�ݺ�ߣ

6
Penjadualan CPU
Edi Ismanto,S.T,M.Kom
Mata Kuliah Sistem Operasi

2
Penjadualan CPU
 Konsep Dasar
 Kriteria Penjadualan
 Algoritma Penjadualan
 Penjadualan Multiple-Processor
 Penjadualan Real-Time
 Evaluasi Algorithm

3
Konsep Dasar
Memaksimalkan kinerja CPU melalui
multiprogramming
 CPU–I/O Burst Cycle – Eksekusi proses
terdiri dari siklus eksekusi CPU dan I/O wait.
 Pendistribusian CPU burst

4
Penggantian Rangkaian Urutan
CPU dan I/O Burst

6
Penjadual CPU
 Algoritma scheduling:
 Memilih dari proses-proses yang berada di memori (ready
to execute) dan memberikan jatah CPU ke salah satu
proses tersebut.
 Kapan keputusan untuk algoritma dilakukan:
 Saat suatu proses:
1.Switch dari status running ke waiting.
2.Switch dari status running ke ready.
3.Switch dari status waiting ke ready.
4.Terminates.
 Penjadualan 1 dan 4 termasuk nonpreemptive
 Penjaudualan lainnya termasuk preemptive

7
Jenis Penjadualan
 Preemptive: OS dapat mengambil (secara interrupt,
preempt) CPU dari satu proses setiap saat.
 Non-preemptive: setiap proses secara sukarela
(berkala) memberikan CPU ke OS.
 Contoh:
 Penjadualan untuk switch dari running ke wait atau
terminate: non-preemptive.
 Penjadualan proses dari running ke ready: pre-emptive.
 Prasyarat untuk OS real-time system.

8
Dispatcher
 Modul Dispatcher: mengatur dan memberikan kontrol
CPU kepada proses yang dipilih oleh “short-term
scheduler”:
 switching context
 switching ke user mode
 Melompat ke lokasi yang lebih tepat dari user program untuk
memulai kembali program
 Dispatch latency – terdapat waktu yang terbuang
(CPU idle) dimana dispatcher menghentikan satu
proses dan menjalankan proses lain.
 Save (proses lama) dan restrore (proses baru).

9
Kriteria Penjadualan
 Utilisasi CPU: menjadikan CPU terus menerus sibuk
(menggunakan CPU semaksimal mungkin).
 Throughput: maksimalkan jumlah proses yang selesai
dijalankan (per satuan waktu).
 Turn around time: minimalkan waktu selesai eksekusi suatu
proses (sejak di submit sampai selesai).
 Waiting time: minimalkan waktu tunggu proses (jumlah waktu
yang dihabiskan menunggu di ready queue).
 Response time: minimalkan waktu response dari sistim
terhadap user (interaktif, time-sharing system), sehingga
interaksi dapat berlangsung dengan cepat.

10
Kriteria Penjadualan yang Optimal
Memaksimumkan utilisasi CPU
Memaksimumkan throughput
Meminimukan turnaround time
Meminimumkan waiting time
Meminimumkan response time

11
Algoritma Penjadualan
 First-come, first-served (FCFS)
 Shortest-Job-First (SJF)
 Priority
 Round-Robin (RR)
Multilevel Queue
Multilevel Feedback Queue

12
First-Come, First-Served (FCFS)
 Algoritma:
 Proses yang request CPU pertama kali akan mendapatkan
jatah CPU.
 Sederhana – algoritma maupun struktur data:
menggunakan FIFO queue (ready queue).
 FIFO: Non preemptive
 Timbul masalah “waiting time” terlalu lama jikadidahului
oleh proses yang waktu selesainya lama.
 Tidak cocok untuk time-sharing systems.
 Digunakan pada OS dengan orientasi batch job.

13
FCFS (Cont.)
 Example: Process Burst Time
P1 24
P2 3
P3 3
 Diketahui proses yang tiba adalah P1, P2, P3. Gant chart-nya
adalah :
 Waiting time untuk P1 = 0; P2 = 24; P3 = 27
 Average waiting time: (0 + 24 + 27)/3 = 17

14
FCFS (Cont.)
 Diketahui proses yang tiba adalah P2, P3, P1.
Gant chart-nya adalah :
 Waiting time untuk P1 = 6; P2 = 0; P3 = 3
 Average waiting time: (6 + 0 + 3)/3 = 3
 Lebih baik dari kasus sebelumnya
 Convoy effect proses yang pendek diikuti
proses yang panjang

15
Shortest-Job-First (SJR)
 Penggabungan setiap proses merupakan panjang dari burst CPU
berikutnya. Panjang tersebut digunakan untuk penjadualan proses
pada waktu terpendek
 Terdapat 2 skema :
 nonpreemptive – CPU hanya satu kali diberikan pada suatu
proses, maka proses tersebut tetap akan memakai CPU hingga
proses tersebut melepaskannya
 preemptive –jika suatu proses tiba dengan panjang CPU burst
lebih kecil dari waktu yang tersisa pada ekseksusi proses yang
sedang berlangsung, maka dijalankan preemtive. Skema ini
dikenal dengan Shortest-Remaining-Time-First (SRTF).
 SJF akan optimal, keteika rata-rata waktu tunggu minimum untuk
set proses yang diberikan

16
Contoh Non-Preemptive SJF
Process Arrival Time Burst Time
P1 0.0 7
P2 2.0 4
P3 4.0 1
P4 5.0 4
 SJF (non-preemptive)
P1 P3 P2
P4
0 3 7 8 12
16
 Average waiting time = (0 + 6 + 3 + 7)/4 - 4

17
Contoh Preemptive SJF
Process Arrival TimeBurst Time
P1 0.0 7
P2 2.0 4
P3 4.0 1
P4 5.0 4
 SJF (preemptive)
P1 P3 P2
PPP2 4
1
0 2 4 5 7
11
16
 Average waiting time = (9 + 1 + 0 +2)/4 - 3

18
Penjadualan Prioritas
 Algoritma:
 Setiap proses akan mempunyai prioritas (bilangan integer).
 CPU diberikan ke proses dengan prioritas tertinggi (smallest integer º
highest priority).
 Preemptive: proses dapat di interupsi jika terdapat prioritas lebih tinggi
yang memerlukan CPU.
 Nonpreemptive: proses dengan prioritas tinggi akan mengganti pada
saat pemakain time-slice habis.
 SJF adalah contoh priority scheduling dimana prioritas ditentukan oleh
waktu pemakaian CPU berikutnya.
 Problem = Starvation
 Proses dengan prioritas terendah mungkin tidak akan pernah
dieksekusi
 Solution = Aging
 Prioritas akan naik jika proses makin lama menunggu waktu jatah
CPU.

19
Round Robin (RR)
 Setiap proses mendapat jatah waktu CPU (time
slice/quantum) tertentu misalkan 10 atau 100 milidetik.
 Setelah waktu tersebut maka proses akan di-preempt dan
dipindahkan ke ready queue.
 Adil dan sederhana.
 Jika terdapat n proses di “ready queue” dan waktu quantum q
(milidetik), maka:
 Maka setiap proses akan mendapatkan 1/n dari waktu CPU.
 Proses tidak akan menunggu lebih lama dari: (n-1) q time units.
 Performance
 q besar Þ FIFO
 q kecil Þ q harus lebih besar dengan mengacu pada context
switch, jika tidak overhead akan terlalu besar

20
Contoh RR (Q= 20)
Process Burst Time
P1 53
P2 17
P3 68
P4 24
 Gantt Chart
P1 P2 P3 P4 P1 P3 P4 P1 P3 P3
0 20 37 57 77 97 117 121 134 154 162
 Tipikal: lebih lama waktu rata-rata turnaround
dibandingkan SJF, tapi mempunyai response terhadap
user lebih cepat.

21
Waktu Kuantum dan Waktu
Context Switch

22
Penjadualan Antrian Multitingkat
 Kategori proses sesuai dengan sifat proses:
 Interaktif (response cepat)
 Batch dll
 Partisi “ready queue” dalam beberapa tingkat
(multilevel) sesuai dengan proses:
 Setiap queue menggunakan algoritma schedule sendiri
 Foreground proses (interaktif, high prioritiy): RR
 Background proses (batch, low priority): FCFS
 Setiap queue mempunyai prioritas yang fixed.

23
Penjadualan Antrian Multitingkat

24
Antrian Multitingkat Berbalikan
 Suatu proses dapat berpindah diantara
beragam antrian;
 Perlu feedback untuk penentuan proses
naik/turun prioritasnya (dinamis):
 Aging dapat diimplementasikan sesuai dengan
lama proses pada satu queue.
 Suatu proses yang menggunakan CPU sampai
habis (tanpa I/O wait) => CPU-bound (bukan
proses interaktif) dapat dipindahk ke queue
dengan prioritas lebih rendah

25
Antrian Multitingkat Berbalikan

26
Penjadualan Multiple-Processor
 Penjadualan CPU lehih kompleks ketika terdapat
multiple Processor
 Processor yang homogen termasuk ke dalam
multiprocessor
 Homogeneous processors within a multiprocessor.
 Load sharing
 Asymmetric multiprocessing – hanya ada satu
processor yang dapat mengakses struktur sistem
data,only one processor accesses the system data
structures,sehingga meringankan kebutuhan
sharing data

27
Penjadualan Real-Time
 Hard real-time systems
 Task kritis harus selesai dengan garansi waktu tertentu
 OS akan melacak lamanya task tersebut dieksekusi (real
time):
 Mengetahui lama waktu system call, fungsi dan response
dari hardware
 Melakukan prediksi apakah task tersebut dapat dijalankan.
 Mudah dilakukan untuk OS khusus pada peralatan/
pemakaian khusus (single task: control system)
 Sulit untuk time-sharing sistim, virtual memory (faktor
latency sebagian program aktif ada di disk).

28
Penjadualan Real-Time
 Soft real-time systems
 Membutuhkan penggunaan skema prioritas
 Multimedia, highly interactive graphics
 Prioritas tidak menurunkan over time
 Dispancy latency yang rendah :
 Penyisipan point preemsi sepanjang waktu system
calls
 Membuat keseluruhan kernel preemptable

�ݺ�ߣ

Penjadualan CPU

More Related Content

Penjadualan CPU