Algoritma Penjadwalan Proses
Penjadwalan Prosess
Pengertian dan Sasaran Penjadwalan Proses
Penjadwalan proses merupakan kumpulan kebijaksanaan dan mekanisme di sistem operasi yang berkaitan dengan urutan kerja yang dilakukan sistem komputer.
Adapun penjadwalan bertugas memutuskan:
a. Proses yang harus berjalan
b.Kapan dan selama berapa lama proses itu berjalan
Kriteria untuk mengukur dan optimasi kinerje 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.3. 3. Turn around time Modul Training TOT : Sistem Operasi Halaman : 47 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.
4. 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.
Kriteria-kriteria tersebut saling bergantung dan dapat pula saling bertentangan sehingga tidak dimungkinkan optimasi semua kriteria secara simultan.
Contoh :
Untuk memberi waktu tanggap kecil memerlukan penjadwalan yang sering beralih ke antara proses-proses itu. Cara ini meningkatkan overhead sistem dan mengurangi throughput. Oleh karena itu dalam menentukan kebijaksanaan perancangan penjadwalan sebaiknya melibatkan kompromi diantara kebutuhan-kebutuhan yang saling bertentangan. Kompromi ini bergantung sifat dan penggunaan sistem komputer.
Sasaran penjadwalan berdasarkan kriteria-kriteria optimasi tersebut :
a. Menjamin tiap proses mendapat pelayanan dari pemroses yang adil.
b. Menjaga agar pemroses tetap dalam keadaan sibuk sehingga efisiensi mencapai maksimum.
Pengertian sibuk adalah pemroses tidak menganggur, termasuk waktu yang dihabiskan untuk mengeksekusi program pemakai dan sistem operasi.
c. Meminimalkan waktu tanggap.
d. Meminimalkan turn arround time.
e. Memaksimalkan jumlah job yang diproses persatu interval waktu. Lebih besar angka throughput, lebih banyak kerja yang dilakukan sistem.
Tipe Penjadwalan
Terdapat 3 tipe penjadwal berada secara bersama-sama pada sistem operasi yang kompleks, yaitu:1. Penjadwal jangka pendek (short term scheduller)
Bertugas menjadwalkan alokasi pemroses di antara proses-proses ready di memori utama. Penjadwalan 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 menunda sebuah eksekusi karena membuat permintaan layanan masukan/keluaran atau memanggil suatu system call. Proses-proses tertunda tidak dapat membuat suatu kemajuan menuju 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-proses lain. Kapasitas memori utama terbatas untuk sejumlah proses aktif. Aktivitas pemindahan proses yang tertunda dari memori utama ke memori sekunder disebut swapping. Proses-proses mempunyai kepentingan kecil saat itu sebagai proses yang tertunda. Tetapi, begitu kondisi yang membuatnya tertunda hilang dan proses dimasukkan kembali ke memori utama dan ready.
3. Penjadwal jangka panjang (long term scheduller)
Penjadwal ini bekerja terhadap antrian batch dan memilih batch berikutnya yang harus dieksekusi. Batch biasanya adalah proses-proses dengan penggunaan sumber daya yang intensif (yaitu waktu pemroses, memori, perangkat masukan/keluaran), program-program ini berprioritas rendah, digunakan sebagai pengisi (agar pemroses sibuk) selama periode aktivitas job-job interaktif rendah.
Sasaran penjadwalan berdasarkan tipe-tipe penjadwalan :
a. Memaksimumkan kinerja untuk memenuhi satu kumpulan kriteria yang diharapkan.
b. Mengendalikan transisi dari suspended to ready (keadaan suspend ke ready) dari proses-proses swapping.
c. Memberi keseimbangan job-job campuran
Strategi penjadwalan:
Terdapat dua strategi penjadwalan, yaitu :1. Penjadwalan nonpreemptive (run to completion) Proses diberi jatah waktu oleh pemroses, maka pemroses tidak dapat diambil alih oleh proses lain sampai proses itu selesai.
2. Penjadwalan preemptive Proses diberi jatah waktu oleh 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. Berguna pada sistem di mana proses-proses yang mendapat perhatian/tanggapan pemroses secara cepat, misalnya :
a. Pada sistem realtime, kehilangan interupsi (tidak layani segera) dapat berakibat fatal.
Algoritma-algoritma Penjadwalan Berikut jenis-jenis algoritma berdasarkan penjadwalan :
1. Nonpreemptive, menggunakan konsep :a. FIFO (First In First Out) atau FCFS (First Come First Serve)
b. SJF (Shortest Job First) c. HRN (Highest Ratio Next) d. MFQ (Multiple Feedback Queues) Modul
2. Preemptive, menggunakan konsep :
a. RR (Round Robin)
b. SRF (Shortest Remaining First)
c. PS (Priority Schedulling)
d. GS (Guaranteed Schedulling)
Klasifikasi lain selain berdasarkan dapat/tidaknya suatu proses diambil secara paksa adalah klasifikasi berdasarkan adanya prioritas di proses-proses, yaitu :
1. Algoritma penjadwalan tanpa berprioritas.
2. Algoritma penjadwalan berprioritas, terdiri dari :
a. Berprioritas statik
b. Berprioritas dinamis
Algoritma Preemptive
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.
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.
Switching dari satu proses ke proses lain membutuhkan kepastian waktu yang digunakan untuk administrasi, menyimpan, memanggil nilai-nilai register, pemetaan memori, memperbaiki tabel proses dan senarai dan sebagainya. Mungkin proses switch ini atau konteks switch membutuhkan waktu 5 msec disamping waktu pemroses yang dibutuhkan untuk menjalankan proses tertentu.
Dengan permasalahan tersebut tentunya harus ditetapkan kwanta waktu yang optimal berdasarkan kebutuhan sistem dari hasil percobaan atau data historis.
Besar kwanta waktu beragam bergantung beban sistem. Apabila nilai quantum terlalu singkat akan menyebabkan terlalu banyak switch antar proses dan efisiensi CPU akan buruk, sebaliknya bila nilai quantum terlalu lama akan menyebabkan respon CPU akan lambat sehingga proses yang singkat akan menunggu lama.
Sebuah quantum sebesar 100 msec merupakan nilai yang dapat diterima. Penilaian penjadwalan ini berdasarkan kriteria optimasi :
· Adil Adil bila dipandang dari persamaan pelayanan oleh pemroses. · Efisiensi Cenderung efisien pada sistem interaktif.
· Waktu tanggap Memuaskan untuk sistem interaktif, tidak memadai untuk sistem waktu nyata. · Turn around time Cukup baik.
· Throughtput Cukup baik. Penjadwalan ini :
a. 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.
b. Tidak cook untuk sistem waktu nyata apalagi hard-real-time applications
Contoh Penjadwalan Proses
1. 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.
Algoritma Prioritas Dinamis
Algoritma dituntun oleh keputusan untuk memenuhi kebijaksanaan tertentu yang menjadi tujuan.
Algoritma sederhana yang memberi layanan bagus adalah men-set prioritas dengan nilai 1/f dimana f adalah ratio kwanta terakhir yang digunakan proses.
– Proses yang menggunakan 2 msec kwanta 100 ms maka prioritasnya 50.
– Proses yang berjalan selama 50 ms sebelum blocked berprioritas 2.
– Proses yang menggunakan seluruh kwanta berprioritas 1.
Keunggulan Algoritma Penjadwalan Berprioritas
Biasanya memenuhi kebijaksanaan yang ingin mencapai maksimasi suatu kriteria diterapkan.
Biasanya memenuhi kebijaksanaan yang ingin mencapai maksimasi suatu kriteria diterapkan.
Kombinasi
Algoritma penjadwalan berprioritas dapat dikombinasikan yaitu mengelompokan proses-proses menjadi kelas-kelas prioritas. Penjadwalan berprioritas diterapkan antar kelas-kelas proses itu. Penjadwalan round-robin atau FIFO diterapkan pada proses-proses di satu kelas.
Penjadwalan dengan Banyak Antrian (MFQ)
Penjadwalan ini merupakan:
– Penjadwalan preemptive (by-time)
– Penjadwalan berprioritas dinamis.
– Penjadwalan preemptive (by-time)
– Penjadwalan berprioritas dinamis.
Penjadwalan ini untuk mencegah banyaknya swapping dengan proses-proses yang sangat banyakmenggunakan pemroses (karena menyeelesaikan tugasnya memakan waktu lama) diberi jatah waktu (jumlah kwanta) lebih banyak dalam satu waktu.
Penjadwalan ini 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.
Mekasnime ini dapat mencegah proses yang perlu berjalan lama swapping berkali-kali dan mencegah proses-proses interaktif yang singkat harus menunggu lama.
Penggunaan
Sistem dengan banyak proses lambat, memerlukan waktu dan juga terdapat banyak proses singkat.
Sistem dengan banyak proses lambat, memerlukan waktu dan juga terdapat banyak proses singkat.
Penjadwalan Terpendek, Duluan (SJF)
Penjadwalan ini merupakan :
– Penjadwalan non-preemptive
– Penjadwalan tak berprioritas
Penjadwalan ini mengasumsikan waktu jalan proses(sampai selesai) diketahui sebelumnya. Mekanisme penjadwalan adalah menjadwalkan proses dengan waktu jalan terpendek lebih dulu sampai selesai.
Penjadwalan mempunyai efesien tinggi dan turn arround time rendah.
Penjadwalan ini merupakan :
– Penjadwalan non-preemptive
– Penjadwalan tak berprioritas
Penjadwalan ini mengasumsikan waktu jalan proses(sampai selesai) diketahui sebelumnya. Mekanisme penjadwalan adalah menjadwalkan proses dengan waktu jalan terpendek lebih dulu sampai selesai.
Penjadwalan mempunyai efesien tinggi dan turn arround time rendah.
Contoh :
Terdapat empat proses A,B,C,D dengan jalam selama 8,7,6,5 kwanta.
Gambar 5.2a menunjukkan cara I, dengan proses-proses dijadwalkan berurutan sebagai A,B,C,D. Gambar 5.2b menunjukkan bila proses-proses dijadwalkan secara SJF yaitu berurutan B,C,D,A
Terdapat empat proses A,B,C,D dengan jalam selama 8,7,6,5 kwanta.
Gambar 5.2a menunjukkan cara I, dengan proses-proses dijadwalkan berurutan sebagai A,B,C,D. Gambar 5.2b menunjukkan bila proses-proses dijadwalkan secara SJF yaitu berurutan B,C,D,A
Kedua cara menghasilkan turn arround time ditunjukan gambar 5.2c. Cara I trun arround time rata-rata adalah 17,5 kwanta sedang cara II adalah 15 kwanta.
Walaupun mempunyai turn arround yang bagus, SJF mempunyai yaitu:
– Tidak dapat mengetahui ukuran job saat job masuk
– Proses yang tidak datang bersamaan, sehingga penetapannya harus dinamis.
– Tidak dapat mengetahui ukuran job saat job masuk
– Proses yang tidak datang bersamaan, sehingga penetapannya harus dinamis.
Untuk mengetahui ukuran job agar dapat ditetapkan yang terpendek biasanya dilakukan pendekatan. Pendekatan yang biasa dilakukan adalah membuat estimasi berdasar kelakuan sebelumnya.
Penggunaan
Jarang digunakan, merupakan kajian teoritis untuk pembandingan turn arround time.
Jarang digunakan, merupakan kajian teoritis untuk pembandingan turn arround time.
Komentar
Posting Komentar