harus digunakan secara efisien Heintje Hendrata, S.Kom STRUKTUR SISTEM OPERASI

•Aktifitas yang ditangani oleh OS yang berhubungan dengan Manajemen Penyimpanan Sekunder : –Manajemen ruang bebas (freespace) –Alokasi Penyimpanan –Penjadwalan disk Heintje Hendrata, S.Kom STRUKTUR SISTEM OPERASI

•Manajemen I/O –Salah satu tujuan OS adalah : menyembunyikan kerumitan device H/W dari user –Sistem I/O terdiri dari : •Sistem buffer-catching •General device-driver interface •Drivers for spesific H/W device Heintje Hendrata, S.Kom STRUKTUR SISTEM OPERASI

•Aktifitas yang ditangani oleh OS yang berhubungan dengan Manajemen I/O : –Penyangga Menampung sementara data dari/ke device I/O –Spooling Melakukan penjadwalan pemakaian I/O sistem supaya lebih efisien –Menyediakan driver Untuk dapat melakukan operasi rinci untuk device I/O tertentu Heintje Hendrata, S.Kom STRUKTUR SISTEM OPERASI

•Manajemen File –Manajemen file adalah satu komponen yang visible dari OS –File adalah unit penyimpan logika –File adalah kumpulan informasi yang berhubungan dengan pembuatnya –File berisi urutan bit, byte, baris atau record yang berarti bagi pembuatnya –File diorganisasikan ke dalam direktori, bila banyak user mengakses file, perlu ada kontrol oleh siapa dan dengan cara apa file diakses –OS akan memetakan file ke media fisik dan mengakses file melalui storage device Heintje Hendrata, S.Kom STRUKTUR SISTEM OPERASI

•Aktifitas yang menjadi tanggung jawab OS yang berhubungan dengan Manajemen File : –Pembuatan dan penghapusan file –Pembuatan dan penghapusan direktori –Manipulasi file dan direktori –Pemetaan file ke memori sekunder –Backup file ke media penyimpanan yang stabil (nonvolatile) Heintje Hendrata, S.Kom STRUKTUR SISTEM OPERASI

PELAYANAN SISTEM OPERASI •Layanan Sistem Operasi dirancang untuk membuat program menjadi lebih mudah •Pelayanan Sistem Operasi meliputi: –Eksekusi Program •Sistem memanggil program ke memori dan menjalankannya, program dapat mengakhiri eksekusinya dalam bentuk normal atau abnormal –Operasi I/O •Pada saat program sedang dijalankan terkadang membutuhkan I/O, dalam hal ini user tidak diperkanankan mengontrol I/O tersebut secara langsung, pengontrolan I/O dilakukan oleh OS Heintje Hendrata, S.Kom

–Komunikasi •OS harus menyediakan program yang memungkinkan proses bertukar informasi dengan proses lain •Komunikasi antar proses dapat terjadi pada komputer yang sama atau komputer yang berbeda –Mendeteksi Kesalahan •OS harus sanggup mendeteksi beberapa error yang terjadi pada CPU, memori, device I/O dll Heintje Hendrata, S.Kom PELAYANAN SISTEM OPERASI

SYSTEM CALL •System Call adalah interface antara program dan bagian OS •System Call menjadi jembatan antara proses dan sistem operasi •System Call adalah tata cara pemanggilan di program aplikasi untuk memperoleh layanan sistem operasi •System Call dikelompokkan dalam 5 kategori : –Process Control •End, abort, load, execute, create process, terminate process, get process attributes, set process attributes, wait for time, wait event, signal event, allocate and free memory –File Manipulation •Create file, delete file, open, close, read, write, reposition, get file attributes, set file sttributes Heintje Hendrata, S.Kom

–Device manipulation •Request device, release device, read, write, reposition, get device sttributes, set device attributes, logically attach or detach devices –Information Maintenance •Get time or date, set time or date, get system data, get process, file, or device attributes, set process, file or device attributes –Communication •Create, delete communication connection, send, receive message, transfer status information, attach or detach remote devices Heintje Hendrata, S.Kom SYSTEM CALL

SYSTEM PROGRAM •OS terdiri dari kumpulan system program •System Program berada antara OS dan Program aplikasi •System program dibagi menjadi beberapa kategori: –Manipulasi File •Program ini umumnya memanipulasi file dan direktori : create, delete, copy, rename dll Heintje Hendrata, S.Kom

SYSTEM PROGRAM –Informasi Status •Beberapa program menanyakan sistem untuk informasi status seperti : tanggal, waktu, jumlah user, jumlah pengguna memori atau disk space –Modifikasi File •Menyediakan beberapa text editor –Bahasa Pemrograman •Menyediakan compiler,assembler, interpreter Heintje Hendrata, S.Kom

SYSTEM PROGRAM –Loading dan Eksekusi Program •Menyediakan loader untk menyimpan program yang dicompile ke main memory seperti absolute loader, dan relocatable loader –Komunikasi •Menyediakan mekanisme untuk membuat hubungan virtual antar proses, user dan sistem komunikasi yang berbeda –Program-program aplikasi •Program-program aplikasi yang digunakan bersama OS adalah pemformat text Heintje Hendrata, S.Kom

MANAJEMEN PROSES 1.Konsep Proses a.Definisi Proses b.Status Proses c.Process Control Block (PCB) 2.Konsep Penjadwalan a.Queue Scheduling b.Schedulers 3.Operasi Pada Proses a.Pembuatan Proses b.Penghentian Proses Heintje Hendrata, S.Kom

KONSEP PROSES • Proses merupakan semua aktifitas CPU, seperti : – Job yang dieksekusi pada sistem batch – User Program atau task pada sistem time shared – Beberapa program yang dijalankan pada satu waktu : satu program interactive dan beberapa program batch pada system single user seperti MS-DOS Heintje Hendrata, S.Kom

KONSEP PROSES •Windows Task Manager • Perintah PS pada UNIX Heintje Hendrata, S.Kom

•Proses adalah program yang sedang dieksekusi. •Eksekusi proses dilakukan secara berurutan •Proses bukan hanya “kode program”, tapi juga termasuk didalamnya : –Aktifitas saat ini yang merupakan nilai dari “program counter” –Isi dari register processor –Program stack –“Data section” yang berisi variabel global –Menyimpan status proses, seperti : aktif, wait I/O request dll Heintje Hendrata, S.Kom KONSEP PROSES

• Proses adalah entiti aktif, mempunyai program counter yang menunjuk ke instruksi selanjutnya yang akan dieksekusi • Dua proses yang merupakan program yang sama mempunyai urutan eksekusi yang terpisah • Suatu proses membutuhkan resource untuk menyelesaikan pekerjaannya, dimana resource tersebut dialokasikan oleh proses pada saat dibuat atau dieksekusi Heintje Hendrata, S.Kom KONSEP PROSES

STATUS PROSES •Apabila proses dieksekusi maka kemungkinan akan terjadi perubahan “state” •Status dari sebuah proses mencerminkan suatu keadaan/ aktivitas yang sedang dilakukan oleh proses itu sendiri. •Hanya satu proses yang dapat berjalan pada prosesor manapun pada satu waktu, tetapi banyak proses yang dapat berstatus ready atau waiting Heintje Hendrata, S.Kom

STATUS PROSES • Status proses terdiri dari : – NEW • Status yang dimiliki pada saat proses baru saja dibuat – RUNNING • Status yang dimiliki pada saat instruksi-instruksi dari sebuah proses dieksekusi • Proses bisa dieksekusi karena CPU tidak sedang mengerjakan tugas yang lain – WAITING • Status yang dimiliki pada saat proses menunggu suatu event, seperti penyelesaian I/O atau menerima signal Heintje Hendrata, S.Kom

STATUS PROSES –READY •Status yang dimiliki pada saat proses siap dieksekusi oleh processor •Proses menunggu jatah waktu dari processor –TERMINATED •Status yang dimiliki pada saat proses telah selesai dieksekusi Heintje Hendrata, S.Kom

DIAGRAM STATUS PROSES Heintje Hendrata, S.Kom

DIAGRAM STATUS PROSES • Ada 3 kemungkinan bila sebuah proses memiliki status running : 1. Jika program telah selesai dieksekusi  status proses berubah menjadi TERMINATED 2. Jika waktu yang disediakan oleh OS untuk proses tersebut habis  akan terjadi interrupt dan proses berstatus READY 3. Jika suatu event terjadi pada saat proses dieksekusi (seperti ada request I/O)  proses tersebut akan menunggu event tersebut dan proses berstatus WAITING Heintje Hendrata, S.Kom

PROCESS CONTROL BLOCK • Setiap proses direpresentasikan pada OS sebagai “Process Control Block” • PCB hanya berfungsi sebagai tempat penyimpanan informasi yang dapat bervariasi dari proses satu dengan proses yang lainnya Heintje Hendrata, S.Kom

PROCESS CONTROL BLOCK (PCB) • PCB berisi informasi dari proses tertentu : – Status Proses • Status yang mungkin dimiliki oleh setiap proses : new, ready, running, waiting, terminated – Program Counter • Menunjukkan alamat berikutnya yang akan dieksekusi oleh proses tersebut – CPU Register • Register bervariasi dalam jumlah dan jenis, tergantung pada rancangan komputer, meliputi : – Accumulator, register index, stack pointer, dan register serbaguna • Bila terjadi interrupt, status informasi disimpan dan proses dilanjutkan Heintje Hendrata, S.Kom

PROCESS CONTROL BLOCK (PCB) – Informasi Penjadwalan CPU • Berisi prioritas dari proses, pointer ke antrian penjadwalan, parameter penjadwalan lainnya – Informasi Manajemen Memori • Berisi nilai dari dasar(basis) dan limit (batas) register, tabel page, atau tabel segmen – Informasi Accounting • Berisi jumlah CPU dan real time yang digunakan,batas wakti, jumlah job atau proses dll – Informasi Status I/O • Informasi daftar dari perangkat I/O yang digunakan untuk proses ini • Informasi daftar file-file yang sedang diakses Heintje Hendrata, S.Kom

KONSEP PENJADWALAN • Konsep dari Multiprogramming : – Suatu proses akan menggunakan CPU sampai proses tersebut dalam status “wait” (misal : meminta I/O) selesai – Pada saat “wait”  CPU akan menganggur, untuk mengatasi hal ini  CPU dialihkan ke proses lain yang berstatus “ready” • Tujuan dari Multiprogramming adalah : – Untuk memaksimalkan penggunaan CPU dengan cara mengatur alokasi waktu yang digunakan oleh CPU untuk memperkecil waktu idle • Untuk Sistem yang bersifat Uniprogramming: – Hanya ada 1 proses yang dapat berjalan setiap waktunya – Jika ada proses yang lebih dari satu, maka proses yang lain harus menunggu sampai CPU bebas dan siap untuk dijadwalkan kembali Heintje Hendrata, S.Kom

QUEUE SCHEDULING • Queue Scheduling dapat diklasifikasikan dalam 3 kategori : – Job Queue • Antrian berisi semua proses yang masuk dalam sistem – Ready Queue • Proses yang berada pada memori utama, siap dan menunggu untuk dieksekusi – Device Queue • Deretan proses yang sedang menunggu peralatan I/O • Tiap peralatan I/O memiliki device queue Heintje Hendrata, S.Kom

QUEUE SCHEDULING – Setiap antrian disimpan sebagai linked list dan berisi pointer awal dan akhir PCB. – Tiap PCB memiliki suatu pointer menunjuk ke proses selanjutnya pada antrian Heintje Hendrata, S.Kom

QUEUE SCHEDULING – Proses baru mula-mula diletakkan di ready queue dan menunggu sampai dipilih untuk dieksekusi (dispatched) CPU – Ketika proses dialokasikan CPU dan dieksekusi, terjadi satu dari event berikut : o Proses meminta I/O dan kemudian ditempatkan pada I/O queue o Proses membuat sub proses baru dan menunggu diterminasi o Proses dihapus dari CPU karena diinterrupt dan dikembalikan ke ready queue Heintje Hendrata, S.Kom

QUEUE SCHEDULING – Penjadwalan proses dapat direpresentasikan secara umum dalam bentuk diagram : Heintje Hendrata, S.Kom

SCHEDULER(PENJADWAL) • Sistem operasi harus memilih dan memproses antrian-antrian berdasarkan kategorinya, dimana proses seleksinya dilakukan oleh scheduler yang tepat • Ada 3 tipe Scheduler : – Long Term Scheduler (Job Scheduler) – Short Term Scheduler (CPU Scheduler) – Medium Term Scheduler Heintje Hendrata, S.Kom

• Long Term Scheduler (Job Scheduler) – Menyeleksi proses-proses mana yang harus dimasukkan ke dalam ready queue dan membawanya ke memori untuk dieksekusi – Long Term Scheduler mengeksekusi lebih jarang, dibutuhkan beberapa menit untuk pembuatan proses baru dalam sistem – Long Term Scheduler  mengontrol jumlah proses dalam memori (degree of multiprogramming) – Jika degree of multiprogramming stabil  tingkat rata-rata penciptaan proses harus sama dengan tingkat rata-rata proses meninggalkan sistem Heintje Hendrata, S.Kom SCHEDULER(PENJADWAL)

• Short Term Scheduler (CPU Scheduler) – Menentukan proses mana yang selanjutnya akan dieksekusi dan mengalokasikan CPU untuk proses tersebut, dimana pemilihan proses barunya dialokasikan sesering mungkin – Sort Term Scheduler  lebih sering dipanggil (hanya dalam waktu milisecond) – Karena durasi yang pendek antara eksekusi, short Term Scheduler harus sangat cepat Heintje Hendrata, S.Kom SCHEDULER(PENJADWAL)

• Short Term Scheduler (CPU Scheduler) – Menentukan proses mana yang selanjutnya akan dieksekusi dan mengalokasikan CPU untuk proses tersebut, dimana pemilihan proses barunya dialokasikan sesering mungkin – Sort Term Scheduler  lebih sering dipanggil (hanya dalam waktu milisecond) – Karena durasi yang pendek antara eksekusi, short Term Scheduler harus sangat cepat Heintje Hendrata, S.Kom SCHEDULER(PENJADWAL)

• Medium Term Scheduler – Penjadwal ini akan menguntungkan untuk memindahkan proses dari memori  jumlah proses dalam memori akan berkurang – Skema Medium Term Scheduler disebut swapping. Swapping diperlukan untuk meningkatkan mutu penggabungan proses (karena perubahan dalam kebutuhan memori yang mengakibatkan memori harus dibebaskan) Heintje Hendrata, S.Kom SCHEDULER(PENJADWAL)

CONTEXT SWITCH • Pada saat CPU beralih ke proses lain, sistem harus menyimpan state dari proses lama dan mengambil state dari proses yang baru.Pekerjaan ini disebut : “Context Switch” Heintje Hendrata, S.Kom

• Context Switch sebuah proses direpresentasikan dalam PCB dari suatu proses  nilai dari CPU register, status proses, informasi manajemen memori • Waktu context switch mempunyai kecepatan bervariasi (biasanya berkisar 1 – 1000ms) tergantung: – Kecepatan memori – Jumlah register yang dicopy – Ada atau tidaknya instruksi khusus (misal : instruksi tunggal untuk mengisi atau menyimpan seluruh register) Heintje Hendrata, S.Kom CONTEXT SWITCH

OPERASI PADA PROSES • Sistem Operasi dalam mengelola proses dapat melakukan operasi-operasi terhadap proses • Pembuatan Proses – Beberapa aktifitas yang berkenaan dengan pembuatan proses, a.l : • Memberi identitas (nama) pada proses yang dibuat • Menyisipkan proses pada list proses atau tabel proses • Menentukan prioritas awal proses • Membuat/ menciptakan PCB • Mengalokasikan sumber daya (resource) awal bagi proses Heintje Hendrata, S.Kom

OPERASI PADA PROSES – Contoh Pembuatan Proses • Inisialisasi Sistem  Reboot • Eksekusi System Call untuk Pembuatan proses – Fork () • User meminta untuk membuat proses baru – Mengetikkan perintah di command line – Mengklik icon Heintje Hendrata, S.Kom

OPERASI PADA PROSES • PENGHENTIAN PROSES – Pada saat proses berhenti  proses akan mengembalikan semua data ke parent proses, dan proses dihapus dari sistem, dilanjutkan dengan menghapus PCB – Alasan yang menyebabkan proses dihentikan : • Selesainya proses secara normal • Proses berjalan melewati batas waktu yang telah ditentukan • Memori tidak tersedia • Pelanggaran terhadap batas memori • Terjadi kesalahan perhitungan (misal :pembagian dengan 0) • Proses menunggu terlalu lama • Terjadi kegagalan I/O (misal : tidak menemukan file) Heintje Hendrata, S.Kom

PERTANYAAN ? Heintje Hendrata, S.Kom