Penjadwalan dan Interaksi Proses Oleh : Wahyu Andhyka Kusuma 081233148591 Wahyu_dink@umm.ac.id

Definisi Proses Proses merupakan program yang sedang dieksekusi

Status Proses

Diskusikan Permasalahan Berikut : Fungsi Penjadwalan Proses Perbedaan Job Queue, Ready Queue dan Device Queue Proses Creation dan Proses Termination

Penjadwalan Proses Pada lingkungan multiprograming beberapa proses harus dijadwalkan untuk memaksimalkan kinerja CPU Pada lingkungan time-shared, CPU sering di-switch diantara diantara proses dimana user harus berinteraksi untuk setiap program saat dirunning Pada sistem uniproses, tidak pernah terjadi lebih dari satu proses yang dirunning, bila terdapat banyak proses, harus menunggu sampai CPU bebas dan dapat dijadwalkan ulang

Scheduling Queue Secara umum antrian penjadwalan dapat diklasifikasikan menjadi 3: Job Queue : antrian berisi semua proses yang akan masuk sistem Ready Queue : tempat proses dimemori utama yang menunggu dieksekusi Device queue : deretan proses yang menunggu peralatan I.O Setiap antrian disimpan sebagai linkedlist. Header berisi pointer PCB pertama dan terakhir dari List

Ready Queue dan Device Queue

Diagram Antrian Penjadwalan Proses

Scheduler Scheduler dilibatkan untuk memilih proses dari scheduling queue yang berbeda Secara umum terdapat 3 : Long Term Scheduler (Job Scheduler) Short Term Scheduler (CPU Scheduler) Medium Term Scheduler

Long Term Scheduler Proses pada sistem batch di-spool ke mass- storage (disk) Long Term Scheduler digunakan untuk memilih proses dari pool dan menyimpan ke memory Long term Scheduler tidak sering dmengeksekusi, digunakan hanya jika proses meninggalkan sistem

Short Term Scheduler Short term scheduler digunakan untuk memilih diantara proses yang siap dieksekusi dan salah satunya dialokasikan ke CPU Short term scheduler sering digunakan untuk memilih proses baru untuk CPU, broses dieksekusi hanya beberapa milidetik sebelum menunggu I.O Contoh : Jika Short term membutuhkan 10ms untuk memutuskan mengeksekusi 100ms maka 10/100 : 10% CPU digunakan untuk penjadwalan

Medium term scheduler Beberapa OS seperti time-sharing membutuhkan penjadwalan level tambahan yang disebut medium term scheduler

Operasi-Operasi Proses Proses-proses dalam sistem dapat dijalankan secara konkuren dan harus diciptakan serta dihapus secara dinamis. Sistem Operasi harus menyediakan mekanisme untuk proses creation dan termination

Proses Creation Satu proses dimungkinkan untuk membuat sejumlah proses baru melalui system call create- process. Proses yang dibuat sebelumnya disebut parent process, sedangkan proses yang baru disebut childern process. Proses baru ini juga dimungkinkan membuat proses yang lebih baru lagi.

Proses Creation Pada saat sebuah proses membuat proses baru, terdapat dua kemungkinan pada proses eksekusi. Parent melanjutkan eksekusi secara konkuren dengan childern Parent menunggu sampai beberapa atau semua childern terminate.

Proses Creation Terdapat pula dua kemungkinan pada address space proses baru : Child process merupakan duplikat dari parent process Child Process memiliki program untuk di-load ke dalam address space.

Process Termination Sebuah proses terminate ketika proses itu selesai mengeksekusi instruksi terakhir dan meminta sistem operasi untuk menghapusnya melalui system call.

Tahukah Kalian Apa beda dari Penjadwalan Proses dan Penjadwalan CPU

Konsep Penjadwalan CPU Penjadualan CPU adalah basis dari multi programming sistem operasi Dengan men-switch CPU diantara proses, sistem operasi dapat membuat komputer produktif

Konsep Dasar Penjadwalan Tujuan dari multi programming adalah untuk mempunyai proses berjalan secara bersamaan Ketika suatu proses harus menunggu, Sistem operasi dapat saja akan menghentikan CPU dari suatu proses yang sedang dieksekusi dan memberikan sumberdaya kepada proses yang lainnya

Konsep Dasar Penjadwalan CPU adalah salah satu sumber dari komputer yang penting yang menjadi sentral dari sentral penjadualan di sistem operasi Kapanpun CPU menjadi idle, sistem operasi harus memilih salah satu proses untuk masuk kedalam antrian ready (siap) untuk dieksekusi

Penjadwalan Preemptive dan Non Preemptive Strategi yang mengijinkan proses yang sedang dieksekusi untuk ditangguhkan sementara digunakan oleh windows 95 ke atas Penjadwalan non preemptive : Sekali CPU telah dialokasikan untuk sebuah proses, maka tidak dapat di ganggu digunakan oleh windows 3.X

Kriteria Penjadualan Algoritma penjadualan CPU yang berbeda mempunyai property yang berbeda. Dalam memilih algoritma yang digunakan untuk situasi tertentu, kita harus memikirkan properti yang berbeda untuk algoritma yang berbeda. Banyak kriteria yang dianjurkan untuk membandingkan penjadualan CPU algoritma.

Kriteria Penjadualan CPU utilization  kita ingin menjaga CPU sesibuk mungkin. CPU utilization akan mempunyai range dari 0 ke 100 persen. Di sistem yang sebenarnya seharusnya ia mempunyai range dari 40 persen samapi 90 persen Throughput  jika CPU sibuk mengeksekusi proses, jika begitu kerja telah dilaksanakan. Salah satu ukuran kerja adalah banyak proses yang diselesaikan per unit waktu, disebut througput. Untuk proses yang lama mungkin satu proses per jam ; untuk proses yang sebentar mungkin 10 proses perdetik.

Kriteria Penjadualan Turnaround time  dari sudut pandang proses tertentu, kriteria yang penting adalah berapa lama untuk mengeksekusi proses tersebut. Interval dari waktu yang dijinkan dengan waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan sebuah prose disebut turn around time. Turn around time adalah jumlah periode untuk menunggu untuk dapat ke memori, menunggu di ready queue, eksekusi di CPU, dan melakukan I/O Waiting time  algoritma penjadualan CPU tidak mempengaruhi waktu untuk melaksanakan proses tersebut atau I/O; itu hanya mempengaruhi jumlah waktu yang dibutuhkan proses di antrian ready. Waiting time adalah jumlah periode menghabiskan di antrian ready.

Kriteria Penjadualan Response time  di sistem yang interaktif, turnaround time mungkin bukan waktu yang terbaik untuk kriteria. Sering sebuah proses dapat memproduksi output diawal, dan dapat meneruskan hasil yang baru sementara hasil yang sebelumnya telah diberikan ke user. Ukuran yang lain adalah waktu dari pengiriamn permintaan sampai respon yang pertama di berikan. Ini disebut response time, yaitu waktu untuk memulai memberikan respon, tetapi bukan waktu yang dipakai output untu respon tersebut. Biasanya yang dilakukan adalah memaksimalkan CPU utilization dan throughput, dan minimalkan turnaround time, waiting time, dan response time dalam kasus tertentu kita mengambil rata-rata.

Dispatcher Komponen yang lain yang terlibat dalam penjadualan CPU adalah dispatcher yang berfungsi : Switching context Switching to user mode Lompat dari suatu bagian di progam user untuk mengulang progam

Algoritma Penjadualan First-Come, First-Served Algoritma ini akan mendahulukan proses yang lebih dulu datang Kelemahan algoritma ini adalah waiting time rata-rata yang cukup lama Muncul istilah convoy effect, dimana proses lain menunggu satu proses besar mengembalikan sumber daya CPU Algoritma ini nonpreemptive

Algoritma Penjadualan Round-Robin Schedulling Algoritma ini menggilir proses yang ada di antrian. Proses akan mendapat jatah sebesar time quantum. Jika time quantum-nya habis atau proses sudah selesai CPU akan dialokasikan ke proses berikutnya. Tak ada proses yang diprioritaskan Jika time quantum terlalu besar, sama saja dengan algoritma first-come first-served, jika terlalu kecil akan semakin banyak peralihan proses sehingga banyak waktu terbuang

Algoritma Penjadualan Priority Schedulling Algoritma ini memberikan skala prioritas kepada tiap proses Proses yang mendapat prioritas terbesar akan didahulukan. Algoritma ini dapat preemptive maupun nonpreeemptive Kelemahan dari algoritma ini adalah proses dengan prioritas kecil tidak akan mendapat jatah CPU. Hal ini dapat diatasi dengan aging, yaitu semakin lama menunggu, prioritas semakin tinggi.

Algoritma Penjadualan Multilevel Queue Schedulling Algoritma ini mengelompokkan antrian dalam beberapa buah antrian Antrian-antrian tersebut diberi prioritas Tiap antrian boleh memiliki algoritma yang berbeda Semakin tinggi tingkatan prioritasnya, semakin besar jatah waktu CPU-nya

Algoritma Penjadualan Shortest-Job First Schedulling Proses diatur menurut panjang CPU burst berikutnya (lebih tepatnya shortest next CPU burst). Waiting time rata-rata dari algoritma ini sangat kecil, sehingga layak disebut optimal Kelemahan algoritma ini yaitu kita tak pernah tahu secara pasti panjang CPU burst proses berikutnya Algoritma ini dapat merupakan preemptive atau nonpreemptive. Jika preemptive, jika ada proses datang dengan sisa CPU burst yang lebih kecil daripada yang sedang dieksekusi, maka proses tersebut akan menggantikan proses yang sedang dieksekusi

Beberapa istilah yg sering muncul Average Turn Around Time Rata-rata waktu total yg dibutuhkan sebuah proses dari datang sampai selesai dieksekusi oleh CPU Burst Time Waktu yg dibutuhkan utk mengeksekusi sebuah proses Average Waiting Time Rata-rata waktu yang dihabiskan proses selama berada pada status ready ( menunggu eksekusi CPU )

Algorithma Penjadwalan First-Come, First-Served ( FCFS ) Round Robin Schedulling Priority Schedulling Shortest-Job First Schedulling ( SJF ) Multilevel Queue Schedulling

First-Come, First-Served Algoritma ini akan mendahulukan proses yang lebih dulu datang Kelemahan algoritma ini adalah waiting time rata-rata yang cukup lama Muncul istilah convoy effect, dimana proses lain menunggu satu proses besar mengembalikan sumber daya CPU Algoritma ini nonpreemptive

Contoh Kasus Gant Chart : P1 P2 P3 24 27 30 T PROSES BRUST TIME WAKTU KEDATANGAN P1 24 P2 3 1 P3 2 Gant Chart : P1 P2 P3 24 27 30 T Waiting Time P1 = 0 | P2 = 24 – 1 = 23 | P3 = 27 – 2 = 25 Average Waiting Time = = 16 0 + 23 + 25 3 Turn Around Time P1 = 24 | P2 = 27 – 1 = 26 | P3 = 30 – 2 = 28 Average Turn Arround Time = = 26 24 + 26 + 28 3

Round-Robin Schedulling Algoritma ini menggilir proses yang ada di antrian. Proses akan mendapat jatah sebesar time quantum. Jika time quantum-nya habis atau proses sudah selesai CPU akan dialokasikan ke proses berikutnya. Tak ada proses yang diprioritaskan Jika time quantum terlalu besar, sama saja dengan algoritma first-come first-served, jika terlalu kecil akan semakin banyak peralihan proses sehingga banyak waktu terbuang

Contoh Kasus Time Quantum 3 Gant Chart : 12 15 T 3 6 9 P1 P2 PROSES BRUST TIME WKT KEDATANGAN P1 9 P2 6 1 Time Quantum 3 Gant Chart : 12 15 T 3 6 9 P1 P2 Waiting Time P1 = 0 + 3 + 3 = 6 | P2 = ( 3 - 1 ) + 3 = 5 Average Waiting Time = = 5.5 6 + 5 2 Turn Around Time P1 = 15 | P2 = 12 – 1 = 11 Average Turn Arround Time = = 13 15 + 11 2

Priority Schedulling Algoritma ini memberikan skala prioritas kepada tiap proses Proses yang mendapat prioritas terbesar akan didahulukan. Algoritma ini dapat preemptive maupun nonpreeemptive Kelemahan dari algoritma ini adalah proses dengan prioritas kecil tidak akan mendapat jatah CPU. Hal ini dapat diatasi dengan aging, yaitu semakin lama menunggu, prioritas semakin tinggi.

Contoh Kasus Priority Preemptive PROSES BRUST TIME WKT KEDATANGAN PRIORITY P1 9 3 P2 6 1 2 P3 Gant Chart : T 5 18 10 P3 P2 P1 1 2 Waiting Time P1 = 0 + ( 10 – 1 ) = 9 | P2 = 0 + ( 5 – 2 ) = 3 | P3 = 0 Average Waiting Time = = 4 9 + 3 + 0 3 Turn Around Time P1 = 18 | P2 = 10 – 1 = 9 | P3 = 5 – 2 = 3 Average Turn Arround Time = = 10 18 + 9 + 3 3

Contoh Kasus Priority Non-preemptive PROSES BRUST TIME WKT KEDATANGAN PRIORITY P1 9 3 P2 6 1 2 P3 Gant Chart : T 9 18 12 P3 P2 P1 Waiting Time P1 = 0 | P2 = ( 12 - 1 ) = 11 | P3 = ( 9 - 2 ) = 7 Average Waiting Time = = 6 0 + 11 + 7 3 Turn Around Time P1 = 9 | P2 = 18 – 1 = 17 | P3 = 12 – 2 = 10 Average Turn Arround Time = = 12 9 + 17 + 10 3

Shortest-Job First Schedulling Proses diatur menurut panjang CPU burst berikutnya (lebih tepatnya shortest next CPU burst). Waiting time rata-rata dari algoritma ini sangat kecil, sehingga layak disebut optimal Kelemahan algoritma ini yaitu kita tak pernah tahu secara pasti panjang CPU burst proses berikutnya Algoritma ini dapat merupakan preemptive atau nonpreemptive. Jika preemptive, jika ada proses datang dengan sisa CPU burst yang lebih kecil daripada yang sedang dieksekusi, maka proses tersebut akan menggantikan proses yang sedang dieksekusi

Contoh Kasus JFS Preemptive PROSES BRUST TIME WKT KEDATANGAN P1 9 P2 6 1 P3 3 2 Gant Chart : T 5 18 10 P3 P2 P1 1 2 Waiting Time P1 = 0 + ( 10 – 1 ) = 9 | P2 = 0 + ( 5 – 2 ) = 3 | P3 = 0 Average Waiting Time = = 4 9 + 3 + 0 3 Turn Around Time P1 = 18 | P2 = 10 – 1 = 9 | P3 = 5 – 2 = 3 Average Turn Arround Time = = 10 18 + 9 + 3 3

Contoh Kasus SJF Non-preemptive PROSES BURST TIME WKT KEDATANGAN P1 9 P2 6 1 P3 3 2 Gant Chart : T 9 18 12 P3 P2 P1 Waiting Time P1 = 0 | P2 = ( 12 - 1 ) = 11 | P3 = ( 9 - 2 ) = 7 Average Waiting Time = = 6 0 + 11 + 7 3 Turn Around Time P1 = 9 | P2 = 18 – 1 = 17 | P3 = 12 – 2 = 10 Average Turn Arround Time = = 12 9 + 17 + 10 3

Multilevel Queue Schedulling Algoritma ini mengelompokkan antrian dalam beberapa buah antrian Antrian-antrian tersebut diberi prioritas Tiap antrian boleh memiliki algoritma yang berbeda Semakin tinggi tingkatan prioritasnya, semakin besar jatah waktu CPU-nya

Latihan Soal… PROSES BRUST TIME PRIORITY WKT KEDATANGAN P1 10 3 P2 2 1 P2 2 1 P3 5 4 Gambar Gant Chart dan Tentukan Avg. Waiting Time serta Avg. Turn Arround Time dari ketiga proses di atas dengan algoritma : FCFS SJF ( preemptive ) Round-Robin, q = 2 Round-Robin, q = 5 Priority ( non-preemptive )