•Pengertian Penjadwalan Proses
Penjadwalan proses merupakan kumpulan kebijaksanaan dan mekanisme di sistem operasi yang berkaitan dengan urutan kerja yang dilakukan sistem komputer.
Penjadwalan bertugas memutuskan :
• Proses yang harus berjalan
• Kapan dan selama berapa lama proses itu berjalan.
•Kriteria Pengukuran Penjadwalan
Kriteria untuk mengukur dan optimasi kinerja penjadwalan :
1. Adil (Fairness)
Adil adalah proses-proses diperlukan sama yaitu mendapatkan jatah waktu pemroses yang sama dan tak ada proses yang tidak kebagian layanan pemroses sehingga mengalami startvision. Sasaran pendjadwalan seharusnya menjamin tiap proses mendapat pelayanan dari pemroses yang adil.
2. Efesiensi (Efficient)
Efesiensi atau utilisasi pemroses dihitung dengan perbandingan (rasio) waktu sibuk pemroses. Sasaran penjadwalan adalah menjaga agar pemroses tetap dalam keadaan sibuk sehingga efesiensi mencapai maksimum. Sibuk adalah pemroses tidak menganggur, termasuk waktu yang dihabiskan untuk mengeksekusi program pemakai dan sistem operasi.
3. Waktu Tanggap (Response Time)
Waktu tanggap berbeda untuk sistem interaktif dan sistem waktu nyata
•Sistem interaktif
Waktu tanggap dalam sistem interaktif didefinisikan sebagai waktu yang dihabiskan dari saat karakter terakhir dari perintah dimasukkan atau transaksi sampai hasil pertama muncul dilayar (terminal). Waktu tanggap ini disebut terminal response time
•Sistem waktu nyata
Pada sistem waktu nyata, waktu tanggap didefinisikan sebagai waktu dari saat kejadian (internal atau eksernal) sampai instruksi pertama rutin layanan yang dimaksud dieksekusi, disebut event response time. Sasaran pendjadwalan adalah meminimalkan waktu tanggap.
4. Waktu Penyelesaian (TurnaroundTime)
Turnaround time adalah waktu yang dihabiskan dari saat program mulai masuk ke sistem sampai proses diselesaikan sistem. Waktu yang dimaksud adalah waktu yang dihabiskan dalam sistem, diekspresikan sebagai jumlah waktu eksekusi dan waktu menunggu, yaitu:
Turn Arround Time = waktu eksekusi+waktu tunggu
Sasaran penjadwalan adalah meminimalkan turnaround time.
5. Throughtput
Throughtput 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. Sasaran penjadwalan adalah memaksimalkan jumlah job yang diproses per satu interval waktu. Lebih tinggi angka throughput, lebih banyak kerja yang dilakukan sistem. Kriteria-kriteria tersebut saling bergabung dan dapat pula saling bertentangan sehingga tidak dimungkinkan optimasi semua kriteria secara simultan.
Contoh :
Untuk memberi waktu tanggap kecil memerlukan penjadwalan yang sering beralih diantara proses-proses itu. Cara ini meningkatkan overhead sistem dan mereduksi throughput. Kebijaksanaan perancangan penjadwalan melibatkan kompromi diantara kebutuhan-kebutuhan yang saling bertentangan. Kompromi ini bergantung sifat dan penggunaan sistem komputer.
• Tipe-Tipe Penjadwalan
Terdapat tiga tipe penjadwalan berada secara bersama-sama pada sistem operasi yang kompleks, yaitu :
1. Penjadwal jangka pendek (short-tem scheduller)
Penjadwal ini bertugas menjadwalkan alokasi pemroses diantara proses-proses ready di memori utama. Sasaran utama penjadwal ini memaksimalkan kinerja untuk memenuhi satu kumpulan kriteria yang diharapakan. Penjadwal ini dijalankan setiap terjadi pengalihan proses untuk memilih proses berikutnya yang harus dijalankan.
2. Penjadwal jangka menengah (medium-term scheduller)
Setelah eksekusi selama suatu waktu, proses mungkin ditunda karena membuat permintaan layanan masukan/keluaran atau memanggil suatu system call. Proses-proses tertunda tidak dapat membuat suatu kemajuan selesai sampai kondisi-kondisi yang menyebabkan tertunda dihilangkan.
Agar ruang memori dapat bermanfaat, maka proses dipindah dari memori utama ke memori sekunder agar tersedia ruang untuk proses-proseslain. Kapasitas memori utama terbatas untuk sejumlah proses aktif. Aktivitas pemindahan proses yang tertunda dari memori utama ke memori sekunder disebutswapping.
Penjadwal jangka menengah adalah menangani proses-proses swapping. Proses-proses mempunyai kepentingan kecil saat itu sebagai proses yang tertunda. Tetapi, begitu kondisi yang membuatnya terunda hilang dan proses dimasukkan kembali ke memori utama dan ready. Penjadwal jangka menengah mengendalikan transisi dari suspended-ready (dari keadaan suspend ke ready) proses-proses swapping.
3. Penjadwal jangka panjang (long-term scheduller)
Penjadwal jangka panjang bekerja terhadap antrian batch dan memilih batch berikutnya yang harus dieksekusi. Batch biasanya adalah proses-proses dengan penggunaan sumber daya yang intensif (yaitu waktu proses, memori, perangkat I/O), program-program ini berprioritas rendah, digunakan sebagai pengisi (agar pemroses sibuk) selama periode aktivitas job-job interaktif rendah. Sasaran utama penjadwal jangka pangjang adalah memberi keseimbangan job-job campuran. Dikaitkan dengan state-state proses.
•Strategi Penjadwalan
Terdapat dua strategi penjadwalan, yaitu:
1. Penjadwalan nonpreemptive
Begitu pemroses diberi jatah untuk memroses maka proses tidak dapat diambil alih oleh pemroses lain sampai proses itu selesai.
2. Penjadwalan preemptive
Saat proses diberi jatah waktu pemroses maka pemroses dapat diambil alih proses lain sehingga proses disela sebelum selesai dan harus dilanjutkan menunggu jatah waktu pemroses tiba kembali pada proses itu.
Penjadwalan preemptive berguna pada sistem dimana proses-proses yang mendapat perhatian tanggapan pemroses secara cepat. Misalnya :
• Pada sistem waktu nyata, kehilangan interupsi (yaitu interupsi tidak segera dilayani) dapat berakibat fatal.
• Pada sistem interaktif/time-sharing, penjadwalan preemptive penting agar dapatmenjamin waktu tanggap yang memadai.Penjadwalan preemptive bagus, tapi tidak tanpa ongkos. Perlaihan proses (yaitu proses beralih ke proses lain) memerlukan overhead (karena banyak tabel yang dikelola). Agar preemptive efektif, banyak proses harus berada di memori utama sehingga proses-proses tersebut dapat segera running begitu diperlukan. Menyimpan banyak proses tak running benar-benar di memori merupakan suatu overhead tersendiri.
• Algoritma Penjadwalan
Penjadwalan berkaitan dengan permasalahan memutuskan proses mana yang akan dilaksanakan dalam suatu sistem.Proses yang belum mendapat jatah alokasi dari CPU akan mengantri di ready queue.Berfungsi untuk menentukan proses manakah yang ada di ready queue(antri) yang akan di eksekusi oleh CPU. Terdapat banyak algoritma penjadwalan ,baik nonpreemptive maupun preemptive.
Algoritma-algoritma yang menerapkan strategi nonpreemptive:
1. FIFO (First In First Out)
FIFO adalah akronim untuk First In, First Out (Pertama Masuk, Pertama Keluar), sebuah abstraksi yang berhubungan dengan cara mengatur dan memanipulasi data relatif terhadap waktu dan prioritas. Ungkapan ini menggambarkan prinsip teknik pengolahan antrean atau melayani permintaan yang saling bertentangan dengan proses pemesanan berdasarkan perilaku first-come, first-served (FCFS): di mana orang-orang meninggalkan antrean dalam urutan mereka tiba, atau menunggu giliran satu di sebuah sinyal kontrol lalu lintas.
2. SJF (Shortest Job First)
Mekanismenya adalah menjadwalkan proses dengan waktu jalan terpendek lebih dulu sampai selesai, sehingga memberikan efisiensi yang tinggi dan turn around time rendah. Dalam artian waktu yang digunakan saat program (job) mulai masuk ke system sampai proses diselesaikan system, membutuhkan waktu yang singkat. Shortest Job First (SJF) bisa dikatakan algoritma penjadwalan yang optimal dengan rata-rata waktu tunggu yang minimal.
3. HRN (Highest Ratio Net)
Penjadwalan HRN merupakan:
• Penjadwalan non-preemptive
• Penjadwalan berprioritas dinamis
Penjadwalan ini juga untuk mengkoreksi kelemahan SJF. HRN adalah strategi penjadwalan nonpreemptive dengan prioritas proses tidak hanya pada waktu layanan tapi juga jumlah waktu tunggu proses.
Prioritas dinamis HRN dihitung berdasarkan rumus:
Prioritas = (Waktu tunggu + waktu layanan) / waktu layanan
Karena waktu layanan muncul sebagai pembagi maka proses yang lebih pendek mempunyai prioritas yang lebih baik. Karena waktu tunggu sebagai pembilang maka proses yang telah menunggu lebih lama juga mempunya kesempatan lebih bagus untuk memperoleh layanan pemrosesan.
Disebut HRN (High Response Next) karena waktu tanggap adalah waktu tunggu + waktu layanan. Ketentuan HRN adalah untuk memperoleh waktu tanggap tertinggi yang harus dilayani.
4. MFQ (Multiple 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. Hal ini menguntungkan proses interaksi karena proses ini hanya memakai waktu CPU yang sedikit. misalnya pada contoh berikut.
• Semua proses yang baru datang akan diletakkan pada queue 0 ( quantum= 8 ms).
• Jika suatu proses tidak dapat diselesaikan dalam 8 ms, maka proses tersebut akan dihentikan dan dipindahkan ke queue 1 ( quantum= 16 ms).
• Queue 1 hanya akan dikerjakan jika tidak ada lagi proses di queue 0, dan jika suatu proses di queue 1 tidak selesai dalam 16 ms, maka proses tersebut akan dipindahkan ke queue 2.
• Queue 2 akan dikerjakan bila queue 0 dan 1 kosong, dan akan berjalan dengan algoritma FCFS.
Disini terlihat bahwa ada kemungkinan terjadinya perpindahan proses antar queue, dalam hal ini ditentukan oleh time quantum, namun dalam praktek penerapannya, algoritma multilevel feedback queue mendefinisikan terlebih dahulu parameter-parameternya, yaitu:
•Jumlah antrian.
•Algoritma internal tiap queue.
•Aturan sebuah proses naik ke antrian yang lebih tinggi.
•Aturan sebuah proses turun ke antrian yang lebih rendah.
•Antrian yang akan dimasuki tiap proses yang baru datang.
Contoh:
Terdapat tiga antrian; Q1=10 ms, FCFS Q2=40 ms, FCFS Q3=FCFS proses yang masuk, masuk ke antrian Q1. Jika dalam 10 ms tidak selesai, maka proses tersebut dipindahkan ke Q2. Jika dalam 40 ms tidak selesai, maka dipindahkan lagi ke Q3. Berdasarkan hal-hal di atas maka algoritma ini dapat digunakan secara fleksibel dan diterapkan sesuai dengan kebutuhan sistem. Pada zaman sekarang ini algoritma multilevel feedback queue adalah salah satu yang paling banyak digunakan.
Algoristma-algoritma yang menerapkan strategi preemptive:
1. RR (Round Robin)
Penjadwalan Round-Robin merupakan penjadwalan preemptive, namun proses tidak di-preempt secara langsung oleh proses lain namun oleh penjadwal berdasarkan lama waktu berjalannya suatu proses maka penjadwalan ini disebut preempt-by-time.
Semua proses dianggap penting dan diberi sejumlah waktu pemroses yang disebut kwanta (quantum) atau time-slice tempat proses itu berkalan. Proses berjalannya selama 1 kwanta, kemudian penjadwal akan mengalihkan kepada proses berikutnya, juga untuk berjalan satu kwanta, begitu seterusnya sampai kembali pada proses pertama dan berulang.
2. SRTF (Shortest Remaining Time First)
Perbedaan SRTF dengan SJF:
•Pada SJF, begitu proses dieksekusi, proses dijalankan sampai selesai.
•Pada SRTF proses sedang berjalan (Running) dapat diambil alih oleh proses baru dengan sisa waktu jalan yang diestimasi lebih rendah.
Kelemahan:
SRTF mempunyai overhead yang lebih besar dibandingkan SJF. SRTF memerlukan penyimpanan waktu layanan yang telah dihabiskan proses dan kadang-kadang harus menangani peralihan.
Secara teoritis SRTF memberi waktu tunggu minimum tapi karena adanya overhead peralihan maka pada situasi tertentu SJF bisa memberi kinerja yang lebih baik dibanding SRTF.
3. PS (Priority Schedulling)
Priority Scheduling Merupakan algoritma penjadwalan yang mendahulukan proses yang memiliki priortas tertinggi.
Prioritas dapat diberikan secara :
•Prioritas Statis
Prioritas statis berarti prioritas tak berubah
Keunggulan: mudah diimplementasikan dan mempunyai overhead relatif kecil
Kelemahan: penjadwalan tak tanggap terhadap lingkungan yang mungkin menghendaki penyesuaian prioritas.
•Prioritas dinamis
Merupakan mekanisme menanggapi perubahan lingkungan sistem beroperasi. Prioritas awal diberikan ke proses mungkin hanya berumur pendek setelah disesuaikan ke nilai yanglebih tepat sesuai lingkungan.Kelemahan dari prioritas dinamis adalah Implementasi mekanisme prioritas dinamis lebih kompeks dan mempunyai overhead lebih besar. Overhead ini diimbangi dengan peningkatan daya tanggap sistem.
Contoh penjadwalan berprioritas:
Proses-proses yang sangat banyak operasi I/O menghabiskan kebanyakan waktu menunggu selesainya operasi I/O. Proses-proses ini diberi prioritas sangat tinggi sehingga begitu proses memerlukan pemroses segera diberikan, proses akan segera memulai permintaan I/O berikutnya hingga mengakibatkan proses blocked menunggu selesainya operasi I/O. Dengan demikian pe mroses dapat dipergunakan proses-proses lain. Proses-proses I/O bound berjalan paralel bersama proses-proses lain yang benar-benar memerlukan pemroses, sementara proses-proses I/O bound itu menunggu selesainya operasi DMA.
Proses-proses yang sangat banyak operasi I/O kalau harus menuggu lama untuk memakai pemroses (karena prioritas rendah) hanya akan membebani meori karena harus disimpan tanpa perlu prosesproses itu dimemori karena tidak selesai-selesai menunggu operai I/O dan menunggu jatah pemroses.
Keunggulan penjadwalan prioritas biasanya memenuhi kebijaksanaan yang ingin mencapai maksimasi suatu kriteria yang diterapkan.
4. GS (Guaranteed Schedulle)
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 naikketingkat lebih tinggi diatas pesaing terdekatnya. Ide sederhana ini dapat diimplementasikan ke sistem real-time dan memiliki penjadwalan berprioritas dinamis.
Facebook
0 komentar:
Posting Komentar