Penjadwalan Proses - Spada UNS

(1)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Haryono Setiadi

Sistem Operasi

Penjadwalan Proses

Outline

1. Deskripsi Penjadwalan Proses 2. Kriteria Proses

3. Strategi Penjadwalan Proses 4. Algoritma Penjadwalan Proses

1

(2)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Tugas Kelompok

KELOMPOK PRIA KELOMPOK WANITA

1. Sistem Antrian Bank?

2. Tujuan Sistem Antrian Bank?

3. Mekanisme sistem antriannya?

4. Jika di dalam bank tersebut ada 2 meja teller, simulasikan sistem antrian dengan bermain peran :

• Nasabah

• Teller

• Sistem Antrian

1. Sistem Antrian IGD?

2. Tujuan Sistem Antrian IGD?

3. Mekanisme sistem antriannya?

4. Jika di dalam IGD tersebut ada 3 pasien biasa (batuk dan pilek) dan 2 pasien darurat (kecelakaan dan gagal fungsi jantung) bagaimana sebaiknya antriannya? Jelaskan!

5. Jelaskan dengan model simulasi gambar!

Review Pertemuan Minggu Lalu

• Proses  keadaan ketika sebuah program sedang di eksekusi

• Saat komputer berjalan, terdapat banyak proses yang berjalan secara bersamaan.

• Sebuah proses dibuat melalui system call create-process yang membentuk proses turunan ( child process) yang dilakukan oleh proses induk ( parent process)

• Proses turunan tersebut juga mampu membuat proses baru sehingga semua proses ini pada akhirnya membentuk pohon proses .

• Proses yang dibentuk diantrikan ke CPU untuk diproses

3

(3)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Outline

5

(4)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Deskripsi Penjadwalan Proses

• Penjadwalan Proses?

• Kumpulan kebijaksanaan dan mekanisme di

sistem operasi yang berkaitan dengan urutan kerja yang dilakukan sistem komputer.

• Penjadwalan bertugas memutuskan hal-hal berikut :

• Proses yang harus berjalan

• Kapan dan selama berapa lama proses berjalan

Outline

7

(5)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Kriteria Proses

• Sasaran utama penjadwalan proses : Optimasi kinerja sistem komputer menurut kriteria tertentu.

• Kriteria untuk mengukur dan optimasi kinerja penjadwalan adalah:

• Adil (fairness)

• Efisiensi

• Waktu Tanggap (response time)

• Turn arround Time

• Troughput

Kriteria Proses

• Adil (fairness)

• Proses-proses diperlakukan sama yaitu :

mendapat jatah waktu layanan pemroses yang sama

• Tidak ada proses yang tidak kebagian layanan pemroses sehingga mengalami kekurangan waktu

• Sasaran penjadwalan seharusnya menjamin setiap proses mendapat pelayanan dari

• Adil

• Efisiensi

• Respon Time

• Turn Around Time

• Troughput

• Adil

• Efisiensi

• Respon Time

• Turn Around Time

• Troughput

9

(6)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Kriteria Proses

• Efisiensi

• Efisiensi atau utilisasi pemroses dihitung

dengan perbandingan (rasio) waktu sibuk pemroses dengan total waktu operasi sistem komputer secara keseluruhan.

• Sasaran penjadwalan : menjaga agar pemroses tetap dalam keadaan sibuk  efisiensi sistem komputer mencapai nilai maksimum.

• Keadaan sibuk berarti pemroses tidak menganggur

Adil

• Efisiensi

• Respon Time

• Troughput Adil

• Efisiensi

• Respon Time

• Troughput

Kriteria Proses

• Waktu tanggap (response time)

• waktu yang dihabiskan dari saat karakter

terakhir dari perintah dimasukkan sampai hasil pertama muncul di layar (terminal)

• Sasaran penjadwalan : meminimalkan waktu tanggap sehingga menghasilkan sistem yang responsif .

• Adil

• Efisiensi

• Respon Time

• Troughput

• Adil

• Efisiensi

• Respon Time

• Troughput

11

(7)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Kriteria Proses

• Turn arround time

• Waktu yang dihabiskan dari saat program/job

mulai masuk ke sistem sampai proses diselesaikan sistem.

• Waktu = waktu yang dihabiskan proses berada di sistem

• Turn arround time = waktu eksekusi + waktu menunggu

• Sasaran penjadwalan : meminimalkan turn arround time.

• Efisiensi

• Respon Time

• Troughput

• Efisiensi

• Respon Time

• Troughput

Kriteria Proses

• Troughput

• Troughput adalah jumlah kerja yang dapat diselesesaikan selama satu selang/unit waktu.

• Cara menghitung throughput : jumlah proses/job pemakai yang dapat dieksekusi dalam satu unit/interval waktu tertentu.

• Sasaran penjadwalan : memaksimalkan jumlah job/

proses yang dilayani per satu interval waktu.

• Lebih tinggi angka througput maka lebih banyak kerja yang

• Adil

• Efisiensi

• Respon Time

• Troughput

13

(8)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Outline

Strategi Penjadwalan

• Ada 2 strategi penjadwalan :

• Penjadwalan nonpreemptive

• Penjadwalan preemptive

15

(9)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Strategi Penjadwalan

• Penjadwalan nonpreemptive (run-to-completion).

• Proses yang sedang berjalan tidak dapat disela .

• Sekali proses berada di status running (sedang berjalan), maka proses tersebut akan dieksekusi terus

sampai proses berhenti.

• CPU tidak dapat diambil alih oleh proses yang lain.

Strategi Penjadwalan

• Penjadwalan preemptive.

• Proses yang sedang berjalan dapat diambil alih proses lain (disela) yang mempunyai prioritas lebih tinggi

• Proses yang disela berubah menjadi state Ready .

• CPU dapat diambil alih oleh proses yang lain.

17

(10)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Outline

Algoritma Penjadwalan

Terdapat banyak algoritma, diantaranya :

• Algoritma menggunakan strategi nonpreemptive

√ FIFO (First-in, First-out) atau FCFS (First-come, First-serve)

√ SJF (Shortest Job First)

√ HRN (Highest – Ratio Next)

• b. Algoritma menggunakan strategi preemptive

 MFQ (Multiple Feedback Queues)

 RR (Round Robin)

 SRF (Shortest Remaining First)

 PS (Priority Schedulling)

 GS (Guaranteed Schedulling)

19

(11)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

FIFO (First-in, First-out) atau FCFS (First-come, First-serve)

(FIFO)

• Penjadwalan nonpreemptive & penjadwalan tidak berprioritas.

• Penjadwalan paling sederhana , yaitu :

• Proses-proses diberi jatah waktu pemroses berdasarkan waktu kedatangan

• Saat proses mendapat jatah waktu pemroses, proses dijalankan sampai selesai

• Penjadwalan ini adil yaitu proses yang datang duluan, dilayani duluan juga.

• Dikatakan tidak adil karena job-job yang perlu waktu lama membuat job-job pendek menunggu.

• Job-job tak penting dapat membuat job-job penting menunggu.

21

(12)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Algoritma Penjadwalan

(FIFO)

Contoh :

Misal ada 3 proses P1, P2, P3 yang datang dengan lama waktu kerja CPU (CPU Burst-time) masing-masing sbb :

(FIFO)

•

Jika proses datang dengan urutan P1, P2, P3 dan dilayani dengan algoritma FIFO maka dapat digambarkan Gantt Chart-nya :

•

Waktu tunggu P1 = 0 milidetik, P2 = 24, P3= 27

•

Rata-rata waktu tunggu (Average Waiting Time / AWT) : (0+24+27)/3 = 17 milidetik

23

(13)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Algoritma Penjadwalan

(FIFO)



Jika waktu kedatangan proses adalah P3, P2, P1 maka Gantt Chartnya adalah :



AWT = (0+3+6)/3 = 3 milidetik

(FIFO)

•

Menentukan Turn Around Time

•

Turn around time (waktu penyelesaian) P1 adalah 24, P2

= 27, P3 = 30, maka rata-rata turn around time = (24+27+30)/3

= 27 milidetik

25

(14)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Algoritma Penjadwalan

(FIFO) – Soal Latihan Soal Latihan :

Misal ada 4 proses P1, P2, P3, P4 yang datang dengan lama waktu kerja CPU (CPU Burst-time) masing-masing sbb :

Jika proses datang dengan urutan P1, P2, P3, P4 dan dilayani dengan algoritma FIFO, buatlah gant chart, hitung AWT dan TAT

PROSES BURST TIME

P1 10

P2 5

P3 4

P4 8

Algoritma Penjadwalan

(FIFO) – Soal Latihan

• Jika diketahui 5 macam antrian proses yaitu : A-B-C-D-E dengan waktu kedatangan berurutan 0,1,2,2,5 dan prosesor sedang tidak aktif (PP=0), lama proses berturut-turut antara lain 5,2,6,8,3.

• Hitunglah AWT dan TAT

27

(15)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Selesai Eksekusi = Mulai Eksekusi + Selesai Eksekusi TA = Selesai Eksekusi - Total Waktu Tiba

(FIFO) – Soal Latihan

SJF (Shortest Job First)

29

(16)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Algoritma Penjadwalan

(SFJ - Shortest Job First)

• Merupakan penjadwalan nonpreemptive dan penjadwalan tidak berprioritas .

• Penjadwalan ini mengasumsikan waktu jalan proses (sampai selesai) diketahui sebelumnya .

• Mekanisme penjadwalan adalah menjadwalkan proses dengan waktu jalan terpendek lebih dulu sampai selesai.

•

Contoh :

•

Gantt Chart :

•

Nilai waktu tunggu : P1 = 3 milidetik, P2 = 16 milidetik, P3 = 9 milidetik, P4 = 0 milidetik

AWT : (3+16+9+0) / 4 = 7 milidetik

31

(17)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Algoritma Penjadwalan

•

Menentukan Turn Around Time (TAT)

• Turn around time (waktu penyelesaian) P4 adalah 3, P1 = 9, P3 = 16 dan P4 = 24 maka rata-rata turn around time =

(3+9+16+24)/4 = 13 milidetik

•

Contoh menentukan Turn Around Time :

33

(18)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Algoritma Penjadwalan

(SFJ - Shortest Job First)– Soal Latihan Soal Latihan :

Jika proses dilayani dengan algoritma SFJ, buatlah gant chart, hitung AWT dan TAT

PROSES BURST TIME

P1 10

P2 5

P3 4

P4 8

Highest Ratio Next (HRN)

35

(19)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

• Penjadwalan untuk mengoreksi kelemahan SJF.

• Adalah strategi penjadwalan dengan prioritas proses tidak hanya merupakan fungsi waktu layanan tetapi juga jumlah waktu tunggu proses .

• Begitu proses mendapat jatah pemroses, proses berjalan sampai selesai.

• Prioritas dinamis HRN dihitung berdasarkan rumus:

• Prioritas = (waktu tunggu + waktu layanan ) / waktu layanan

Algoritma Penjadwalan

• Karena waktu layanan muncul sebagai pembagi, maka job lebih pendek berprioritas lebih baik, karena waktu tunggu sebagai

pembilang maka proses yang telah menunggu lebih lama juga mempunyai kesempatan lebih bagus.

• Disebut HRN, karena waktu tunggu ditambah waktu layanan adalah waktu tanggap, yang berarti waktu tanggap tertinggi yang harus dilayani.

37

(20)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Penjadwalan ini merupakan : Penjadwalan non-preemptive Penjadwalan berprioritas dinamis.

Rumus : Rp = ( s + t ) / t

waktu tunggu : s, waktu layanan : t

Dari soal diatas yang dikerjakan pertama kali adalah job yang tiba pertama kali. Dikarenakan job lain belum tiba.

B=(4-1), C= (4-2), D=(4-3), E=(4-4)

39

(21)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Algoritma Penjadwalan

C= (6-2), D=(6-3), E=(6-4)

D=(11-3), E=(11-4)

41

(22)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

RR (Round Robin)

Algoritma Penjadwalan

(RR – Round Robin)

•

Penjadwalan preemptive dan tanpa prioritas

•

Semua proses dianggap penting dan diberi sejumlah waktu pemroses yang disebut kwanta (quantum) atau time-slice dimana proses itu berjalan.

•

Ketentuan algoritma RR :

• Jika quantum habis dan proses belum selesai maka proses menjadi runnable dan pemroses dialihkan ke proses lain

• jika quantum belum habis dan proses menunggu suatu kejadian (selesainya I/O), maka proses menjadi blocked dan pemroses dialihkan ke proses lain.

• jika quantum belum habis tapi proses telah selesai maka proses diakhiri dan pemroses dialihkan ke proses lain.

43

(23)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Algoritma Penjadwalan



Contoh : kumpulan proses datang pada waktu 0



Quantum 4 milidetik

 P1 mendapat 4 milidetik pertama

 20 milidetik berikutnya akan disela P2 dan P3

•

Gambar Gantt Chart

•

Waktu tunggu tiap proses

45

(24)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Algoritma Penjadwalan



Contoh : Menentukan Turn Around Time untuk quantum waktu (q) = 3

(RR – Round Robin)– Soal Latihan Soal Latihan :

Jika proses dilayani dengan algoritma RR dan quatum ditetapkan 4 ms, buatlah gant chart, hitung AWT dan TAT

PROSES BURST TIME

P1 10

P2 5

P3 4

P4 8

47

(25)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

CONTOH SOAL 2

Jika diketahui waktu tiba proses sama yaitu 0, dengan Quantum (Q) = 2.

Hitunglah waktu Turn Arround (TA) untuk tiap-tiap proses, Total TA dan Rata-rata TA-nya?!

(RR – Round Robin)– Soal Latihan

A B A B C D E A C E C

0 3 6 9 11 14 17 19 22 25 26 28

JAWAB SOAL 2

49

(26)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

CONTOH SOAL 3

Jika diketahui waktu tiba proses bukan 0, dengan Quantum (Q) = 2.

Hitunglah waktu Turn Arround (TA) untuk tiap- tiap proses?!

A B A B C D E A C E C E C

0 2 4 6 7 9 10 12 13 15 17 19 21 22

PROSES NAMA WAKTU

TIBA LAMA

EKSEKUSI MULAI

EKSEKUSI SELESAI

EKSEKUSI TA

A 0 5 0 13 13

B 1 3 2 7 6

C 5 7 7 22 17

D 6 1 9 10 4

E 7 6 10 21 14

JAWAB SOAL 3

Algoritma Penjadwalan

51

(27)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

PS - Priority Schedulling

(PS - Priority Schedulling)



Tiap proses dilengkapi dengan prioritas.



CPU dialokasikan untuk proses yang memiliki prioritas paling tinggi.



Jika beberapa proses memiliki prioritas yang sama , maka akan digunakan algoritma FIFO .

53

(28)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Algoritma Penjadwalan

•

Contoh : ada 5 proses P1,P2,P3,P4,P5

•

Gantt Chart



AWT = (6+0+16+18+1) = 8,2 ms

55

(29)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Algoritma Penjadwalan

(RR – Round Robin)– Soal Latihan Soal Latihan :

Jika proses dilayani dengan algoritma PS, buatlah gant chart, hitung AWT dan TAT PROSES BURST TIME PRIORITAS

P1 10 2

P2 5 1

P3 4 4

P4 8 3

•

Prioritas biasanya menyangkut masalah : waktu, memori yang dibutuhkan, banyaknya file yang boleh dibuka, dan perbandingan antara rata- rata I/O burst dengan rata-rata CPU burst.

•

Priority schedulling bersifat preemptive atau nonpreemptive. Jika ada proses P1 yang datang pada saat P0 sedang berjalan, maka akan dilihat prioritas P1.

•

Seandainya prioritas P1 lebih besar dibanding dengan prioritas P0 maka pada non preemptive, algoritma tetap akan menyelesaikan P0 sampai habis CPU burst-nya, dan meletakkan P1 pada posisi head queue.

•

Sedangkan pada preemptive, P0 akan dihentikan dulu, dan CPU ganti dialokasikan untuk P1.

57

(30)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Shortest-Remaining-First (SRF)

Penjadwalan ini merupakan :

• Penjadwalan preemptive dengan sisa waktu terpendek.

• Penjadwalan berprioritas dinamis.

Contoh Soal I

Shortest-Remaining-First (SRF)

59

(31)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Jawab Soal I

PROSES NAMA WAKTU

TIBA LAMA

EKSEKUSI MULAI

EKSEKUSI SELESAI

EKSEKUSI TA

A 0 7 0 14 14

B 2 3 2 5 3

C 4 9 14 23 19

D 5 4 5 9 4

A B B D A C

0 2 4 5 9 14 23

Contoh Soal II

Hitunglah waktu tunggu tiap-tiap proses dan rata-ratanya (AWT) dari tabel proses di bawah ini?!

PROSES ID WAKTU TIBA LAMA EKSEKUSI

P1 0 10

P2 3 6

P3 7 12

P4 9 8

Algoritma Penjadwalan

61

(32)

Sistem Operasi| [email protected] Sistem Operasi| [email protected]

Terima Kasih

PROSES ID WAKTU TIBA LAMA EKSEKUSI MULAI

EKSEKUSI SELESAI

EKSEKUSI WAKTU TUNGGU (WT)

P1 0 10 0 16 (0-0) +(9-3)=6

P2 3 6 3 7 (3-3)=0

P3 7 12 30 42 (30-7)=23

P4 9 8 22 30 (22-9)=13

P5 10 6 16 22 (16-10)=6

Total WT=48 Jawab Soal II

P1 P2 P2 P1 P1 P5 P4 P4

0 3 7 9 10 16 22 30 42

63