Sistem operasi menjalankan banyak dan beragam program :

4

2

Proses

z

Konsep Proses

z

Penjadualan Eksekusi Proses

z

Operasi pada Proses

z

Proses yang saling Bekerjasama

(Cooperating Processes)

z

Komunikasi Antar Proses (Interprocess

Communication)

Konsep Proses

z

Sistem operasi menjalankan banyak dan beragam program :

z Batch system – jobs

z Time-shared systems – user programs atau tasks

z Istilah pada buku teks: job, task dan process (dapat diartikan

sama)

z

Proses adalah program yang dieksekusi ;

z Aktif (proses=>memori) vs pasif (program => file)

z Instruksi pada program (code) akan dieksekusi secara berurut

(sekwensial) sesuai dengan “line code” (stored program concept).

z

Proses lebih dari “program code yang aktif”:

z _{Melacak posisi instruksi (sequential execution): program counter} z _{Menyimpan data sementara var., parameter, return value: stack} z _{Menyimpan data (initial, global variable dll): data section}

4

Status Proses

z

Saat-saat proses dijalankan (executed) maka status dari

proses akan berubah

z Status proses tidak selamanya aktif menggunakan CPU).

z _{Sering proses menunggu I/O complete => status wait, sebaiknya}

CPU diberikan kepada proses yang lain.

z _{Mendukung multi-tasking – utilisasi CPU dan I/O}

z

Status proses (antara lain):

z new: proses dibuat.

z running: instruksi dieksekusi.

z _{waiting: proses menunggu beberapa event yang akan terjadi} z _{ready: proses menunggu jatah waktu dari prosessor}

6

Informasi Proses

Dimanakah informasi proses disimpan?

z Data struktur dari OS dalam bentuk table :

z Satu entry table/linked list => struktur data untuk menampung informasi satu proses (array of structure).

z Setiap entry pada tabel proses menyimpan satu proses. Contoh: MINIX (src/kernel/proc.h) => struct proc { … };

z Informasi yang disimpan:

z Informasi internal CPU: isi register-register, program counter, status CPU dll (umumnya dalam bentuk stack frame).

z Identifikasi proses: nama proses, proses number/index, proses id. z Identifikasi proses: nama proses, proses number/index, proses id. z Accounting dan timer: user time, system time, alarm etc.

8

CPU Switch Dari Satu Proses ke

Proses Lainnya

Penjadualan Proses

z

Apakah tujuan dari multiprogramming?

z _{“Maximize” pemakaian CPU secara efisien (jadwal dan giliran}

pemakaian CPU).

=> CPU digunakan oleh proses-proses terus menerus

z

Apakah tujuan dari “time-sharing”?

z Pemakaian CPU dapat di switch dari satu proses ke proses lain

(concurrent process execution)

=> sesering mungkin, user dapat berinteraksi dengan sistim

z

Bagaimana jika sistim prosesor tunggal?

z “Hanya ada satu proses yang dapat dijalankan”

z _{Proses lain menunggu sampai CPU dapat dijadwalkan (schedule) ke}

10

Penjadualan Proses

z

Proses dapat berubah status dan berpindah dari satu antrian ke

antrian yang lain

z Proses dengan status “ready” berada di ReadyQueue

z

Menunggu giliran/dipilih oleh scheduler => menggunakan

CPU

z

Selama eksekusi (status “run”) events yang dapat terjadi:

z

I/O request => I/O wait berada pada DeviceQueue

z

Create “child” proses => Jalankan proses “child”, tunggu

sampai proses selesai (wait)

z

Time slice expired => Waktu pemakaian CPU habis, interrupt

12

Penjadual / Schedulers

z

Bagaimana schedulers memilih proses atau program

(decision)?

z Lebih dari satu proses atau program yang akan dijalankan?

z

Long-term scheduler (or job scheduler) – memilih

proses/program yang mana yang akan di load dan berada di

ready queue.

z _{Kemungkinan terdapat proses atau job baru.}

z _{Kemungkinan proses dipindahkan dari memori ke disk (swap}

out).

z

Short-term scheduler (or CPU scheduler) – memilih proses

yang mana yang berada di ready queue akan “run”

14

Penjadual / Schedulers (Cont.)

z

Long-term scheduler tidak sering (proses baru) (seconds,

minutes) => (may be slow).

z The long-term scheduler controls the degree of

multiprogramming => berapa banyak proses yang dapat aktif (berada di memori)

z

Short-term scheduler dijalankan sangat sering (milliseconds)

=> giliran pemakaian CPU dari proses- proses yang siap

z Pada saat terjadi penggantian alokasi CPU dari satu proses ke

proses lain:

z Menyimpan informasi internal CPU dari proses yang akan

digantikan (SAVE).

z Meload kembali informasi internal CPU dari proses yang akan

16

Alih Konteks / Context Switch

z

Jika Scheduler switch ke proses lain, maka sistim

harus menyimpan “informasi” proses sekarang

(supaya dapat dijalankan kembali)

z

Load “informasi” dari proses baru yang berada di

PCB

z

Waktu Context-switch adalah overhead; sistem tidak

melakukan pekerjaan saat terjadi switch.

z

Sangat tergantung pada waktu di hardware

z

OS modern mencari solusi untuk mengurangi overhead

Pembuatan Proses

z

Umumnya proses dapat membuat proses baru (child

process).

z

Child process dapat membuat proses baru.

z

Terbentuk “tree” dari proses.

z

Pilihan hubungan antara parent dan child proses:

z

Resource sharing

z

Parent dan child berbagi resource

z

Children berbagi subset dari resource milik parents.

z

Parent dan child tidak berbagi resource.

z

Execution

18

Pembuatan Proses (Cont.)

z

Address space

z Child menduplikasi parent.

z Child memiliki program yang di load ke dalamnya.

z

Contoh UNIX :

z fork system call membuat proses baru z execve (EXEC) :

z menjalankan program spesifik yang lain

z nama program tersebut menjadi parameter dari system call

z EXEC (sering di load sesudah menjalankan fork).

z Tahapan pembuatan proses baru:

z Periksa apakah masih terdapat ruang pada PCB.

z Mencoba mengalokasikan memori untuk proses baru.

z Mengisi informasi untuk proses baru: nama proses, id, copy data dari parent dll.

20

Terminasi Proses

z

Proses dapat berakhir:

z Eksekusi instruksi terakhir (atau keluar: exit system call).

z OS yang akan melakukan dealokasi (memory, file resources).

z

UNIX (MINIX):

z Output signal dari child ke parent

z Jika parent tidak menunggu (via wait system call), proses akan

terminate tapi belum di release dari PCB (status: ZOMBIE).

z Proses dengan status ZOMBIE (parent telah terminate), akan

menjadi child dari proses “init”.

z

Parent dapat menghentikan eksekusi proses child secara

paksa.

Kerjasama Proses

z

_{Proses independent tidak mempengaruhi eksekusi}

proses yang lain

z

Kerjasama proses dapat mempengaruhi atau

dipengaruhi oleh eksekusi proses yang lain

z

Keuntungan kerjasama proses :

z

Sharing informasi

z

Meningkatkan kecepatan komputasi

z

Modularitas

26

Interprocess Communication (IPC)

z

Mekanisme proses untuk komunikasi dan sinkronisasi aksi

z

Sistem Pesan – komunikasi proses satu dengan yang lain

dapat dilakukan tanpa perlu pembagian data.

z

IPC menyediakan dua operasi :

z send(message) – pesan berukuran pasti atau variabel z receive(message)

z

Jika P dan Q melakukan komunikasi, maka keduanya

memerlukan :

z Membangun jalur komunikasi diantara keduanya z Melakukan pertukaran pesan melaui send/receive

z

Implementasi jalur komunikasi

z _{physical (shared memory, hardware bus)} z logical (logical properties)

Komunikasi Langsung

z

Proses harus diberi nama secara jelas :

z

send (P, message) – kirim pesan ke proses P

z

receive(Q, message) – terima pesan dari proses Q

z

Properti jalur komunikasi

z

Jalur dibangun secara otomatis

z

Setiap jalur memiliki pasangan masing-masing

dalam proses komunikasi

28

Komunikasi Tidak Langsung

z

Pesan dikirim dan diterima melalui mailboxes

(yang ditunjuk sebagai port)

z

Proses

z

Processes can communicate only if they share a

mailbox.

z

Properti jalur komunikasi

z

Jalur komunikasi hanya dibangun jika proses di-share

dalam mailbox

z

Jalur merupakan gabungan beberapa proses

z

Setiap pasangan proses dibagi ke dalam beberapa jalur

Komunikasi Tidak Langsung

z

Operasi

z

Membuat mailbox baru

z

Mengirim dan menerima pesan melalui mailbox

z

Menghapus/memusnahkan mailbox

z

Primitive didefinisikan :

send(A, message) – kirim pesan ke mailbox A

receive(A, message) – terima pesan dari

30

Komunikasi Tidak Langsung

z

Mailbox sharing

z

P

₁

, P

₂

, dan P

₃

berbagi (share) mailbox A.

z

P

₁

, send; P

₂

and P

₃

receive.

z

Siapa yang mendapat pesan ?

z

Solusi

z

Memperbolehkan suatu jalur yang merupakan gabungan

lebih dari dua proses

z

Hanya meperbolehkan satu proses pada suatu waktu

untuk mengeksekusi operasi receive .

z

Memperbolehkan sistem untuk memilih receiver. Sender

Sinkronisasi

z

Pesan yang disampaikan dapat di blok atau

tidak (non-blocking)

z

Blocking dikenal dengan synchronous.

32

Buffering

z

Antrian pesan yang dihubungkan dalam suatu

jalur, diimplementasikan dengan tiga jalan :

1. Zero capacity – tidak ada pesan

- Sender harus menunggu receiver (rendezvous).

2. Bounded capacity – memiliki panjang yang terbatas

(finite length) dari n pesan.

- Sender menunggu pada saat jalur penuh.

3. Unbounded capacity – memiliki panjang tidak

terbatas (infinite length)

Sockets

z

Suatu socket didefinisikan sebagai titik akhir

(endpoint) komunikasi

z

A socket is defined as an endpoint for

communication.

z

Gabungan IP address dan port

z

Socket 161.25.19.8:1625 mengacu pada port

1625 pada host 161.25.19.8

35

Remote Procedure Calls (RPC)

z

Remote Procedure Call (RPC) adalah abstraksi

pemanggilan prosedur diantara proses pada sistem

jaringan

z

Stubs – proxy sisi client untuk prosedur aktual pada

server

z

Stub sisi client ditempatkan di server dengan

parameter marshalls.

z

Stub sisi server menerima pesan, membongkarnya

dengan parameter marshall dan menjalankan

prosedur pada server.

37