OS-Penjadwalan-CPU

Sistem Operasi - Penjadwalan CPU -

S ISTEM O PERASI
- P ENJADWALAN CPU -

Arya Adhyaksa Waskita

Fakultas Ilmu Komputer
Universitas Pembangunan Nasional Veteran Jakarta

31 Maret 2012


AGENDA

1 R EVIEW

2 OVERVIEW & O BYEKTIF

3 KONSEP

4 K RITERIA PENJADWALAN & ALGORITMA

5 P ENJADWALAN THREAD

6 P ENJADWALAN PADA MULTIPROSESOR

7 C ONTOH PADA BERBAGAI OS

Review

O UTLINE

1 R EVIEW


3 KONSEP





Review

P ERTEMUAN KE -4

Konsep thread: lightweight process, satuan penggunaan CPU
responsif, resource sharing, ekonomis, skalabilitas
kernel & user thread
Thread terhadap pemrograman multicore / parallel:
berbagi aktiﬁtas, penyeimbang beban, memecah data & ketergantungan
data
pengujian & debug
Model:
many-to-one, many-to-many, one-to-one

Review

P ERTEMUAN KE -4

Pustaka
POSIX, Java, Win32
Isu terkait thread
create & terminate
SIGNAL handler
thread pools
thread speciﬁc data

Overview & Obyektif

O UTLINE

1 R EVIEW


3 KONSEP





Overview & Obyektif

Mempelajari konsep penjadwalan CPU sebagai dasar multiprogramming
Mempelajari algoritma penjadwalan CPU
Mempelajari kriteria penjadwalan & penentuan algoritma

Konsep

O UTLINE

1 R EVIEW


3 KONSEP





Konsep

T ENTANG PENJADWALAN CPU

Memaksimalkan penggunaan CPU diperoleh dengan multiprogramming
Eksekusi proses terdiri dari:
CPU
I/O wait

Konsep

S IKLUS CPU-I/O

G AMBAR : Siklus CPU - I/O

Konsep

CPU- BURST TIME

G AMBAR : CPU burst time

Konsep

P ENJADWAL CPU

Memilih proses yang telah berada di memori untuk dieksekusi
(mengalokasikan CPU ke proses tersebut)
Penjadwalan CPU dapat terjadi saat proses berpindah dari kondisi
(non-preemptive):
running ke waiting
running ke ready
waiting ke ready
selesai (terminasi)
Non-preemptive: sekali CPU dialokasikan ke suatu proses, CPU hanya
akan di-dealokasi ketika proses selesai

Konsep

I LUSTRASI

G AMBAR : Kondisi proses

Konsep

D ISPATCHER

Modul pada OS yang memindahkan kendali CPU dari satu proses ke
proses lain pada short term scheduler
Melibatkan:
switching context
pindah ke user mode
pindah dari ke lokasi yang tepat pada program untuk restart
Waktu tunda perpindahan: Dispatch Latency

Konsep

I LUSTRASI

G AMBAR : Context switch

Kriteria penjadwalan & algoritma

O UTLINE

1 R EVIEW


3 KONSEP






K RITERIA PENJADWALAN

CPU utilization: tingkat penggunaan CPU
Throughput: jumlah proses yang diselesaikan per satuan waktu
Turnaround time: waktu tunggu sejak sebuah proses di-submit hingga
selesai eksekusi
Waiting time: total waktu sebuah proses berada dalam ready queue
Response time: waktu tunggu sejak sebuah proses di-submit sampai
respon pertama diperoleh


K RITERIA

Memaksimalkan:
CPU utilization
throughput
Meminimalkan:
turnaround time
waiting time
response time


A LGORITMA : FCFS

Proses Burst time
P1 24
P2 3
P3 3

G AMBAR : Diagram Gantt: First Come First Served

Rerata:
turnaround time = . . .
waiting time = . . .


A LGORITMA : FCFS

Untuk kasus yang sama: urutan kedatangan adalah P 2 , P 3 , P 1

G AMBAR : Diagram Gantt: First Come First Served

Rerata:


A LGORITMA : SJF

Penjadwalan berdasarkan CPU burst
Kendala: sulit mengestimasi CPU burst (di awal)

Proses Burst time
P1 6
P2 8
P3 7
P4 3


A LGORITMA : SJF

G AMBAR : Diagram Gantt: Shortest Job First

Rerata:


P ENENTUAN PANJANG CPU BURST

Hanya estimasi
Berdasarkan:
CPU burst sebelumnya
rerata eksponensial

τn+1 = αtn + (1 − α) τn

tn = panjang CPU burst aktual
τn+1 = prediksi CPU burst
α = 1, hanya CPU burst terakhir yang dipertimbangkan
α = 0, CPU burst terakhir tidak dipertimbangkan


I LUSTRASI

G AMBAR : Prediksi panjang CPU burst berikutnya


A LGORITMA : P RIORITAS

Setiap proses memiliki atribut terkait prioritas
Nilai atribut kecil lebih prioritas dibanding nilai atribut besar
Kendala: Starvation, proses dengan prioritas rendah memiliki
kemungkinan tidak dieksekusi
Solusi: Aging, dengan berjalannya waktu prioritas sebuah proses naik


A LGORITMA : ROUND ROBIN

Berdasarkan time slice, setiap proses diberi kesempatan dieksekusi
selama time slice
Proses yang melampaui time slice padahal belum selesai, dipindahkan
ke antrian paling belakang
Kinerja:
time slice besar: FIFO
time slice kecil: overhead, terlalu banyak context switch


A LGORITMA : RR, TIME SLICE =4

Proses Burst time
P1 24
P2 3
P3 3

G AMBAR : Diagram Gantt: RR dengan time slice=4

Rerata:


H UBUNGAN time slice VS . contect switch

G AMBAR : Time slice vs. contect switch


A LGORITMA : RR

G AMBAR : Hubungan turnaround time vs. time slice


A LGORITMA : A NTRIAN BERTINGKAT

Multilevel Queue
Ready queue dipisah
foreground (interaktif)
background (batch)
Setiap antrian memiliki algoritma yang berbeda:
foreground (interaktif): RR
background (batch): FCFS
Penjadwalan harus dilakukan antar antrian:
Prioritas tetap: kemungkinan starvation
Time slice: 80% foreground vs. 20% background


I LUSTRASI

G AMBAR : Antrian bertingkat


A LGORITMA : A NTRIAN UMPAN BALIK BERTINGKAT

Sebuah proses dapat berpindah antar berbagai antrian, penerapan
aging
Dideﬁnisikan melalui beberapa parameter:
jumlah antrian
algoritma penjadwalan antar antrian
metode upgrade & downgrade proses
metode untuk menentukan antrian yang dimasuki ketika perlu layanan


I LUSTRASI

3 antrian masing-masing:
Q1 = RR 8 ms
Q2 = RR 16 ms
Q3 = FCFS
Penjadwalan:
Sebuah proses yang memasuki Q1 akan mendapat alokasi waktu 8 ms.
Jika tidak selesai dipindahkan ke Q2
Di Q2 , sebuah proses mendapatkan tambahan 16 ms. Jika belum selesai
juga, dipindahkan ke Q3


I LUSTRASI

G AMBAR : Penjadwalan umpan balik betingkat

Penjadwalan thread

O UTLINE

1 R EVIEW


3 KONSEP





Penjadwalan thread

KONSEP

Penjadwalan berbeda antara user level dan kernel level thread
User level: process contention scope, thread bersaing di dalam proses
yang sama
Kernel level: system contention scope, thread bersaing dengan thread lain
dalam mendapatkan layanan CPU

Penjadwalan thread

I LUSTRASI : POSIX

PTHREAD SCOPE PROCESS: menjadwal thread menggunakan PCS
PTHREAD SCOPE SYSTEM: menjadwal thread menggunakan SCS
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#deﬁne NUM THREADS 5
int main(int argc, char *argv[]) {
int i;
pthread t tid[NUM THREADS];
pthread attr t attr;
/* get the default attributes */
pthread attr init(&attr);
/* set the scheduling algorithm to PROCESS or SYSTEM */
pthread attr setscope(&attr, PTHREAD SCOPE SYSTEM);
/* set the scheduling policy - FIFO, RT, or OTHER */
pthread attr setschedpolicy(&attr, SCHED OTHER);

Penjadwalan thread

I LUSTRASI : POSIX

/* create the threads */
for (i = 0; i < NUM THREADS; i++)
pthread create(&tid[i],&attr,runner,NULL);
/* now join on each thread */
for (i = 0; i < NUM THREADS; i++)
pthread join(tid[i], NULL); }
/* Each thread will begin control in this function */
void *runner(void *param) {
printf("I am a threadn");
pthread exit(0);
}

Penjadwalan thread

JAVA

JVM: menggunakan Preemptive, Priority-Based Scheduling Algorithm
FIFO digunakan jika ada beberapa thread dengan prioritas yang sama
Prioritas:
minimum: Thread.MIN_PRIORITY
maksimum: Thread.MAX_PRIORITY
normal: Thread.NORM_PRIORITY
JMV menjadwal eksekusi thread ketika:
ada thread yang selesai dieksekusi
ada thread dengan prioritas lebih tinggi

Penjadwalan pada multiprosesor

O UTLINE

1 R EVIEW


3 KONSEP






Penjadwalan lebih kompleks ketika diterapkan dalam arsitektur
multiprosesor
Opsi:
prosesor homogen
prosesor asimetrik:
tidak mendukung sharing data,
ada I/O device yang hanya terhubung dengan satu prosesor,
program yang dikompilasi sebuah prosesor hanya bisa dijalankan di prosesor
tersebut

prosesor simetrik:
mendukung sharing data
self scheduling, tidak boleh terjadi dua prosesor menjadwal proses yang
sama


M ULTICORE

Beberapa prosesor dikemas dalam satu chip
Lebih cepat & konsumsi daya lebih rendah

G AMBAR : Multithreaded pada multicore

Contoh pada berbagai OS

O UTLINE

1 R EVIEW


3 KONSEP






S OLARIS

G AMBAR : Solaris dispatch table


S OLARIS

G AMBAR : Penjadwalan pada Solaris


S OLARIS

G AMBAR : Penjadwalan Solaris2


W INDOWS XP

G AMBAR : Prioritas Windows XP

OS-Penjadwalan-CPU

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Destacado

Destacado (7)

Similar a OS-Penjadwalan-CPU

Similar a OS-Penjadwalan-CPU (20)

Último

Último (20)

OS-Penjadwalan-CPU