Antonius Rachmat C, S.Kom, M.Cs

(1)

Sistem Operasi 3

“Process”

(2)

Konsep Proses

• Proses adalah suatu program yang sedang

dieksekusi

– Harus dijalankan secara sekuensial

• Suatu proses meliputi:

– Program counter

• Tempat untuk menyimpan alamat suatu proses yang akan dieksekusi selanjutnya

– Stack

• Tempat penyimpanan temporary data yang dibutuhkan selama program dieksekusi

– Data section

(3)

(4)

Status Proses

• New

: pada saat proses pertama kali

dibuat

• Running

: pada saat proses sedang

dieksekusi

• Waiting

: proses menunggu suatu event

lain (contoh: proses I/O)

• Ready

: proses siap untuk diekseskusi

• Terminated

: pada saat proses sudah

(5)

(6)

Program Control Block

• Setiap proses direpresentasikan kedalam sistem

operasi oleh PCB

• PCB meliputi informasi yang berhubungan

dengan proses:

– Process state – Program counter – CPU registers

– CPU scheduling information

– Memory-management information – Accounting information

(7)

(8)

(9)

Penjadwalan Antrian Proses

• job queue

: ketika proses memasuki

sistem

• ready queue

: proses yang hidup pada

memori utama, siap dan menunggu untuk

di-eksekusi

• device queue

: bila proses tersebut

menunggu peralatan I/O tertentu

(10)

(11)

(12)

Penjadwal Antrian

• Long-term scheduler (or job scheduler)

:

menentukan proses mana yang harus

dimasukkan ke dalam ready queue.

• Short-term scheduler (or CPU

(13)

Scheduler

• Short-term scheduler lebih sering dipanggil

(hanya dalam waktu millisecond).

• Long-term scheduler jarang dipanggil (dalam

hitungan detik, menit).

• Proses dapat juga dibagi atas 2 macam :

– I/O-bound process – menghabiskan waktu lebih

banyak untuk mengerjakan I/O daripada di CPU short CPU bursts.

(14)

Context Switch

• Pada saat CPU beralih ke proses lain,

sistem harus menyimpan state dari proses

lama dan mengambil state dari proses

yang baru.

• Tugas ini dilakukan oleh context switch

• Context-switch time is

overhead

; the

system

does no useful work

while

switching

(15)

Process Creation

• Parent process create children processes

– Pada saat menciptakan proses baru, dibentuk dalam bentuk Tree

• Generally, process identified and managed via a process identifier (pid)

• Resource sharing

– Parent and children share all resources

– Children share subset of parent’s resources – Parent and child share no resources

• Execution

– Parent and children execute concurrently – Parent waits until children terminate

• UNIX examples

– fork system call creates new process

(16)

(17)

Process Termination

• Process mengesekusi perintah terakhir dan

meminta OS untuk mengapusnya (exit)

– Menampilkan data dari child ke parent (via wait) – Sumber daya proses tersebut didealokasi oleh OS

• Parent akan men-terminate eksekusi child

dengan paksa (abort), karena

– Child telah menghabiskan resources

– Task yang ditugaskan pada child sudah selesai – Jika parent melakukan exiting

• Beberapa OS tidak memperbolehkan child untuk melanjutkan kegiatannya

(18)

Interprocess Comunication

• Sistem operasi kebanyakan menjalankan

program secara simultan (concurrent).

• Program yang dijalankan secara simultan

itu dapat bekerja sama (coorperating)

(19)

Alasan Coorperating Process

• Information Sharing: menggunakan informasi(resource) yang sama untuk beberapa proses

• Computation Speedup : suatu task tertentu bisa dipecah menjadi beberapa cooperating processes sehingga bisa dikerjakan secara paralel sehingga menjadi lebih cepat selesai

• Modularity : pembuatan suatu sistem yang moduler

dengan memecahkan fungsi-fungsi dari sistem tersebut menjadi beberapa proses atau thread

• Convenience : user bisa dengan mudah mengerjakan sesuatu yang berbeda dalam waktu yang sama

(20)

Communications Models

(21)

Produsen dan Konsumer

• Produsen : memproduksi barang • Konsumer : menghabiskan barang

• Perlu diperhatikan bahwa barang yang diproduksi oleh produsen dan yang dihabiskan oleh konsumer adalah sama

• Suatu paradigma yang umum untuk cooperating processes

• Terdapat 2 macam consumer-producer problem:

– Unbounded-buffer: Tidak adanya batas bagi produsen untuk memproduksi barang

– Bounded-buffer: adanya suatu batas bagi produsen untuk memproduksi barang

(22)

Bounded-Buffer – Shared-Memory Solution

• Shared data

#define BUFFER_SIZE 10 typedef struct {

. . . } item;

item buffer[BUFFER_SIZE]; int in = 0;

int out = 0;

(23)

Bounded-Buffer – Producer

while (true) {

/* Produce an item */

while (((in = (in + 1) % BUFFER SIZE count) == out); /* do nothing -- no free buffers */

buffer[in] = item;

(24)

Bounded Buffer – Consumer

while (true) {

while (in == out)

; // do nothing -- nothing to consume

// remove an item from the buffer item = buffer[out];

out = (out + 1) % BUFFER SIZE; return item;

(25)

Interprocess Communication – Message Passing

• Mekanisme proses untuk berkomunikasi dan

sinkroniasi aksi

• IPC melakukan dua operasi:

– send(message) – message size fixed or variable – receive(message)

• Jika

P

dan

Q

ingin berkomunikasi, mereka

harus:

– establish a communication link between them – exchange messages via send/receive

• Implementation of communication link

(26)

Direct Communication

• Processes harus memanggil masing-masing:

– send (P, message) – send a message to process P – receive(Q, message) – receive a message from

process Q

• Properties of communication link

– Links dibentuk secara otomatis

– Sebuah link diasosiasikan dengan suatu hubungan sepasang proses

– Antara setiap pasang pasti memiliki tepat satu link – The link bisa unidirectional, tapi biasanya

(27)

Indirect Communication

• Messages diarahkan dan diterima dari mailboxes (atau biasa disebut ports)

– Each mailbox has a unique id

– Processes dapat berkomunikasi jika mereka saling sharing mailbox

• Properties of communication link

– Link dibangun jika masing-masing proses saling share mailbox yang umum

– Sebuah link dapat diasosiasikan dengan banyak processes – Setiap pasang proses dapat share beberapa communication

links

(28)

Indirect Communication

• Operations

– create a new mailbox

– send and receive messages through mailbox – destroy a mailbox

• Primitives are defined as:

send(

A, message

) – send a message to

mailbox A

(29)

Indirect Communication

• Mailbox sharing

– P₁, P₂, and P₃ share mailbox A – P₁, sends; P₂ and P₃ receive – Who gets the message?

• Solutions

– Memperbolehkan sebuah link untuk diasosikan maksimal 2 proses

– Memperbolehkan hanya 1 process dalam satu waktu untuk menerima message

– Memperbolehkan system untuk memilih siapa

(30)

Synchronization

• Message passing may be either blocking or non-blocking

• Blocking is considered synchronous

– Blocking send : sender memblok sampai message diterima – Blocking receive : receiver memblok sampai message

tersedia

• Non-blocking is considered asynchronous

– Non-blocking : setelah mengirim, sender melanjutkan kegiatannya, tidak perlu menunggu message diterima

(31)

Buffering

• Antrian message yang ditempatkan

pada link; diimplementasikan dengan:

1.Zero capacity – 0 messages

Sender must wait for receiver (rendezvous)

2.Bounded capacity – finite length of n messages Sender must wait if link full

(32)

Communications in Client-Server Systems

• Sockets

• Remote Procedure Calls

(33)

Sockets

• Sebuah programming interface ke OS yang memungkinkan proses untuk saling berkomunikasi ke proses lainya

• The socket 161.25.19.8:1625 refers to port 1625 on host 161.25.19.8

(34)

(35)

Client

(36)

Remote Procedure Calls

• Remote procedure call (RPC) mengabstraksikan

procedure calls antara processes pada jaringan

• Stubs

– client-side proxy for the actual

procedure on the server

• Skeleton

– server side proxy

• The client-side stub locates the server and

marshalls

the parameters

• The server-side stub receives this message,

unpacks the marshalled parameters, and

(37)

Remote Method Invocation

• Remote Method Invocation (RMI) is a Java mechanism similar to RPCs

(38)

(39)

RMI Layers

TCP

Remote Reference Layer

Transport Layer Java Virtual Machine

Client Object

Remote Reference Layer

Transport Layer Java Virtual Machine

Stub

Remote Object

(40)

RMI System Architecture

Client Virtual Machine

Client

Server Virtual Machine

Stub

Remote Object

Skeleton

Registry Virtual Machine “Fred”

(41)

RMI Flow

Client

Stub

Remote Object

Skeleton

Registry Virtual Machine “Fred”

Server

1

2

(42)

RMI Flow

Client

Stub

Remote Object

Skeleton

Registry Virtual Machine

“Fred”

Server

4

3. Client requests object from Registry 4. Registry returns remote reference (and stub gets created)

(43)

RMI Flow

Client

Stub

Remote Object

Skeleton

Registry Virtual Machine

“Fred”

Server

6

5. Client invokes stub method 6. Stub talks to skeleton

7. Skeleton invokes remote object method

(44)