Penjadwalan Proses.

Presentasi berjudul: "Penjadwalan Proses."— Transcript presentasi:

1 Penjadwalan Proses

2 Konsep Proses Proses adalah program dalam eksekusi.
Suatu proses adalah lebih dari kode program, dimana kadang kala dikenal sebagai bagian tulisan. Proses juga termasuk aktivitas yang sedang terjadi, sebagaimana digambarkan oleh nilai pada program counter dan isi dari daftar prosesor/ processor's register. Suatu proses umumnya juga termasuk process stack, yang berisikan data temporer (seperti parameter metoda, address yang kembali, dan variabel lokal) dan sebuah data section, yang berisikan variabel global.

3 Status Proses Ketika proses bekerja, maka proses tersebut merubah state (keadaan statis/ asal). Status dari sebuah proses didefinisikan dalam bagian oleh aktivitas yang ada dari proses tersebut. Tiap proses mungkin adalah satu dari keadaan berikut ini: New: Proses sedang dikerjakan/ dibuat. Running: Instruksi sedang dikerjakan. Waiting: Proses sedang menunggu sejumlah kejadian untuk terjadi (seperti sebuah penyelesaian I/O atau penerimaan sebuah tanda/ signal). Ready: Proses sedang menunggu untuk ditugaskan pada sebuah prosesor. Terminated: Proses telah selsesai melaksanakan tugasnya/ mengeksekusi

4 Ilustrasi Status Proses

5 Process Control Block (PCB)
PCB berisikan banyak bagian dari informasi yang berhubungan dengan sebuah proses yang spesifik, yaitu : Keadaan proses: Keadaan mungkin, new, ready, running, waiting, halted, dan juga banyak lagi. Program counter: Counter mengindikasikan address dari perintah selanjutnya untuk dijalankan untuk proses ini. CPU register: Register bervariasi dalam jumlah dan jenis, tergantung pada rancangan komputer. Register tersebut termasuk accumulator, index register, stack pointer, general-puposes register, ditambah code information pada kondisi apa pun. Besertaan dengan program counter, keadaan/ status informasi harus disimpan ketika gangguan terjadi, untuk memungkinkan proses tersebut berjalan/ bekerja dengan benar setelahnya.

6 Process Control Block Informasi managemen memori: Informasi ini dapat termasuk suatu informasi sebagai nilai dari dasar dan batas register, tabel page/ halaman, atau tabel segmen tergantung pada sistem memori yang digunakan oleh sistem operasi. Informasi pencatatan: Informasi ini termasuk jumlah dari CPU dan waktu riil yang digunakan, batas waktu, jumlah akun, jumlah job atau proses, dan banyak lagi. Informasi status I/O: Informasi termasuk daftar dari perangkat I/O yang di gunakan pada proses ini, suatu daftar open berkas dan banyak lagi.

7 Ilustrasi PCB

8 Penjadualan Proses Memutuskan proses mana yang akan dilaksanakan dalam suatu sistem. Proses yang belum mendapat jatah alokasi dari CPU akan mengantri di ready queue.

9 Algoritma Penjadwalan Proses
FCFS (First Come First Serve) SJF (Shortest Job First) Priority Scheduling Round Robin Multilevel Queue Multilevel Feedback Queue

10 First Come First Serve Setiap proses yang berada pada status ready dimasukkan kedalam FIFO queue atau antrian dengan prinsip first in first out, sesuai dengan waktu kedatangannya

11 Kelemahan Waiting time rata-ratanya cukup lama.
Terjadinya convoy effect, yaitu proses-proses menunggu lama untuk menunggu 1 proses besar yang sedang dieksekusi oleh CPU. Algoritma ini juga menerapkan konsep non-preemptive, yaitu setiap proses yang sedang dieksekusi oleh CPU tidak dapat di-interrupt oleh proses yang lain.

12 Contoh Ada tiga buah proses yang datang secara bersamaan yaitu pada 0 ms, P1 memiliki burst time 24 ms, P2 memiliki burst time 3 ms, dan P3 memiliki burst time 3 ms. Hitunglah waiting time rata-rata dan turnaround time( burst time + waiting time) dari ketiga proses tersebut dengan menggunakan algoritma FCFS. Waiting time untuk P1 adalah 0 ms (P1 tidak perlu menunggu), sedangkan untuk P2 adalah sebesar 24 ms (menunggu P1 selesai), dan untuk P3 sebesar 27 ms (menunggu P1 dan P2 selesai). Urutan kedatangan adalah P1, P2 , P3; gantt chart untuk urutan ini adalah: Waiting time rata-ratanya adalah sebesar( )/3 = 17ms. Turnaround time untuk P1 sebesar 24 ms, sedangkan untuk P2 sebesar 27 ms (dihitung dari awal kedatangan P2 hingga selesai dieksekusi), untuk P3 sebesar 30 ms. Turnaround time rata-rata untuk ketiga proses tersebut adalah ( )/3 = 27 ms. Misalkan proses dibalik sehingga urutan kedatangan adalah P3, P2, P1. Waiting time adalah P1=6; P2=3; P3=0. Average waiting time: (6+3+0)/3=3

13 Shortest Job First Setiap proses yang ada di ready queue akan dieksekusi berdasarkan burst time terkecil Burst time:asumsi berapa lama sebuah proses membutuhkan CPU diantara proses menunggunya I/O. Hal ini tidak dapat diprediksi secara tepat sebelum dimulainya sebuah proses. Artinya jumlah waktu yang dibutuhkan sebuah proses dalam menggunakan CPU dalam sebuah satuan waktu. (Sebuah proses dapat menggunakan CPU selama beberapa kali selama task yang diberikan belum diselesaikan.

14 Kekurangan Susahnya untuk memprediksi burst time proses yang akan dieksekusi selanjutnya. Proses yang mempunyai burst time yang besar akan memiliki waiting time yang besar pula karena yang dieksekusi terlebih dahulu adalah proses dengan burst time yang lebih kecil.

15 Contoh Ada 4 buah proses yang datang berurutan yaitu P1 dengan arrival time pada 0.0 ms dan burst time 7 ms, P2 dengan arrival time pada 2.0 ms dan burst time 4 ms, P3 dengan arrival time pada 4.0 ms dan burst time 1 ms, P4 dengan arrival time pada 5.0 ms dan burst time 4 ms. Hitunglah waiting time rata-rata dan turnaround time dari keempat proses tersebut dengan mengunakan algoritma SJF. Average waiting time rata-rata untuk ketiga proses tersebut adalah sebesar ( )/4=4 ms. Average waiting time rata-rata untuk ketiga prses tersebut adalah sebesar ( )/4=3 ms.

16 Algoritma ini dapat dibagi menjadi 2
Preemptive . Jika ada proses yang sedang dieksekusi oleh CPU dan terdapat proses di ready queue dengan burst time yang lebih kecil daripada proses yang sedang dieksekusi tersebut, maka proses yang sedang dieksekusi oleh CPU akan digantikan oleh proses yang berada di ready queue tersebut. Preemptive SJF sering disebut juga Shortest-Remaining- Time-First scheduling. Non-preemptive . CPU tidak memperbolehkan proses yang ada di ready queue untuk menggeser proses yang sedang dieksekusi oleh CPU meskipun proses yang baru tersebut mempunyai burst time yang lebih kecil.

17 Priority Scheduling Merupakan algoritma penjadwalan yang mendahulukan proses yang memiliki prioritas tertinggi. Setiap proses memiliki prioritasnya masing-masing. Prioritas suatu proses dapat ditentukan melalui beberapa karakteristik antara lain: Time limit. Memory requirement. Akses file. Perbandingan antara burst M/K dengan CPU burst. Tingkat kepentingan proses.

18 Priority Scheduling Priority scheduling juga dapat dijalankan secara preemptive maupun non- preemptive. Pada preemptive, jika ada suatu proses yang baru datang memiliki prioritas yang lebih tinggi daripada proses yang sedang dijalankan, maka proses yang sedang berjalan tersebut dihentikan, lalu CPU dialihkan untuk proses yang baru datang tersebut. Sementara itu, pada non- preemptive, proses yang baru datang tidak dapat menganggu proses yang sedang berjalan, tetapi hanya diletakkan di depan queue.

19 Kelemahan Dapat terjadinya indefinite blocking( starvation). Suatu proses dengan prioritas yang rendah memiliki kemungkinan untuk tidak dieksekusi jika terdapat proses lain yang memiliki prioritas lebih tinggi darinya. Solusi dari permasalahan ini adalah aging, yaitu meningkatkan prioritas dari setiap proses yang menunggu dalam queue secara bertahap.

20 Contoh Contoh: Setiap 10 menit, prioritas dari masing-masing proses yang menunggu dalam queue dinaikkan satu tingkat. Maka, suatu proses yang memiliki prioritas 127, setidaknya dalam 21 jam 20 menit, proses tersebut akan memiliki prioritas 0, yaitu prioritas yang tertinggi (semakin kecil angka menunjukkan bahwa prioritasnya semakin tinggi).

21 Round Robin 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. Tentu proses ini cukup adil karena tak ada proses yang diprioritaskan, semua proses mendapat jatah waktu yang sama dari CPU yaitu (1/n), dan tak akan menunggu lebih lama dari (n-1)q dengan q adalah lama 1 quantum. Algoritma ini sepenuhnya bergantung besarnya time quantum. Jika terlalu besar, algoritma ini akan sama saja dengan algoritma first come first served. Jika terlalu kecil, akan semakin banyak peralihan proses sehingga banyak waktu terbuang.

22 Permasalahan Round Robin
Permasalahan utama pada Round Robin adalah menentukan besarnya time quantum. Jika time quantum yang ditentukan terlalu kecil, maka sebagian besar proses tidak akan selesai dalam 1 quantum. Hal ini tidak baik karena akan terjadi banyak switch, padahal CPU memerlukan waktu untuk beralih dari suatu proses ke proses lain (disebut dengan context switches time). Sebaliknya, jika time quantum terlalu besar, algoritma Round Robin akan berjalan seperti algoritma first come first served. Time quantum yang ideal adalah jika 80% dari total proses memiliki CPU burst time yang lebih kecil dari 1 time quantum.

23 Urutan Kejadian Round Robin

24 Penggunaan Waktu Kuantum

25 Multilevel Queue Ide dasar dari algoritma ini berdasarkan pada sistem prioritas proses. Prinsipnya, jika setiap proses dapat dikelompokkan berdasarkan prioritasnya. 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.

26 Kelemahan 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.

27 Multilevel Feedback Queue
Algoritma ini mirip sekali dengan algoritma multilevel queue. Perbedaannya ialah algoritma ini mengizinkan proses untuk pindah antrian. Jika suatu proses menyita CPU terlalu lama, maka proses itu akan dipindahkan ke antrian yang lebih rendah. Biasanya prioritas tertinggi diberikan kepada proses dengan CPU burst terkecil, dengan begitu CPU akan terutilisasi penuh dan M/K dapat terus sibuk. Semakin rendah tingkatannya, panjang CPU burst proses juga semakin besar.

28 Multilevel Feedback Queue

29 Algoritma ini didefinisikan melalui beberapa parameter
Jumlah antrian. Algoritma penjadwalan tiap antrian. Kapan menaikkan proses ke antrian yang lebih tinggi. Kapan menurunkan proses ke antrian yang lebih rendah. Antrian mana yang akan dimasuki proses yang membutuhkan.