Mahasiswa dapat memahami konsep dasar deskripsi dan kontrol pada proses

Deskripsi dan Kontrol Proses (Pertemuan keke-3) Agustus 2014

Pokok Bahasan  Pokok Bahasan:  Deskripsi dan Kontrol Proses  Sub Pokok Bahasan:  Konsep proses  Elemen-elemen proses  Model proses 2 status, 5 status, dan 6 status  TIU:  Mahasiswa dapat memahami konsep dasar deskripsi dan kontrol pada proses  TIK:  Mahasiswa dapat menjelaskan konsep proses  Mahasiswa dapat menjelaskan elemen-elemen proses  Mahasiswa dapat menjelaskan setiap status pada model proses 2 status, 5 status, dan 6 status Sistem Operasi/2014 #1

Sub Pokok Bahasan:

Konsep proses:  Definisi proses  Status proses

Sistem Operasi/2014 #2

Tugas OS Terhadap Proses  Mengeksekusi banyak proses secara interleave (selang-seling) agar utilisasi prosesor maksimal dan response time setiap proses masih bisa diterima  Menyediakan resource bagi setiap proses  Mendukung komunikasi antar proses dan penciptaan proses baru oleh user


Konsep--Konsep Sebelumnya Konsep  Platform komputer terdiri dari sekumpulan resource

hardware

 Program aplikasi komputer dibuat untuk melakukan beberapa task (pekerjaan)  Sangatlah tidak efisien jika program aplikasi dibuat hanya khusus bagi platform hardware tertentu  Sistem operasi harus nyaman dan aman digunakan serta mempunyai banyak fitur dan interface yang konsisten  Sistem operasi dapat memberikan gambaran resource secara uniform (seragam) sehingga dapat diminta dan diakses oleh program aplikasi


Mengapa Eksekusi Proses Harus Diatur ?  Agar resource selalu tersedia bagi banyak aplikasi  Agar prosesor dapat digunakan oleh banyak aplikasi secara bergantian  Agar prosesor dan I/O device dapat digunakan secara efisien


Apakah Proses itu ?  Program yang dieksekusi  Program yang sedang berjalan di komputer  Entitas yang dapat diberikan kepada prosesor untuk dieksekusi  Sebuah aktifitas yang sangat dipengaruhi oleh hasil eksekusi sebelumnya, status saat ini, dan sejumlah resource sistem yang tersedia


Apa Saja Elemen Proses yang Sedang Running ?

(1)

 Identifier  Identitas unik untuk membedakan suatu proses dengan proses lainnya

 State  Status (kondisi) suatu proses (sedang dieksekusi, sedang diblok, dll)

 Priority  Prioritas suatu proses terhadap proses yang lain

 Program counter  Alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi

 Memory pointers  Pointer yang menunjuk pada alamat memori kode program dan data yang berhubungan dengan proses dan blok memori yang di-shared dengan proses lain (jika ada) Sistem Operasi/2014 #7

Apa Saja Elemen Proses yang Sedang Running ?

(2)

 Context data  Data yang terdapat pada register prosesor ketika suatu proses sedang dieksekusi

 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 digunakan, jumlah waktu proses, batas waktu proses, nomor account, dsb. Sistem Operasi/2014 #8

Process Control Block (PCB)

(1)

 Struktur data yang menyimpan elemenelemen proses  Dibuat dan diatur oleh sistem operasi  Mendukung adanya multi proses  Bersama-sama dengan kode program dan data yang diperlukan membentuk sebuah proses  Proses = PCB + kode program + data yang diperlukan Sistem Operasi/2014 #9

Process Control Block (PCB)

(2)

 Sebagian isi PCB:


Agenda:

Konsep proses:  Definisi proses

 Status proses


Status Proses  Status proses merupakan kondisi suatu proses (setiap saat setiap proses mempunyai sebuah kondisi)  Sebuah kondisi bisa dimiliki oleh banyak proses  Trace proses:  Adalah daftar urut-urutan alamat memori suatu proses yang telah dieksekusi

 Program dispatcher:  Bagian dari sistem operasi yang mengatur giliran pemanfaatan prosesor kepada suatu proses ke proses yang lain Sistem Operasi/2014 #12

Contoh Trace Proses

Sedang mengakses I/O  wait


Contoh Eksekusi Proses

(1)

 Asumsi:

tidak ada memori virtual  semua proses ditaruh di memori


Contoh Eksekusi Proses (2)  Gabungan trace 3 buah proses:  Dilihat dari sisi prosesor

Proses A Dispatcher

Dispatcher Proses A Proses B

Dispatcher Dispatcher

Proses C


Contoh Eksekusi 3 buah Proses


Pembentukan Proses  Siapa yang membentuk proses ?  Sistem operasi

 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

 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

 Dibentuk oleh proses lain (process spawning)

 Parent process = proses induk = proses yang membentuk proses lain  Child process = proses anak = proses yang dibentuk oleh proses induk  Misal: Print server atau file server akan selalu membentuk proses baru setiap ada permintaan dari client Sistem Operasi/2014 #17

Apa Penyebab Terminasi Proses ?

(1)

 Proses telah selesai secara normal:  Model batch job: terdapat instruksi halt yang menandakan proses 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 sejak user memberikan input Dsb

 Memori tidak tersedia:  Proses membutuhkan memori lebih besar tetapi tidak terpenuhi

 Bounds violation:  Proses mencoba mengakses lokasi memori proses lain Sistem Operasi/2014 #18


(2)

 Protection error:  Proses mencoba menggunakan resource (file) yang tidak boleh diakses  Misal: mencoba menulis pada file dengan atribut read only

 Arithmatic error:  Kesalahan komputasi, misal division by zero

 Time overrun:  Proses telah menunggu melebihi batas waktu yang telah ditentukan

 I/O failure:  Terjadi kesalahan pada saat mengakses I/O  Misal:

 Tidak dapat menemukan file yang dicari  Gagal membaca/menulis file sesudah mencoba beberapa kali (akibat adanya bad sector atau membaca data dari printer)



(3)

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

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

 Kesalahan data  Tipe data salah atau data tidak diinisialisasi

 Ada intervensi dari operator atau OS  Dilakukan pada saat terjadi deadlock (hang)

 Proses induk (parent) diterminasi  Jika proses induk diterminasi  proses semua proses anaknya ikut terterminasi

 Diterminasi proses induk  Proses induk berhak untuk melakukan terminasi terhadap proses anaknya Sistem Operasi/2014 #20

Model Proses  Proses dengan 2 status:  Running  Not running

 Proses dengan 5 status:     

New Ready Running Exit Blocked

 Proses dengan 6 status:  Proses dengan 5 status + Suspend

 Proses dengan 7 status:  Proses dengan 5 status + Ready/Suspend + Blocked/Suspend Sistem Operasi/2014 #21

Model Proses Dengan 2-Status

(1)

 Merupakan model proses paling sederhana  Setiap proses akan selalu berada pada salah satu dari 2 status berikut:  Running  Not-running



(2)

 Apa yang dilakukan OS ?  OS membentuk proses baru dilengkapi dengan PCB untuk proses tersebut  Masukkan proses baru ke sistem:  Jika tidak ada proses yang sedang Running  Proses langsung diberi status Running  langsung dieksekusi  Jika ada proses yang sedang Running  masukkan proses dengan status Not-running

 Jika proses yang running ter-interrupt, maka:  OS menjalankan program dispatcher untuk memilih proses berikutnya yang akan dieksekusi  Masukkan proses tersebut ke status Not-running


Model Antrian Pada Proses Dengan 2-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, dll)

 Kelemahan:

 Pemilihan proses selanjutnya yang akan dieksekusi tidak cukup hanya dengan algoritma FIFO

 Dispatcher harus mencari proses yang siap running diantara proses

proses yang lain yang terblok karena sedang menunggu hasil I/O Butuh algoritma yang lebih rumit


Model Proses Dengan 5-Status  Proses dengan 5-status:

Terminate

 Proses yang sedang antri dikelompokkan menjadi 2:

 Proses yang siap running/ready (misal terhenti karena time out)  Proses yang ter-blok (misal butuh memori lebih besar, menunggu I/O device) Sistem Operasi/2014 #25

Nama Status pada proses dengan 5-status

(1)

 New:  Status untuk proses yang baru saja terbentuk  Misal: log on dari user, buka MS-word, dll  Program dan data tidak langsung ditaruh ke memori, jika:  Jumlah proses yang sedang ditangani sudah maksimum  agar performansi sistem terjaga  Memori tidak mencukupi

 Ready:  Proses yang siap untuk dieksekusi  Sudah berada di memori Sistem Operasi/2014 #26

Nama Status pada proses dengan 5-status

(2)

 Running:  Proses sedang dieksekusi  Dalam satu saat hanya satu proses yang boleh running (uniprosesor)

 Blocked:  Proses yang terpaksa berhenti karena sedang menunggu suatu event terjadi  Misal: proses yang sedang menunggu selesainya aktifitas di I/O

 Exit:  Proses yang sudah selesai (keluar dari daftar proses yang dapat dieksekusi)  Penyebab: program sudah selesai atau dibatalkan Sistem Operasi/2014 #27

Model Proses Dengan 5-Status  Proses dengan 5-status:

Terminate

 Proses yang sedang antri dikelompokkan menjadi 2:

 Proses yang siap running/ready (misal terhenti karena time out)  Proses yang ter-blok (misal butuh memori lebih besar, menunggu I/O device) Sistem Operasi/2014 #28

Perpindahan Status Untuk Proses 5-Status

(1)

 Null  New:

 Pembentukan proses baru

 New  Ready:

 Penambahan proses baru yang siap dieksekusi  Proses baru telah ‘diakui’ oleh sistem operasi  Proses dipindah dari harddisk ke memori

 Ready  Running:

 Satu proses terpilih dieksekusi

 Running  Exit:

 Proses telah selesai atau dibatalkan

 Running  Ready:

 Proses yang sedang running dipaksa berhenti (preempted)  Penyebab:  Waktu habis (time out)  Datang proses berprioritas lebih tinggi Sistem Operasi/2014 #29


(2)

 Running  Blocked:  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 hasil eksekusi proses lain  Sedang menunggu proses yang akan diajak berkomunikasi tetapi sedang sibuk

 Blocked  Ready:  Proses terbebas dari blocked setelah event yang ditunggu telah tersedia Sistem Operasi/2014 #30


(3)

 Ready  Exit:  Proses yang siap dieksekusi dipaksa keluar (terminasi)  Penyebab:  Proses anak yang ‘dibunuh’ oleh proses induk  Dihentikan oleh user

 Blocked  Exit:  Proses yang terblok diterminasi  Penyebab sama dengan penyebab Ready  Exit


Eksekusi Proses Dengan Dua Antrian

(1)

 Cara kerja:  Proses baru  Ready queue

 Jika tidak ada proses yang running  langsung dieksekusi  Proses yang sedang running selesai/ter-blok  Pilih satu proses di ready queue untuk dieksekusi  Jika selesai  keluar  Jika time out  masuk ready queue  Jika perlu resource lain  masuk blocked queue Sistem Operasi/2014 #32

Eksekusi Proses Dengan Dua Antrian

(2)

 Apa kelemahan sistem dengan 2 antrian ?  Jika proses yang ter-blok sangat banyak dan masingmasing menunggu event yang berbeda-beda  Jika

datang suatu event, maka OS harus menyeleksi proses yang mana yang sedang membutuhkan event yang datang butuh waktu butuh algoritma lebih rumit

 Apa kelebihannya ?


Eksekusi Proses Dengan Banyak Antrian

(1)


Eksekusi Proses Dengan Banyak Antrian

(2)

 Cara kerja:  Sama seperti pada eksekusi proses dengan dua antrian  Bedanya untuk setiap event yang berbeda disediakan sebuah antrian tersendiri

 Kelebihan:  Jika suatu event yang ditunggu telah tiba  pemilihan proses yang membutuhkan event tersebut lebih mudah dan cepat (algoritmanya lebih sederhana)

 Pengembangan lebih lanjut:  Jika terdapat proses dengan prioritas berbeda  untuk setiap prioritas disediakan ready queue masing-masing



di harddisk

• Status yang ditambahkan: suspend state Sistem Operasi/2014 #36

Mengapa perlu ada suspend state ?

(1)

 Memori telah dipenuhi oleh proses atau bagian proses yang berada pada status blocked akibat sedang menunggu suatu event (I/O, memori, dll), sehingga tidak ada proses yang siap dieksekusi, maka:  Semua proses menunggu  Prosesor menganggur

 Semakin lama ukuran program semakin besar, maka:  Memori yang dibutuhkan semakin besar  Jumlah program yang dapat dieksekusi semakin sedikit Sistem Operasi/2014 #37

Mengapa perlu ada suspend state ?

(2)

 Tambah memori  mahal  Lakukan swapping (pindahkan proses yang berada pada status blocked dari memori ke harddisk)  Proses berubah status dari blocked menjadi suspend  Memori yang kosong bertambah besar: Dapat dimanfaatkan oleh proses yang butuh memori lebih besar, atau Dapat ditambahkan proses baru ke memori, atau Pindahkan proses lain yang ter-suspend dan siap running dari harddisk ke memori


Referensi: [STA09] Stallings, William. 2009. Operating System: Internal and Design Principles. 6th edition. Prentice Hall


Mahasiswa dapat memahami konsep dasar deskripsi dan kontrol pada proses

Recommend Documents