Pengertian Penjadwalan Proses

bundet

Substansi

Penjadwalan
Tugas Penjadwalan
Tujuan dan Kriteria Penjadwalan
Tipe Penjadwalan
Teknik / Strategi Penjadwalan
Macam Algoritma Penjadwalan

1. Penjadwalan

Adalah kumpulan kebijaksanaan dan mekanisme di sistem operasi yang berkaitan dengan urutan kerja yang dilakukan sistem komputer.

2. Tugas Penjadwalan

Untuk memutuskan proses yang harus berjalan
Untuk memutuskan kapan dan berapa lama proses tersebut berjalan

3. Tujuan dan Kriteria Penjadwalan

Adil/fairness, yaitu setiap proses mendapat pelayanan dari pemroses secara adil
Efisiensi dalam penggunaan cpu/pemroses, yaitu menjaga agar pemroses tetap dalam keadaan sibuk sehingga efisiensi mencapai maksimum
Waktu tanggap (respon time) dapat diminimumkan, yaitu waktu yang dibutuhkan oleh suatu proses dari minta dilayani hingga ada respon pertama yang menanggapi permintaan tersebut
Waktu tunggu (waiting time) dapat diminimumkan, yaitu waktu yang diperlukan oleh suatu proses untuk menunggu di antrian
Turn arround time dapat diminimumkan, yaitu waktu yang diperlukan dari saat program/proses mulai masuk ke sistem sampai proses diselesaikan sistem

Turn arround time = waktu eksekusi + waktu tunggu

Throughput/terobosan dapat dimaksimalkan, yaitu jumlah/banyaknya kerja yang dapat diselesaikan dalam satu satuan waktu.

4. Tipe Penjadwalan

Terdapat tiga tipe Penjadwal, yaitu:

a. Penjadwal jangka pendek (short term scheduller)

Bertugas menjadwalkan alokasi pemroses diantara proses-proses ready di memori utama
Sasarannya untuk memaksimalkan kinerja untuk memenuhi kriteria yang diharapkan

b. Penjadwal jangka menengah (medium term scheduller)

Untuk menangani proses-proses swapping, proses-proses yang mempunyai critical condition kecil, maka saat itu sebagai proses yang tertunda, begitu kondisi yang membuatnya tertunda hilang, proses dimasukkan kembali ke memori utama dan ready.
Swapping adalah kegiatan pemindahan proses yang tertunda dari memori utama ke memori sekunder.

c. Penjadwal jangka panjang (long term scheduller)

Bekerja terhadap antrian batch dan memilih batch berikutnya yang harus dieksekusi. Batch biasanya adalah proses-proses dengan penggunaan daya yang intensif (cpu time, memori, perangkat I/O)

5. Teknk / Strategi Penjadwalan

Penjadwalan tanpa prioritas, yaitu suatu proses diberi jatah waktu pemroses sesuai dengan urutannya masuk didalam antrian
Penjadwalan dengan prioritas, yaitu suatu proses mendapat prioritas pertama untuk memperoleh waktu pemroses/layanan pemroses
Penjadwalan nonpreemptive, yaitu begitu proses memperoleh waktu pemroses maka pemroses tidak dapat diambil alih oleh proses lain sampai proses itu selesai
Penjadwalan preemptive, yaitu pada waktu proses memperoleh waktu pemroses maka pemroses dapat diambil alih proses lain sehingga proses disela sebelum selesai dan harus dilanjutkan menunggu jatah waktu pemroses tiba kembali pada proses tersebut.

bundet

Pembahasan Soal Penjadwalan Proses

Soal 1

| Nama proses | Saat Tiba | Burst Time |
|-------------|-----------|------------|
| P1          | 0         | 14         |
| P2          | 0         | 10         |
| P3          | 2         | 13         |
| P4          | 3         | 8          |
| P5          | 5         | 3          |

Dengan menggunakan algoritma First come, first served (fcfs) atau First In, First Out (FIFO) dan Shorted Job First Scheduller (SJF), carilah:

Rata-rata waktu tunggu
Rata-rata waktu tanggap
Turn arround time

Jawaban 1

| Nama Proses | Saat Tiba | Burst Time | Saat Mulai | Saat selesai | Waktu Tunggu | Waktu Tanggap |
|-------------|-----------|------------|------------|--------------|--------------|---------------|
| P1          | 0         | 14         | 34         | 48           |              |               |
| P2          | 0         | 10         | 0          | 10           |              |               |
| P3          | 0         | 13         | 21         | 34           |              |               |
| P4          | 0         | 8          | 13         | 21           |              |               |
| P5          | 0         | 3          | 10         | 13           |              |               |

Contoh Rasio Penalty

| Nama proses | Saat Tiba | Burst Time |
|-------------|-----------|------------|
| P1          | 0         | 6          |
| P2          | 1         | 2          |
| P3          | 1         | 3          |
| P4          | 2         | 4          |
| P5          | 3         | 1          |

Gantt Chart

a. Rata-rata waktu tunggu

| Nama proses | Saat Tiba | Burst Time | Waktu tunggu | Ratio             |
|-------------|-----------|------------|--------------|-------------------|
| P2          | 1         | 2          | 5            | (5+2)/2 =7/2 =3,5 |
| P3          | 1         | 3          | 5            | (5+3)/3=8/3=2,66  |
| P4          | 2         | 4          | 4            | (4+4)/4= 2        |
| P5          | 3         | 1          | 3            | (3+1)/1 = 4       |

Yang dikerjakan adalah P5

b. Rata-rata waktu tanggap

| Nama proses | Saat Tiba | Burst Time | Waktu tunggu | Ratio           |
|-------------|-----------|------------|--------------|-----------------|
| P2          | 1         | 2          | 6            | (6+2)/2 =8/2 =4 |
| P3          | 1         | 3          | 6            | (6+3)/3=9/3=3   |
| P4          | 2         | 4          | 5            | (5+4)/4= 2,     |

Yang dikerjakan adalah P2

c. Turn arround time

| Nama proses | Saat Tiba | Burst Time | Waktu tunggu | Ratio               |
|-------------|-----------|------------|--------------|---------------------|
| P3          | 1         | 3          | 8            | (8+3)/3=11/3=3,66   |
| P4          | 2         | 4          | 7            | (7+4)/4= 11/4 =2,75 |

Yang dikerjakan adalah P3

Tabel Proses

| Nama Proses | Saat Tiba | Burst Time | Saat Mulai | Saat selesai | Waktu Tunggu | Waktu Tanggap |
|-------------|-----------|------------|------------|--------------|--------------|---------------|
| P1          | 0         | 6          | 0          | 6            | 0            | 6             |
| P2          | 1         | 2          | 7          | 9            | 6            | 2             |
| P3          | 1         | 3          | 9          | 12           | 8            | 3             |
| P4          | 2         | 4          | 12         | 16           | 10           | 4             |
| P5          | 3         | 1          | 6          | 7            | 3            | 1             |

Contoh Soal Penjadwalan Alternatif

1. First Come First Serve (FCFS)

Proses ini disebut juga dengan FIFO (First In First Out), dimana proses yang datang pertama akan dieksekusi terlebih dahulu.

Kelebihan dari proses ini adalah:

Merupakan metode scheduling paling sederhana
Overhead kecil
Dapat mencegah starvation.

Kekurangan:

Proses yang pendek dapat dirugikan, bila urutan eksekusinya setelah proses yang panjang

Contoh:

Terdapat 5 buah proses yang akan dieksekusi menggunakan algoritma schedulling FCFS. Waktu kedatangan dan waktu layanan untuk masing-masing proses seperti pada tabel dibawah ini.

| Proses | Arival Time | Service Time |
|--------|-------------|--------------|
| A      | 0           | 3            |
| B      | 2           | 6            |
| C      | 4           | 4            |
| D      | 6           | 5            |
| E      | 8           | 2            |

Gambarkan urutan eksekusi yang terjadi dan hitung finish time, TAT (Turn Around Time), dan NTAT (Normalized Turn Around Time) untuk masing-masing proses!

Solusi:

Gantt Chart

Tabel Proses

| Process      | A    | B    | C    | D    | E    | Mean |
|--------------|------|------|------|------|------|------|
| Finsih Time  | 3    | 9    | 13   | 18   | 20   |      |
| Arival Time  | 0    | 2    | 4    | 6    | 8    |      |
| TAT          | 3    | 7    | 9    | 12   | 12   | 8.60 |
| Service Time | 3    | 6    | 4    | 5    | 2    |      |
| NTAT         | 1.00 | 1.17 | 2.25 | 2.40 | 6.00 | 2.56 |

2. Round-Robin (RR)

Eksekusi proses dilakukan berdasarkan alokasi waktu tertentu yang diatur dengan clock interrupt.

Kelebihan:

Dapat menghindari ketidakadilan layanan terhadap proses kecil seperti yang telah terjadi pada FCFS
Response time lebih cepat untuk proses yang berukuran kecil
Dapat mencegah starvation
Overhead kecil, jika ukuran proses rata-rata lebih kecil dibandingkan quantum / slot.

Kekurangan:

Performa lebih buruk dibandingkan FCFS jika ukuran slot lebih besar daripada ukuran proses terbesar
Dapat terjadi overhead berlebihan jika ukuran setiap slot terlalu kecil
Proses I/O bound mendapatkan layanan lebih sedikit.

Contoh:

Berikut adalah kasus seperti pada FCFS, namun diselesaikan dengan metode Round-Robin dengan quantum = 1

Gantt Chart

Tabel Proses

| Process      | A    | B    | C    | D    | E    | Mean  |
|--------------|------|------|------|------|------|-------|
| Finsih Time  | 4    | 18   | 17   | 20   | 15   |       |
| Arival Time  | 0    | 2    | 4    | 6    | 8    |       |
| TAT          | 4    | 16   | 13   | 14   | 7    | 10.80 |
| Service Time | 3    | 6    | 4    | 5    | 2    |       |
| NTAT         | 1.33 | 2.67 | 3.25 | 2.80 | 3.50 | 2.71  |

3. Shortest Process Next (SPN)

Eksekusi proses diatur berdasarkan perkiraan ukuran proses terkecil. Sehingga proses yang datang belakangan akan ditaruh didepan dan dieksekusi terlebih dahulu jika ukuran proses tersebut paling kecil diantara proses yang lain.

Kelebihan:

Dapat mencegah kerugian proses kecil seperti yang dialami FCFS
Throughput tinggi
Proses kecil mempunyai response time kecil.

Kekurangan:

Scheduler harus mengetahui atau memperkirakan ukuran setiap proses yang akan dieksekusi.
Proses besar dapat mengalami starvation
Overhead bisa tinggi

Contoh:

Seperti kasus pada FCFS yang diselesaikan dengan metode SPN.

Gantt Chart

Tabel Proses

| Process      | A    | B    | C    | D    | E    | Mean |
|--------------|------|------|------|------|------|------|
| Finsih Time  | 3    | 9    | 15   | 20   | 11   |      |
| Arival Time  | 0    | 2    | 4    | 6    | 8    |      |
| TAT          | 3    | 7    | 11   | 14   | 3    | 7.60 |
| Service Time | 3    | 6    | 4    | 5    | 2    |      |
| NTAT         | 1.00 | 1.17 | 2.75 | 2.80 | 1.50 | 1.84 |

4. Shortest Remaining Time

Eksekusi proses diatur berdasarkan perkiraan sisa waktu terkecil , proses yang masuk dapat langsung dieksekusi bila total waktu eksekusinya lebih kecil daripada sisa waktu proses yang sedang running.

Kelebihan:

Kualitas layanan rata-rata yang diterima proses lebih baik (jumlah proses yang memperoleh nilai NTAT = 1 lebih banyak)
Throughput tinggi
Response time cepat.

Kekurangan:

Terjadi overhead akibat scheduler harus menghitung / memperkirakan sisa waktu eksekusi setiap proses untuk menentukan sisa waktu yang terkecil
Dapat terjadi starvation pada proses yang panjang
Proses yang panjang dikalahkan oleh proses yang kecil

Contoh:

Solusi masalah seperti pada FCFS menggunakan metode SRT.

Gantt Chart

Tabel Proses

| Process      | A    | B    | C    | D    | E    | Mean |
|--------------|------|------|------|------|------|------|
| Finsih Time  | 3    | 15   | 8    | 20   | 10   |      |
| Arival Time  | 0    | 2    | 4    | 6    | 8    |      |
| TAT          | 3    | 13   | 4    | 14   | 2    | 7.20 |
| Service Time | 3    | 6    | 4    | 5    | 2    |      |
| NTAT         | 1.00 | 2.17 | 1.00 | 2.80 | 1.00 | 1.59 |

5. Highest Response Ratio Next (HRRN)

Pemilihan proses didasarkan pada rasio response tertinggi. Rasio response diperoleh dari perbandingan jumlah waktu tunggu (w) ditambah perkiraan service time (s) dengan perkiraan service time (s).

R = w+s / s

Keuntungan:

Dapat mencegah starvation
Setiap proses akan mendapatkan layanan proses yang seimbang
Response time cepat
Throughput tinggi.

Kekurangan:

Terjadi overhead akibat scheduller harus mengetahui service time dari proses-proses yang akan dieksekusi.

Contoh:

Solusi untuk menyelesaikan kasus seperti pada FCFS tetapi menggunakan HRRN

Gantt Chart

Tabel Proses

| Process      | A    | B    | C    | D    | E    | Mean |
|--------------|------|------|------|------|------|------|
| Finsih Time  | 3    | 9    | 13   | 20   | 15   |      |
| Arival Time  | 0    | 2    | 4    | 6    | 8    |      |
| TAT          | 3    | 7    | 9    | 14   | 7    | 8.00 |
| Service Time | 3    | 6    | 4    | 5    | 2    |      |
| NTAT         | 1.00 | 1.17 | 2.25 | 2.80 | 3.50 | 2.18 |

6. Feedback

Setiap proses yang datan glangsung masuk pada antrian prioritas tertinggi, sehingga langsung dieksekusi selama satu slot atau satu kuantum. Bila proses tersebut ter-preempt oleh proses lain atau jatah waktunya habis selanjutnya dimasukkan kedalam antrian prioritas lebi rendah (teknik ini disebut multilevel feedback).

Kelebihan:

Dapat digunakan pada kondisi diman ainformasi tentang panjang proses atau perkiraan waktu eksekusi tidak diketahui.

Kekurangan:

Turn around time (TAT) proses yang panjang dapat semakin lama
Proses yang panjang dapat mengalami starvatio nbila terus menerus datang proses yang baru
Overhead tinggi

Contoh:

Gantt Chart

Tabel Proses

| Process      | A    | B    | C    | D    | E    | Mean  |
|--------------|------|------|------|------|------|-------|
| Finsih Time  | 4    | 20   | 16   | 19   | 11   |       |
| Arival Time  | 0    | 2    | 4    | 6    | 8    |       |
| TAT          | 4    | 18   | 12   | 13   | 3    | 10.00 |
| Service Time | 3    | 6    | 4    | 5    | 2    |       |
| NTAT         | 1.33 | 3.00 | 3.00 | 2.60 | 1.50 | 2.29  |

bundet

Konsep Penjadwalan Prioritas Menggunakan Terminal Linux

Tugas3 - PRAKTIKUM SISTEM OPERASI - Penjadwalan Prioritas

Login sebagai root
Buka 3 terminal, tampilkan pada screen yang sama
Pada setiap terminal, ketik PS1 = " \w:" diikuti Enter. \w menampilkan path pada direktori home
Karena login sebagai root, maka akan ditampilkan ~: pada setiap terminal. Untuk setiap terminal ketik pwd dan tekan Enter untuk melihat bahwa Anda sedang berada pada direktori /root
Buka terminal lagi (keempat), atur posisi sehingga keempat terminal terlihat pada screen
Pada terminal keempat, ketik top dan tekan Enter. Maka program top akan muncul. Ketik i. Top akan menampilkan proses yang aktif. Ketik lmt. Top tidak lagi menampilkan informasi pada bagian atas dari screen. Pada percobaan ini, terminal ke empat sebagai je ndela Top
Pada terminal 1, bukalah program executable C++ dengan mengetik program yes dan tekan Enter
Ulangi langkah 7 untuk terminal 2
Jendela Top akan menampilkan dua program yes sebagai proses yang berjalan. Nilai %CPU sama pada keduanya. Hal ini berarti kedua proses mengkonsumsi waktu proses yang sama dan berjalan sama cepat. PID dari kedua proses akan berbeda, misalnya 7225 dan 7251. Kemudian gunakan terminal 3 (yang tidak menjalankan primes maupun Jendela Top) dan ketik renice 19 (contoh : renice 19 7225) dan diikuti Enter. Hal ini berarti mengganti penjadwalan prioritas dari proses ke 19
Tunggu beberapa saat sampai program top berubah dan terlihat pada jendela Top. Pada kolom STAT memperlihatkan N untuk proses 7225. Hal ini berarti bahwa penjadwalan prioritas untuk proses 7225 lebih besar (lebih lambat) dari 0. Proses 7251 berjalan lebih cepat11. Program top juga mempunyai fungsi yang sama dengan program renice. Pilih Jendela Top dan tekan r. Maka program top akan menampilkan prompt PID to renice: tekan 7225 (ingat bahwa Anda harus mengganti 7225 dengan PID Anda sendiri) dan tekan Enter. Maka program top akan menampilkan prompt Renice PID 7225 to value: tekan -19 dan tekan Enter.
PID to renice: 7225
Renice PID 7225 to value: -19
Pada percobaan di atas, tunggu beberapa saat sampai top berubah dan lihat nilai %CPU pada kedua proses. Sekarang proses 7225 lebih cepat dari proses 7251. Kolom status menunjukkan < pada proses 7225 yang menunjukkan penjadwalan prioritas lebih rendah (lebih cepat) dari nilai 0.
Pilih terminal 3 (yang sedang tidak menjalankan yes atau program top) dan ketik nice --n -10 yes dan tekan Enter. Tunggu beberapa saat agar program top berubah dan akan terlihat proses primes ketiga. Misalnya PID nya 4107. Opsi -10 berada pada kolom NI (penjadwalan prioritas).
Kemudian jangan menggunakan mouse dan keyboard selama 10 detik. Program top menampilkan proses yang aktif selain program yes. Maka akan terlihat proses top terdaftar tetapi %CPU kecil (dibawah 1.0) dan konsisten. Juga terlihat proses berhubungan dengan dekstop grafis seperti X, panel dll.
Hasilnya seperti di bawah ini :
Pindahkan mouse sehingga kursor berubah pada screen dan lihat apa yang terjadi dengan tampilan top. Proses tambahan akan muncul dan nilai %CPU berubah sebagai bagian grafis yang bekerja. Satu alasan adalah bahwa proses 7474 berjalan pada penjadwalan prioritas tinggi. Pilih jendela Top, ketik r. maka muncul prompt PID to renice : Ketik 7474 (ubahlah 7474 dengan PID Anda) dan tekan Enter, maka muncul prompt Renice PID 7474 to value: ketik 0 dan tekan Enter. Sekarang pindahkan mouse ke sekeliling screen. Lihat perubahannya
Tutup semua terminal window
Logout dan login kembali sebagai user.

Keterangan:

PS : secara default untuk menampilkan informasi tentang semua proses yang sedang berjalan.
PID : pengidentifikasi proses atau disebut sebagai ID proses, yaitu nomor yang digunakan oleh sebagian besar kernel sistem operasi.

Penyelesaian:

OPEN / DOWNLOAD File

Referensi:

Modul SMTIK El Rahma Yogyakarta (oleh : Eko Yunianto / Ecko Anto)
http://linuxcommand.org/man_pages/ps1.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Process_identifier