Konsep pproses: Definisi proses. Status t proses. Sistem Operasi/ #1

(1)

Deskripsi

dddan

dan

Kontrol Proses

(2)

Agenda:



Konsep proses:

p p



Definisi proses



St t



Status proses

(3)

Tugas OS Terhadap

Proses



Mengeksekusi banyak proses

secara

interleave

(selang-seling) agar utilisasi

interleave

(selang seling) agar utilisasi

prosesor maksimal dan

response time

setiap

proses masih bisa diterima



Menyediakan

resource

bagi setiap proses



M d k

k

ik i

t

d



Mendukung komunikasi antar proses dan

(4)

Konsep

Konsep--Konsep Sebelumnya

Konsep Sebelumnya



Platform

komputer terdiri dari

sekumpulan

resource

hardware



Program aplikasi komputer dibuat untuk melakukan

beberapa

task

(pekerjaan)

f



Sangatlah

tidak efisien

jika program aplikasi dibuat hanya

khusus bagi

platform hardware

tertentu



Sistem operasi harus

nyaman dan aman

digunakan serta



Sistem operasi harus

nyaman dan aman

digunakan serta

mempunyai banyak fitur dan

interface

yang konsisten



Sistem operasi dapat memberikan

gambaran

resource

secara



Sistem operasi dapat memberikan

gambaran

resource

secara

uniform

(

seragam) sehingga dapat diminta dan diakses oleh

program aplikasi

(5)

Mengapa

Eksekusi Proses

Harus Diatur ?



Agar

resource

selalu tersedia

bagi banyak

aplikasi



Agar

prosesor

dapat digunakan oleh banyak

aplikasi

secara bergantian

aplikasi

secara bergantian



Agar prosesor dan

I/O device

dapat

di

k

fi i

(6)

Apakah

Proses

itu ?



Program yang dieksekusi



Program yang sedang berjalan di komputer



Program yang sedang berjalan di komputer



Entitas yang dapat diberikan kepada prosesor

t k di k k i

untuk dieksekusi



Sebuah aktifitas yang sangat dipengaruhi

oleh hasil eksekusi sebelumnya, status saat

ini, dan sejumlah

resource

sistem yang

(7)

Apa Saja Elemen

Proses

yang Sedang

Running

??

(1)(1)



Identifier

 Identitas unik untuk membedakan suatu proses dengan proses lainnya

lainnya



State

 Status (kondisi)( ) suatu proses (sedang dieksekusi, sedang diblok, dll)p ( g , g , )



Priority

 Prioritas suatu proses terhadap proses yang lain



P



Program counter

 Alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi



Memory pointers



Memory pointers



Pointer

yang menunjuk pada alamat memori kode program dan data yang berhubungan dengan proses dan blok memori yang di-

shared

(8)

Apa Saja Elemen

Proses

yang Sedang

Running

??

(2)(2)



Context data



Data yang terdapat pada

register prosesor

ketika suatu



Data yang terdapat pada

register prosesor

ketika suatu

proses sedang dieksekusi



I/O status information



I/O status information



Informasi tentang

permintaan terhadap

I/O device

yang

belum terpenuhi (misal akses ke

harddisk

), daftar file

yang sedang digunakan oleh proses, dll



Accounting information



Informasi tentang jumlah

waktu prosesor

yang telah

(9)

Process Control Block (PCB)

(1)(1)



Struktur data yang menyimpan

elemen-elemen proses

elemen proses



Dibuat dan diatur oleh sistem operasi



M d k

d

lti



Mendukung adanya multi proses



Bersama-sama dengan kode program dan

data yang diperlukan membentuk sebuah

proses



Proses = PCB + kode program + data yang

(10)

Process Control Block (PCB)

(2)(2)



Sebagian isi PCB:



Sebagian isi PCB:

(11)

Agenda:



Konsep proses:

p p



Definisi proses



St t



Status proses

(12)

Status Proses



Status proses merupakan

kondisi suatu proses

(setiap saat setiap proses mempunyai sebuah

(

p

p p

p y

kondisi)



Sebuah kondisi bisa dimiliki oleh banyak proses



Trace

proses:



Adalah

daftar urut-urutan alamat memori

suatu proses

yang telah dieksekusi



Program

dispatcher

:



B i

d i i t

i

t

ili



Bagian dari sistem operasi yang mengatur giliran

pemanfaatan prosesor kepada suatu proses ke proses

yang lain

(13)

Contoh

Trace

Proses

Sedang mengakses g I/O  wait

(14)

Contoh Eksekusi Proses

(1)(1)



Asumsi:

tidak ada

memori virtual



semua

proses ditaruh

p

di memori

(15)

Contoh Eksekusi

Proses

(2)(2) Proses AProses A



Gabungan

trace 3 buah

Dispatcher Dispatcher Dispatcher Dispatcher

proses:



Dilihat dari

sisi prosesor

Dispatcher Dispatcher Proses B Proses B Proses A Proses A

sisi prosesor

Dispatcher Dispatcher Dispatcher Dispatcher Dispatcher Dispatcher Proses C Proses C

(16)

Contoh Eksekusi 3 buah Proses

(17)

Pembentukan Proses



Siapa yang membentuk proses ?

 Sistem operasi

 S ti dil k i d PCB  Setiap proses dilengkapi dengan PCB



Apa yang dapat menyebabkan terbentuknya proses baru ?

 Masuknya job baru (program aplikasi)

 Pada model batch system: proses terbentuk akibat job baru (berupa baris-baris program) yang ditulis pada tape magnetic atau harddisk yang sedang dieksekusi

 Log on dari user

P d i t i t ktif t b t k k tik l k k l d i t

 Pada sistem interaktif: proses terbentuk ketika user melakukan log on pada sistem

 Sebagai bentuk layanan OS kepada program aplikasi

 Misal: Ada program aplikasi yang perlu mencetak ke printer  OS membentuk

proses yang mengatur printer proses yang mengatur printer

 Dibentuk oleh proses lain (process spawning)

(18)

Apa Penyebab

Apa Penyebab Terminasi Proses

Terminasi Proses ??

(1)(1)



Proses telah selesai secara normal:

 Model

batch job

: terdapat instruksi halt yang menandakan proses telah selesai

telah selesai

 Sistem interaktif: proses di-

close

oleh user (

close, log off, turn off

, dsb)



Jatah waktu telah habis:

 Total waktu sejak proses dibentuk  Total waktu proses aktif

 Total waktu proses aktif

 Total waktu sejak user memberikan input  Dsb



M

i tid k t

di



Memori tidak tersedia:

 Proses membutuhkan memori lebih besar tetapi tidak terpenuhi



Bounds violation

:

(19)

Apa Penyebab

Apa Penyebab Terminasi Proses

Terminasi Proses ??

((22))



Protection error

:

 Proses mencoba menggunakan

resource

(file) yang tidak boleh diakses

diakses

 Misal: mencoba menulis pada file dengan atribut

read only



Arithmatic error

:

 Kesalahan komputasi, misal

division by zero



Time overrun

:

 P t l h l bihi b t kt t l h dit t k

 Proses telah menunggu melebihi batas waktu yang telah ditentukan



I/O failure

:

 Terjadi kesalahan pada saat mengakses I/Oj p g /  Misal:

(20)

Apa Penyebab

Apa Penyebab Terminasi Proses

Terminasi Proses ??

((33))



Instruksi invalid

:

 Proses mencoba mengeksekusi instruksi yang tidak ada (akibat pencabangan mengarah pada area data)

pencabangan mengarah pada area data)



Privileged instruction

:

 Proses mencoba menggunakan instruksi yang disediakan khusus bagi sistem operasi (misal perintah ke I/O)

bagi sistem operasi (misal perintah ke I/O)



Kesalahan data

 Tipe data salah atau data tidak diinisialisasi

d i

i d i

OS



Ada intervensi dari operator atau OS

 Dilakukan pada saat terjadi

deadlock

(

hang

)



Proses induk (

(

parent

p

) diterminasi

)

 Jika proses induk diterminasi  proses semua proses anaknya ikut terterminasi



Diterminasi proses induk



Diterminasi proses induk

(21)

Model Proses



Proses dengan 2 status:



Running



Not running



Proses dengan 5 status:



New



New



Ready



Running



E it



Exit



Blocked



Proses dengan 6 status:

g

 Proses dengan 5 status +

Suspend



Proses dengan 7 status:

(22)

Model Proses Dengan

22--Status

Status

(1)(1)



Merupakan model proses paling

sederhana



Setiap proses akan selalu berada pada salah satu



Setiap proses akan selalu berada pada salah satu

dari 2 status berikut:



Running

(23)

Model Proses Dengan

22--Status

Status

(2)(2)



Apa yang dilakukan OS ?



OS membentuk proses baru dilengkapi dengan PCB

p

g p

g

untuk proses tersebut



Masukkan proses baru ke sistem:



Jik tid k d d

R

i

 P l



Jika tidak ada proses yang sedang

Running

 Proses langsung diberi status

Running

 langsung dieksekusi



Jika ada proses yang sedang

Running

 masukkan proses

d t t

N t

i

dengan status

Not-running



Jika proses yang

running

ter-

interrupt

, maka:



OS menjalankan program j p g

dispatcher

p

untuk memilih proses p berikutnya yang akan dieksekusi

(24)

Model Antrian Pada Proses Dengan

22--Status

Status



Diagram antrian proses dengan 2-status:

 Hanya digunakan sebuah antrian  di dalam antrian terdapat

berbagai macam status proses (siap

running

ter blok menunggu I/O

berbagai macam status proses (siap

running

, ter-blok, menunggu I/O, dll)

 Kelemahan:



Pemilihan proses selanjutnya yang akan dieksekusi tidak cukup hanya

(25)

Model Proses Dengan

55--Status

Status



Proses dengan 5-status:

Terminate



Proses yang sedang antri dikelompokkan menjadi 2:

(26)

Nama Status

pada proses dengan

55--status

status

(1)(1)



New

:



Status untuk proses yang baru saja terbentuk



Status untuk proses yang baru saja terbentuk



Misal:

log on

dari

user

, buka MS-word, dll



Program dan data

tidak langsung ditaruh ke



Program dan data

tidak langsung ditaruh ke

memori

, jika:



Jumlah proses yang sedang ditangani sudah

maksimum



agar performansi

sistem terjaga



Memori tidak mencukupi



R d



Ready

:

(27)

Nama Status

pada proses dengan

55--status

status

(2)(2)



Running

:



Proses

sedang

g

dieksekusi



Dalam satu saat

hanya satu proses

yang boleh

running

(uniprosesor)

l k d



Blocked

:



Proses yang

terpaksa berhenti

karena sedang

t

t j di

menunggu suatu

event

terjadi



Misal: proses yang sedang menunggu selesainya aktifitas di I/O



Exit

:



Exit

:

(28)

Model Proses Dengan

55--Status

Status



Proses dengan 5-status:

Terminate



Proses yang sedang antri dikelompokkan menjadi 2:

(29)

Perpindahan Status

Untuk Proses

55--Status

Status

(1)(1)



Null



New

:



Pembentukan

proses baru



New



Ready

:



New



Ready

:



Penambahan proses baru

yang siap dieksekusi



Proses baru telah ‘diakui’ oleh sistem operasi



Proses dipindah dari

harddisk

ke memori



Proses dipindah dari

harddisk

ke memori



Ready



Running

:



Satu

proses

terpilih

dieksekusi



R

i



E it



Running



Exit

:



Proses

telah selesai

atau dibatalkan



Running

g



Ready

y

:



Proses yang sedang

running

dipaksa berhenti

(30)

Perpindahan Status

Untuk Proses

55--Status

Status

(2)(2)



Running



Blocked

:



Proses yang sedang

running

terpaksa

berhenti



Proses yang sedang

running

terpaksa

berhenti



Penyebab:



Sedang menunggu

file

yang sedang diakses oleh proses lain



Sedang menunggu proses di I/O selesai



Butuh memori lebih besar



Sedang menunggu data g gg hasil eksekusi proses lainp



Sedang menunggu proses yang akan diajak berkomunikasi tetapi sedang sibuk



Blocked



Ready

:



Blocked



Ready

:



Proses terbebas dari

blocked

setelah

event

yang

ditunggu telah tersedia

d tu ggu te a te sed a

(31)

Perpindahan Status

Untuk Proses

55--Status

Status

(3)(3)



Ready



Exit:



Proses yang siap dieksekusi dipaksa keluar (terminasi)

y g

p

(

)



Penyebab:



Proses anak yang ‘dibunuh’ oleh proses induk Dih tik l h



Dihentikan oleh

user



Blocked



Exit:



Proses yang terblok diterminasi



Proses yang terblok diterminasi

(32)

Eksekusi Proses Dengan

Dua

Antrian

(1)(1)



Cara kerja:



Cara kerja:

 Proses baru 

Ready queue



Jika tidak ada proses yang running  langsung dieksekusi

 P d

i

l i/t bl k  Pilih t

 Proses yang sedang

running

selesai/ter-blok  Pilih satu proses di

ready queue

untuk dieksekusi

(33)

Eksekusi Proses Dengan

Dua

Antrian

(2)(2)



Apa kelemahan sistem dengan 2 antrian ?



Jika proses yang ter-blok sangat banyak dan masing-

p

y g

g

y

g

masing menunggu

event

yang berbeda-beda



Jika

datang suatu

event, maka

OS

harus menyeleksi

d

b t hk

t

proses yang mana yang sedang membutuhkan

event

yang

datang



butuh waktu



butuh algoritma lebih rumit

(34)

Eksekusi Proses Dengan

(35)

Eksekusi Proses Dengan

Banyak

Antrian

(2)(2)



Cara kerja:



Sama seperti pada eksekusi proses dengan dua antrian

p

g



Bedanya untuk setiap

event

yang berbeda

disediakan

sebuah antrian tersendiri

l b h



Kelebihan:



Jika suatu

event

yang ditunggu telah tiba



pemilihan

proses yang membutuhkan

event

tersebut

lebih mudah

proses yang membutuhkan

event

tersebut

lebih mudah

dan cepat

(algoritmanya lebih sederhana)



Pengembangan lebih lanjut

g

j

:



Jika terdapat proses dengan prioritas berbeda



untuk

(36)

Model Proses Dengan

66--Status

Status

di harddisk di harddisk

(37)

Mengapa perlu ada

suspend state

?

(1)(1)



Memori telah dipenuhi oleh proses atau bagian

proses yang berada pada status

blocked

akibat

p

y g

p

sedang menunggu suatu

event

(I/O, memori, dll),

sehingga tidak ada proses yang siap dieksekusi

,

k

maka:



Semua proses menunggu



Prosesor menganggur



Prosesor menganggur



Semakin lama ukuran program semakin besar,

maka:

(38)

Mengapa perlu ada

suspend state

?

(2)(2)



Tambah memori



mahal



Lakukan

swapping

(pindahkan proses yang



Lakukan

swapping

(pindahkan proses yang

berada pada status

blocked

dari memori ke

harddisk

a dd s

)



Proses berubah status dari blocked menjadi

suspend



Memori yang kosong bertambah besar:

y g

g

Dapat dimanfaatkan oleh proses yang butuh memori lebih besar, atau

Dapat ditambahkan proses baru ke memori atau Dapat ditambahkan proses baru ke memori, atau