Sistem Komputer - Algoritma Preemptive
A. Round Robin (RR) merupakan :
- Penjadwalan yang paling tua, sederhana, adil,banyak digunakan algoritmanya
dan mudah diimplementasikan.
- Penjadwalan ini bukan dipreempt oleh proses lain tetapi oleh penjadwal
berdasarkan lama waktu berjalannya proses (preempt by time).
- Penjadwalan tanpa prioritas.
- Berasumsi bahwa semua proses memiliki kepentingan yang sama, sehingga
tidak ada prioritas tertentu.
Semua proses dianggap penting sehingga diberi sejumlah waktu oleh pemroses
yang disebut kwanta (quantum) atau time slice dimana proses itu berjalan. Jika
proses masih running sampai akhir quantum, maka CPU akan mempreempt proses
itu dan memberikannya ke proses lain.
Penjadwal membutuhkannya dengan memelihara daftar proses dari runnable.
Ketika quantum habis untuk satu proses tertentu, maka proses tersebut akan
diletakkan diakhir daftar (list), seperti nampak dalam gambar berikut ini :
 |
(a) : Daftar proses runnable.
(b) : Daftar proses runnable sesudah proses b habis quantumnya.
|
Algoritma yang digunakan :
1. Jika kwanta habis dan proses belum selesai, maka proses menjadi runnable
dan pemroses dialihkan ke proses lain.
2. Jika kwanta belum habis dan proses menunggu suatu kejadian (selesainya
operasi I/O), maka proses menjadi blocked dan pemroses dialihkan ke proses lain.
3. Jika kwanta belum habis tetapi proses telah selesai, maka proses diakhiri dan
pemroses dialihkan ke proses lain.
Diimplementasikan dengan :
1. Mengelola senarai proses ready (runnable) sesuai urutan kedatangan.
2. Ambil proses yang berada di ujung depan antrian menjadi running.
3. Bila kwanta belum habis dan proses selesai, maka ambil proses di ujung depan
antrian proses ready.
4. Jika kwanta habis dan proses belum selesai, maka tempatkan proses running ke
ekor antrian proses ready dan ambil proses di ujung depan antrian proses
ready.
Masalah yang timbul adalah menentukan besar kwanta, yaitu:
- Kwanta terlalu besar menyebabkan waktu tanggap besar dan turn arround time
rendah.
- Kwanta terlalu kecil menyebabkan peralihan proses terlalu banyak sehingga
menurunkan efisiensi proses.
Switching dari satu proses ke proses lain membutuhkan kepastian waktu yang
digunakan untuk administrasi, menyimpan, memanggil nilai-nilai register, pemetaan
memori, memperbaiki tabel proses dan senarai dan sebagainya. Mungkin proses
switch ini atau konteks switch membutuhkan waktu 5 msec disamping waktu
pemroses yang dibutuhkan untuk menjalankan proses tertentu.
Dengan permasalahan tersebut tentunya harus ditetapkan kwanta waktu yang
optimal berdasarkan kebutuhan sistem dari hasil percobaan atau data historis.
Besar kwanta waktu beragam bergantung beban sistem. Apabila nilai quantum
terlalu singkat akan menyebabkan terlalu banyak switch antar proses dan efisiensi
CPU akan buruk, sebaliknya bila nilai quantum terlalu lama akan menyebabkan
respon CPU akan lambat sehingga proses yang singkat akan menunggu lama.
Sebuah quantum sebesar 100 msec merupakan nilai yang dapat diterima.
Penilaian penjadwalan ini berdasarkan kriteria optimasi :
Adil bila dipandang dari persamaan pelayanan oleh pemroses.
Cenderung efisien pada sistem interaktif.
Memuaskan untuk sistem interaktif, tidak memadai untuk sistem waktu nyata.
Cukup baik.
Cukup baik
a. Baik untuk sistem interactive-time sharing dimana kebanyakan waktu
dipergunakan menunggu kejadian eksternal.
Contoh : text editor, kebanyakan waktu program adalah untuk menunggu
keyboard, sehingga dapat dijalankan proses-proses lain.
b. Tidak cocok untuk sistem waktu nyata apalagi hard-real-time applications.
B. Priority Schedulling (PS)
Adalah tiap proses diberi prioritas dan proses yang berprioritas tertinggi mendapat
jatah waktu lebih dulu (running). Berasumsi bahwa masing-masing proses memiliki
prioritas tertentu, sehingga akan dilaksanakan berdasar prioritas yang dimilikinya.
Ilustrasi yang dapat memperjelas prioritas tersebut adalah dalam komputer militer,
dimana proses dari jendral berprioritas 100, proses dari kolonel 90, mayor
berprioritas 80, kapten berprioritas 70, letnan berprioritas 60 dan seterusnya. Dalam
UNIX perintah untuk mengubah prioritas menggunakan perintah nice.
Pemberian prioritas diberikan secara :
a. Statis (static priorities)
Berarti prioritas tidak berubah.
Keunggulan :
- Mudah diimplementasikan.
- Mempunyai overhead relatif kecil.
Kelemahan :
- Tidak tanggap terhadap perubahan lingkungan yang mungkin menghendaki penyesuaian prioritas.
b. Dinamis (dynamic priorities)
Merupakan mekanisme untuk menanggapi perubahan lingkungan sistem
beroperasi. Prioritas awal yang diberikan ke proses mungkin hanya berumur
pendek setelah disesuaikan ke nilai yang lebih tepat sesuai lingkungan.
Kelemahan :
Implementasi mekanisme prioritas dinamis lebih kompleks dan mempunyai
overhead lebih besar. Overhead in diimbangi dengan peningkatan daya
tanggap sistem.
Contoh penjadwalan berprioritas :
Proses-proses yang sangat banyak operasi masukan/keluaran menghabiskan
kebanyakan waktu menunggu selesainya operasinya masukan/keluaran. Proses-
proses ini diberi prioritas sangat tinggi sehingga begitu proses memerlukan
pemroses segera diberikan, proses akan segera memulai permintaan
masukan/keluaran berikutnya sehingga menyebabkan proses blocked menunggu
selesainya operasi masukan/keluaran. Dengan demikian pemroses dapat dipergunakan proses-proses lain. Proses-proses I/O berjalan paralel bersama
proses-proses lain yang benar-benar memerlukan pemroses, sementara proses-
proses I/O itu menunggu selesainya operasi DMA.
Proses-proses yang sangat banyak operasi I/O-nya, kalau harus menunggu lama
untuk memakai pemroses (karena prioritas rendah) hanya akan membebani
memori, karena harus disimpan tanpa perlu proses-proses itu dimemori karena
tidak selesai-selesai menunggu operasi masukan dan menunggu jatah pemroses.
Dalam algoritma berprioritas dinamis dituntun oleh keputusan untuk memenuhi
kebijaksanaan tertentu yang menjadi tujuan. Layanan yang bagus adalah menset
prioritas dengan nilai 1/f, dimana f adalah ration kwanta terakhir yang digunakan
proses.
Contoh :
- Proses yang menggunakan 2 msec kwanta 100 ms, maka prioritasnya50.
- Proses yang berjalan selama 50 ms sebelum blocked berprioritas 2.
- Proses yang menggunakan seluruh kwanta berprioritas 1.
Kebijaksanaan yang diterapkan adalah jaminan proses-proses mendapat layanan
adil dari pemroses dalam arti jumlah waktu pemroses yang sama.
Keunggulannya penjadwalan berpriorita adalah memenuhi kebijaksanaan yang
ingin mencapai maksimasi suatu kriteria diterapkan. Algoritma ini dapat
dikombinasikan, yaitu dengan mengelompokkan proses-proses menjadi kelas-
kelas prioritas. Penjadwalan berprioritas diterapkan antar kelas-kelas proses itu.
Algoritma penjadwal akan menjalankan : proses runnable untuk prioritas 4 lebih
dulu secara round robin, apabila kelas 4 semua sudah diproses, selanjutnya akan
menjalankan proses runnable untuk prioritas 3 secara round robin, apabila kelas
3 semua sudah diproses (habis), selanjutnya akan menjalankan proses runnable
untuk prioritas 2 secara round robin, dan seterusnya, seperti dalam gambar
berikut :
 |
| Skedul algoritma denga empat klas prioritas |
C. Multiple Feedback Queues (MFQ) merupakan :
- Penjadwalan berprioritas dinamis
Penjadwalan ini untuk mencegah (mengurangi) banyaknya swapping dengan
proses-proses yang sangat banyak menggunakan pemroses (karena
menyelesaikan tugasnya memakan waktu lama) diberi jatah waktu (jumlah
kwanta) lebih banyak dalam satu waktu. Penjadwalan ini juga menghendaki
kelas-kelas prioritas bagi proses-proses yang ada. Kelas tertinggi berjalan
selama satu kwanta, kelas berikutnya berjalan selama dua kwanta, kelas
berikutnya berjalan empat kwanta, dan seterusnya.
Ketentuan yang berlaku adalah sebagai berikut :
- Jalankan proses pada kelas tertinggi.
- Jika proses menggunakan seluruh kwanta yang dialokasikan, maka diturunkan
kelas prioritasnya.
- Proses yang masuk untuk pertama kali ke sistem langsung diberi kelas tertinggi.
Mekanisme ini mencegah proses yang perlu berjalan lama swapping berkali-kali
dan mencegah proses-proses interaktif yang singkat harus menunggu lama.
D. Shortest Remaining First (SRF) merupakan :
- Penjadwalan berprioritas dinamis
- Adalah preemptive untuk timesharing
- Melengkapi SJF
Pada SRF, proses dengan sisa waktu jalan diestimasi terendah dijalankan,
termasuk proses-proses yang baru tiba
- Pada SJF, begitu proses dieksekusi, proses dijalankan sampai selesai
- Pada SRF, proses yang sedang berjalan (running) dapat diambil alih proses
baru dengan sisa waktu jalan yang diestimasi lebih rendah
Kelemahan :
- Mempunyai overhead lebih besar dibanding SJF. SRF perlu penyimpanan waktu
layanan yang telah dihabiskan job dan kadang-kadang harus menangani
peralihan
- Tibanya proses-proses kecil akan segera dijalankan
- Job-job lebih lama berarti dengan lama dan variasi waktu tunggu lebih lama
dibanding pada SJF
SRF perlu menyimpan waktu layanan yang telah dihabiskan, menambah overhead.
Secara teoritis, SRF memberi waktu tunggu minimum tetapi karena overhead
peralihan, maka pada situasi tertentu SFJ bisa memberi kinerja lebih baik dibanding
SRF.
E. Guaranteed Scheduloing (GS)
Penjadwalan ini memberikan janji yang realistis (memberi daya pemroses yang
sama) untuk membuat dan menyesuaikan performance adalah jika ada N pemakai,
sehingga setiap proses (pemakai) akan mendapatkan 1/N dari daya pemroses CPU.
Untuk mewujudkannya, sistem harus selalu menyimpan informasi tentang jumlah
waktu CPU untuk semua proses sejak login dan juga berapa lama pemakai sedang
login. Kemudian jumlah waktu CPU, yaitu waktu mulai login dibagi dengan n,
sehingga lebih mudah menghitung rasio waktu CPU. Karena jumlah waktu
pemroses
tiap pemakai dapat diketahui, maka dapat dihitung rasio antara waktu pemroses
yang sesungguhnya harus diperoleh, yaitu 1/N waktu pemroses seluruhnya dan
waktu pemroses yang telah diperuntukkan proses itu.
Rasio 0,5 berarti sebuah proses hanya punya 0,5 dari apa yang waktu CPU miliki
dan rasio 2,0 berarti sebuah proses hanya punya 2,0 dari apa yang waktu CPU
miliki. Algoritma akan menjalankan proses dengan rasio paling rendah hingga naik
ketingkat lebih tinggi diatas pesaing terdekatnya. Ide sederhana ini dapat
diimplementasikan ke sistem real-time dan memiliki penjadwalan berprioritas
dinamis.
Sistem Komputer - Algoritma Preemptive, lanjutin materinya sob klik aja sistem komputer sekarang.
