Bab 3: Proses-Proses Konsep Proses

1

Bab 3: Proses-Proses

Konsep Proses

Penjadwalan Prosesj

Operasi pada Proses

Proses yang bekerja sama (Cooperating Processes)

Komunikasi antar Proses (Interprocess Communication)

Komunikasi pada sistem Client-Server

Silberschatz, Galvin and Gagne 20024.1Operating System Concepts

Konsep Proses

Sistem operasi mengeksekusi berbagai program: Batch system – job

Time-shared systems – user program atau tasky p g

Beberapa buku menggunakan istilah job dan process secara bergantian.

Proses - sebuah program yang sedang dieksekusi,

Eksekusi proses dilakukan secara berurutan.

Sebuah proses terdiri dari: program counter

t k


stack

data section

2

State pada Proses

Ketika sebuah proses dieksekusi, akan mengalami perubahan statep new: Proses sedang dibuat

running: Instruksi sedang dieksekusi

waiting: Proses menunggu beberapa event terjadi

ready: Proses menunggu untuk dieksekusi

terminated: Proses selesai dieksekusi


Diagram State pada Process


3

Process Control Block (PCB)

Adalah informasi yang terdapat pada setiap proses

State pada proses

Program counter Program counter

CPU registers

Informasi penjadwalan CPU

Informasi manajemen memory

Informasi Accounting

Informasi status I/O


Process Control Block (PCB)


4

CPU Berpindah (Switch) dariProses ke Proses


Antrian pada Penjadwalan Proses

Job queue – kumpulan semua proses dalam sistem

Ready queue – kumpulan semua proses yang berada di memori siap dan menunggu dieksekusimemori, siap dan menunggu dieksekusi

Device queue – kumpulan semua proses yang menunggu perangkat I/O

Migrasi proses antar antrian yang berbeda


5

Ready Queue dan beberapa I/O DeviceQueue


Representasi PenjadwalanProses


6

Scheduler (Penjadwal)

Long-term scheduler (atau job scheduler) – memilih h dib k dproses mana yang seharusnya dibawa ke ready queue.

Short-term scheduler (atau CPU scheduler) – memilih proses mana yang seharusnya dieksekusi berikutnya di CPU.


Medium Term Scheduling


7

Scheduler (Penjadwal) lanj.

Short-term scheduler sering terjadi (dalam milliseconds) (cepat).

Long-term scheduler tidak sering terjadi (dalam seconds Long term scheduler tidak sering terjadi (dalam seconds, minutes) (lebih lambat).

Long-term scheduler mengontrol tingkat multiprogramming.

Proses dapat digambarkan sebagai salah satu dari tipe di bawah ini:: I/O-bound process – lebih banyak menghapuskan waktu

untuk menjalankan I/O daripada komputasi, membutuhkan


untuk menjalankan I/O daripada komputasi, membutuhkan waktu penggunaan CPU (CPU burst) yang pendek.

CPU-bound process – lebih banyak menghabiskan waktu untuk komputasi, membutuhkan waktu penggunaan CPU yang panjang.

Context Switch

Ketika CPU berpindah ke proses yang lain, sistem harus menyimpan state dari proses lama dan mengambil state untuk proses yang baru.p y g

Waktu Context-switch, sistem tidak melakukan apa-apa (overhead)

Waktu Context-switch tergantung pada hardware yang digunakan


8

Pembuatan Proses (Process Creation)

Proses parent membuat proses anak (child), proses anakmembuat proses anak lainnya membentuk tree

Penggunaan Resource bersama-sama (Resource Penggunaan Resource bersama sama (Resource sharing) Parent dan child menggunakan semua resource bersama-

sama

Child menggunakan sebagian dari resource parent

Parent dan child tidak menggunakan resource yang sama

Eksekusi Parent dan child mengeksekusi secara konkuren


Parent dan child mengeksekusi secara konkuren

Parent menunggu sampai child dihentikan

Pembuatan Proses (Process Creation) lanj.

Penggunaan ruang alamat Child dan parent menggunakan ruang alamat yang sama

Child mempunyai program untuk menempati alamat yangChild mempunyai program untuk menempati alamat yang berbeda

Contoh : UNIX System call fork membuat proses baru

System call exec digunakan setelah fork untuk menggantiruang memori dengan program baru


9

Pohon Proses pada UNIX


Menghentikan Proses (Process Termination)

Proses mengeksekusi pernyataan terakhir dan sistemoperasi menentukan penghentian proses (exit). Data output dari child ke parent (via wait).Data output dari child ke parent (via wait).

Resource dari proses di-dealokasi oleh sistem operasi

Parent bisa menghentikan eksekusi proses child (abort). Child telah mengalokasikan resouce melebihi ketentuan

Task dari child tidak diperlukan lagi

Parent berhenti

Sistem operasi tidak mengijinkan child melanjutkanproses jika parent dihentikan


proses jika parent dihentikan

Penghentian sesuai alur

10

Proses yang Bekerjasama(Cooperating Process)

Proses Independent tidak berakibat atau diakibatkan oleheksekusi proses lain

Proses cooperating (bekerja sama) dapat mengakibatkan Proses cooperating (bekerja sama) dapat mengakibatkanatau diakibatkan oleh eksekusi proses lain

Kelebihan proses yang bekerja sama Menggunakan informasi bersama-sama

Meningkatkan kecepatan komputasi

Modular

Kenyamanan


Permasalahan Producer-Consumer

Paradigma untuk proses yang bekerja samadigambarkan dengan Producer-Consumer, producermenghasilkan informasi yang dikonsumsi oleh consumerg y g unbounded-buffer menempati ukuran buffer yang tidak

terbatas.

bounded-buffer mengasumsikan terdapat ukuran buffer tetap.


11

Bounded-Buffer – Solusi Shared-Memory

Shared data

#define BUFFER_SIZE 10

Typedef struct {

. . .

} item;

item buffer[BUFFER_SIZE];

int in = 0;

int out = 0;

Solusi benar, tetapi hanya dapat menggunakan elemenBUFFER_SIZE-1


Bounded-Buffer – Proses Producer

item nextProduced;

while (1) {

while (((in + 1) % BUFFER_SIZE) == out)

; /* do nothing */

buffer[in] = nextProduced;

in = (in + 1) % BUFFER_SIZE;

}


}

12

Bounded-Buffer – Proses Consumer

item nextConsumed;

while (1) {while (in == out)

; /* do nothing */nextConsumed = buffer[out];out = (out + 1) % BUFFER_SIZE;

}


Interprocess Communication (IPC)

Mekanisme untuk proses yang berkomunikasi danmelakukan sinkronisasi aksinya

Sistem Pesan – proses-proses saling berkomunikasi Sistem Pesan proses proses saling berkomunikasitanpa variabel yang dibunakan bersama-sama.

Fasilitas IPC terdiri dari 2 operasi: send(pesan) – ukuran pesan tetap atau berubah-ubah

receive(pesan)

Jika P dan Q akan berkomunikasi, membutuhkan Terdapat saluran komunikasi antara keduanya

Menukar pesan menggunakan send/receive


Menukar pesan menggunakan send/receive

Implementasi saluran komunikasi fisik (misalnya, shared memory, hardware bus)

logika (misalnya, properti logika)

13

Pertanyaan untuk Implmentasi IPC

Bagaimana saluran tersedia?

Dapatkah satu saluran dihubungkan lebih dari 2 proses?

Berapa saluran yang terdapat antar setiap pasangan Berapa saluran yang terdapat antar setiap pasanganproses yang berkomunikasi?

Bagaimana kapasitas saluran?

Apakah ukuran pesan yang dapat di-akomodasi olehsaluran tetap atau berubah-ubah?

Apakah saluran unidirectional atau bi-directional?


Komunikasi Langsung (Direct Communication)

Proses harus menentukan secara eksplisity: send (P, pesan) – mengirim pesan ke proses P

receive(Q pesan) – menerima pesan dari proses Qreceive(Q, pesan) menerima pesan dari proses Q

Properti dari saluran komunikasi Saluran tersedia secara otomatis

Satu saluran dihubungkan tepat satu pasang proses yang berkomunikasi

Antar setiap pasang terdapat tepat satu saluran

Saluran bisa unidirectional, tetapi biasanya bi-directional.


14

Komunikasi tak Langsung (Indirect Communication)

Pesan diarahkan dan diterima dari mailbox (yang jugadisebut sebagai port). Setiap mailbox mempunyai id yang unik.

Proses-proses dapat berkomunikasi hanya jikaProses proses dapat berkomunikasi hanya jikamenggunakan mailbox bersama-sama.

Properti dari saluran komunikasi Saluran tersedia hanya jika proses menggunakan bersama-

sama mailbox tertentu

Sebuah saluran dapat dihubungkan dengan beberapaproses

Setiap pasangan proses dapat menggunakan beberapa


saluran komunikasi

Saluran dapat unidirectional atau bi-directional.

Komunikasi tak Langsung (Indirect Communication) lanj.

Operasi Membuat mailbox baru

send dan receive pesan melalui mailboxsend dan receive pesan melalui mailbox

menghapus mailbox

Primitif yang digunakan:

send(A, pesan) – mengirim pesan ke mailbox A

receive(A, pesan) – menerima pesan dari mailbox A


15

Komunikasi tak Langsung (Indirect Communication) lanj.

Menggunakan Mailbox bersama-sama P1, P2, dan P3 menggunakan mailbox A.

P1 send; P2 dan P3 receiveP1, send; P2 dan P3 receive.

Siapa yang mendapatkan pesan?

Solusi Mengijinkan satu saluran dihubungkan dengan paling

banyak 2 proses

Mengijinkan hanya satu proses pada satu waktumengeksekusi operasi receive.

Mengijinkan sistem memilih penerima. Pengijin dinotifikasi


g j p g jsiapa yang menerima nya

Sinkronisasi

Pengiriman pesan bisa blocking atau non-blocking

Blocking disebut synchronous

Non blocking disebut asynchronous Non-blocking disebut asynchronous

Primitif send dan receive dapat blocking atau non-blocking.


16

Buffering

Antrian pesan yang diterima saluran; diimplementasikansatu dari 3 cara di yaitu.1. Zero capacity – 0 pesan1. Zero capacity 0 pesan

Sender harus menunggu receiver (rendezvous).

2. Bounded capacity – panjang pesan n jumlahnya tertentuSender harus menunggu jika saluran penuh.

3. Unbounded capacity – panjang tak terbatasSender tidak pernah menunggu.


Komunikasi Client-Server

Sockets

Remote Procedure Calls

Remote Method Invocation (Java) Remote Method Invocation (Java)


17

Socket

Socket didefinisikan sebagai endpoint for communication.

Gabungan IP address dan port

Socket 161 25 19 8:1625 berarti ke port 1625 pada host Socket 161.25.19.8:1625 berarti ke port 1625 pada host 161.25.19.8

Komunikasi terjadi antara pasangan socket.


Komunikasi Socket


18

Remote Procedure Calls

Remote procedure call (RPC) adalah prosedur call abstrak antar proses pada sistem jaringan

Stubs – proxy pada sisi client untuk prosedur aktual ke - Stubs proxy pada sisi client untuk prosedur aktual keserver.

Stub sisi client menempatkan server dan mengirim(marshall) parameter.

Stub sisi server menerima pesan, menterjemahkanparameter dan membentuk prosedur pada server


Eksekusi RPC


19

Remote Method Invocation

Remote Method Invocation (RMI) adalah mekanismepada Java yang sama dengan RPC.

RMI memungkinkan program Java pada satu mesin RMI memungkinkan program Java pada satu mesinmengirim method pada remote object.


Marshalling Parameter


Bab 3: Proses-Proses Konsep Proses

Documents

Transcript of Bab 3: Proses-Proses Konsep Proses