Fakultas Ilmu Komputer Defri Kurniawan M Kom Penjadwalan

Fakultas Ilmu Komputer Defri Kurniawan, M. Kom Penjadwalan Proses

Materi �Deskripsi penjadwalan �Kriteria pengukuran penjadwalan �Tipe-tipe penjadwalan �Strategi Penjadwalan �Algoritma Penjadwalan

Pengertian Penjadwalan Pengertian �Penjadwalan proses merupakan kumpulan kebijaksanaan dan mekanisme di sistem operasi yang berkaitan dengan urutan kerja yang dilakukan sistem komputer

Pengertian Penjadwalan (lanj) Adapun penjadwalan bertugas memutuskan: 1. Proses yang harus berjalan 2. Kapan dan berapa lama proses itu berjalan

Sasaran Penjadwalan Kriteria-kriteria yang digunakan sebagai sasaran penjadwalan, meliputi: 1. 2. 3. Adil (fairness) Efisiensi (eficiency) Waktu tanggap (response time) • • 4. 5. Sistem interaktif Sistem waktu nyata Turn around time Throughput

1. Adil (fairness) Adalah proses-proses yang diperlakukan sama, yaitu mendapat jatah waktu pemroses yang sama dan tak ada proses yang tak kebagian layanan pemroses sehingga mengalami kekurangan waktu. Sasaran penjadwalan: Menjamin setiap proses mendapat pelayanan dari pemroses secara adil.

2. Efisiensi (eficiency) Efisiensi atau utilisasi pemroses dihitung dengan perbandingan (rasio) waktu sibuk pemroses • Keadaan sibuk berarti pemroses tidak menganggur. • Layanan pemroses termasuk waktu yang dihabiskan untuk mengeksekusi program pemakai dan layanan sistem operasi • Sasaran penjadwalan: • Menjaga agar pemroses tetap dalam keadaan sibuk sehingga efisiensi sistem komputer mencapai maksimum.

3. Waktu tanggap (response time) Waktu tanggap dalam Sistem Interaktif Didefinisikan sebagai waktu yang dihabiskan dari saat karakter terakhir perintah dimasukkan Atau transaksi sampai hasil pertama muncul di layar (terminal). Waktu tanggap ini disebut terminal response time. Waktu tanggap dalam Sistem waktu nyata (real time) Didefinisikan sebagai waktu dari saat kemunculan suatu kejadian sampai instruksi layanan rutin pertama terhadap kejadian yang dieksekusi, disebut event respons time.

3. Waktu tanggap (response time) Sasaran penjadwalan pada kriteria ini adalah meminimalkan waktu tanggap sehingga menghasilkan system yang reponsif

4. Turn Around Time Adalah waktu yang dihabiskan dari saat program atau job mulai masuk ke sistem sampai proses diselesaikan sistem. Waktu yang dimaksud adalah waktu yang dihabiskan di dalam sistem. � Turn arround time = waktu eksekusi + waktu menunggu. � Sasaran Penjadwalan adalah meminimalkan turn arround time

5. Throughput � Adalah jumlah kerja yang dapat diselesaikan dalam satu unit waktu. � Cara untuk mengekspresikan throughput adalah dengan jumlah job pemakai yang dapat dieksekusi dalam satu unit/interval waktu Sasaran Penjadwalan: � Memaksimalkan jumlah job yang diproses persatu interval waktu. � Lebih besar angka throughput, lebih banyak kerja yang dilakukan sistem.

Tipe Penjadwalan (1) �Terdapat 3 tipe penjadwal berada secara bersama-sama pada sistem operasi yang kompleks, yaitu: 1. Penjadwal jangka pendek (short term scheduller) 2. Penjadwal jangka menengah (medium term scheduller) 3. Penjadwal jangka panjang (long term scheduller)

Tipe Penjadwalan (2) � Penjadwalan jangka pendek (short-termscheduller) Penjadwalan ini bertugas menjadwalkan alokasi pemroses diantara proses-proses ready di memori utama. � Penjadwalan jangka menengah (medium termscheduller ) Penjadwalan jangka menengah adalah menangani proses swapping (aktivitas pemindahan proses yang tertunda dari memory utama ke memory sekunder). � Penjadwalan jangka panjang (long-termscheduller) Penjadwalan jangka panjang bekerja terhadap antrian batch (proses – proses dengan penggunaan sumberdaya yang intensif) dan memilih batch berikutnya yang harus di eksekusi.

Penjadwal jangka pendek (short term scheduller) �Digunakan untuk memilih diantara proses- proses yang siap dieksekusi. kemudian proses tersebut salah satunya dialokasikan ke CPU �Short term scheduler juga digunakan untuk memilih proses baru untuk CPU �Dan memilih proses berikutnya yang harus dijalankan.

Penjadwal jangka menengah (medium term scheduller) �Proses-proses yang mempunyai kepentingan kecil saat itu sebagai proses yang tertunda ataupun tertunda karena memuat layanan I/O atau memanggil sekumpulan layanan �Aktivitas pemindahan proses yang tertunda dari memori utama ke memori sekunder disebut swapping

Penjadwal jangka menengah (medium term scheduller) �Begitu kondisi yang membuatnya tertunda hilang, proses dimasukkan kembali ke memori utama dan ready

Penjadwal jangka menengah (medium term scheduller)

Penjadwal jangka panjang (long term scheduller) �Long term scheduller menentukan program mana yang diakui pada sistem untuk diproses, kapan dan mana yang harus dikeluarkan �Penjadwalan ini bekerja terhadap antrian batch dan memilih batch berikutnya yang harus dieksekusi

Penjadwal jangka panjang (long term scheduller) �Batch biasanya adalah proses-proses dengan penggunaan sumber daya yang intensif (yaitu waktu pemroses, memori, perangkat input/output) �Program-program ini berprioritas rendah, digunakan sebagai pengisi (agar pemroses sibuk) selama periode aktivitas job-job interaktif rendah.

Tipe-tipe Penjadwalan

Strategi Penjadwalan 1. Penjadwalan non-preemptive (run to completion) Proses diberi jatah waktu oleh pemroses dan pemroses tidak dapat diambil alih oleh proses lain sampai proses itu selesai 2. Penjadwalan preemptive Proses diberi jatah waktu oleh pemroses dan pemroses dapat diambil alih proses lain. Sehingga proses disela sebelum selesai dan harus dilanjutkan menunggu jatah waktu pemroses tiba kembali pada proses itu

Algoritma Penjadwalan Berikut jenis-jenis algoritma berdasarkan penjadwalan 1. Nonpreemptive 2. Preemtive Klasifikasi lain berdasarkan adanya prioritas di proses-proses, yaitu : 1. Algoritma penjadwalan tanpa berprioritas 2. Algoritma penjadwalan berprioritas

Algoritma Penjadwalan 1. Nonpreemptive FIFO (First In First Out) atau FCFS (First Come First Serve) SJF (Shortest Job First) HRN (Highest Ratio Next) MFQ (Multiple Feedback Queues).

Algoritma Penjadwalan 2. Nonpreemptive RR (Round Robin) SRF (Shortest Remaining First) PS (Priority Schedulling) GS (Guaranteed Schedulling)

Penjadwalan Non Preemtive

Penjadwalan FIFO (First In First Out) [1] Merupakan penjadwalan nonpreemptive dan penjadwalan tidak berprioritas. Penjadwalan FIFO adalah penjadwalan paling sederhana, yaitu : • Proses-proses diberi jatah waktu pemroses berdasarkan waktu kedatangan • Saat proses mendapat jatah waktu pemroses, proses dijalankan sampai selesai Penjadwalan ini adil yaitu proses yang datang duluan, dilayani duluan juga. Dikatakan tidak adil karena job-job yang perlu waktu lama membuat job-job pendek menunggu. Job-job tak penting dapat membuat job-job penting menunggu. Contoh Soal: Jika diketahui 5 macam antrian proses yaitu : A-B-C-D-E dengan waktu kedatangan semuanya 0 dan prosesor sedang tidak aktif (PP=0), lama proses berturut-turut antara lain 5, 2, 6, 8, 3.

Penjadwalan FIFO (First In First Out) [2]

Penjadwalan FIFO (First In First Out) [3] Terlihat lama tanggap : 14 Nilai ini cukup besar bila dibanding lama proses masing 2. Contoh diatas tidak disertai waktu tiba. Berikut ini adalah contoh dengan waktu tiba yang berbeda:

Penjadwalan FIFO (First In First Out) [4] Selesai Eksekusi = Mulai Eksekusi + Selesai Eksekusi TA = Selesai Eksekusi - Total Waktu Tiba

Penjadwalan FIFO (First In First Out) [5] Cara lain untuk mengerjakan Misal ada tiga proses P 1, P 2, P 3 yang datang dengan lama waktu kerja CPU (CPU Burst-time) masing-masing sbb : Jika proses datang dengan urutan P 1, P 2, P 3 dan dilayani dengan algoritma FIFO maka dapat digambarkan Gantt Chart-nya : Dari Gantt Chart dapat diambil kesimpulan waktu tunggu untuk P 1 adalah 0 milidetik, waktu tunggu untuk P 2 adalah 24 milidetik, waktu tunggu P 3 adalah 27 milidetik. Jadi rata-rata waktu tunggu (Average Waiting Time / AWT) adalah (0+24+27)/3 = 17 milidetik. Kemudian jika waktu kedatangan proses adalah P 3, P 2, P 1 maka Gantt Chartnya adalah

Penjadwalan FIFO (First In First Out) [5] Menentukan Turn Around Time dengan FIFO berdasarkan contoh diatas : Turn around time (waktu penyelesaian) P 1 adalah 24, P 2 = 27, P 3 = 30, maka rata-rata turn around time = (24+27+30)/3 = 27 milidetik.

Penjadwalan Shortest Job First (SJF) [1] Penjadwalan dengan tipe prioritas tanpa preeemptive. • Dasar prioritasnya adalah pendeknya proses. • Makin pendek prosesnya makin tinggi prioritasnya. Waktu tiba = sama (0)

Penjadwalan Shortest Job First (SJF) [2]

Penjadwalan Highest Ratio Next (HRN) [1] Penjadwalan untuk mengoreksi kelemahan SJF. Adalah strategi penjadwalan dengan prioritas proses tidak hanya merupakan fungsi waktu layanan tetapi juga jumlah waktu tunggu proses. Begitu proses mendapat jatah pemroses, proses berjalan sampai selesai. Prioritas dinamis HRN dihitung berdasarkan rumus: Prioritas = (waktu tunggu + waktu layanan ) / waktu layanan

Penjadwalan Highest Ratio Next (HRN) [1] Karena waktu layanan muncul sebagai pembagi, maka job lebih pendek berprioritas lebih baik, karena waktu tunggu sebagai pembilang maka proses yang telah menunggu lebih lama juga mempunyai kesempatan lebih bagus. Disebut HRN, karena waktu tunggu ditambah waktu layanan adalah waktu tanggap, yang berarti waktu tanggap tertinggi yang harus dilayani.

Penjadwalan Highest Ratio Next (HRN) [1] Penjadwalan ini merupakan : Penjadwalan non-preemptive Penjadwalan berprioritas dinamis. Rumus : Rp = ( s + t ) / t waktu tunggu : s, waktu layanan : t Dari soal diatas yang dikerjakan pertama kali adalah job yang tiba pertama kali. Dikarenakan job lain belum tiba.

Penjadwalan Highest Ratio Next (HRN) [2] B=(4 -1), C= (4 -2), D=(4 -3), E=(4 -4)

Penjadwalan Highest Ratio Next (HRN) [3]

Penjadwalan Highest Ratio Next (HRN) [4]

Penjadwalan Multiple Feedback Queues (MFQ) Penjadwalan ini merupakan : Penjadwalan preemptive (by time ) dan berprioritas dinamis.

Latihan Penjadwalan Non Preemtive Hitunglah waktu Turn Around (TA), Total dan Reratanya! 1. Diketahui 10 antrian proses yaitu : A-B-C-D-E-F-G-H-I-J dengan waktu kedatangan semuanya 0 dan prosesor sedang tidak aktif (PP=0), lama proses berturut-turut antara lain 8, 5, 4, 10, 3, 9, 2, 1, 7, 8 (Menggunakan FIFO). 2. Diketahui 7 antrian proses yaitu : P-Q-R-S-T-U-V dengan waktu kedatangan semuanya 0 dan prosesor sedang tidak aktif (PP=0), lama proses berturut-turut antara lain 6, 9, 1, 5, 7, 7, 2 (Menggunakan SJF). 3. Diketahui 5 antrian proses yaitu : A-B-C-D-E dengan waktu kedatangan semuanya 0, 1, 2, 3, 4 dan prosesor sedang tidak aktif (PP=0), lama proses berturut-turut antara lain 1, 5, 7, 9, 10 (HRN)

Latihan Penjadwalan Non Preemtive 4. Diketahui 5 antrian proses yaitu : P-Q-R-S-T dengan waktu kedatangan berturut-turut 0, 1, 3, 5, 8 dan prosesor sedang tidak aktif (PP=0), lama proses berturut-turut antara lain 8, 5, 4, 10, 3 (Menggunakan FIFO). 5. Diketahui 6 antrian proses yaitu : E-F-G-H-I-J dengan waktu kedatangan berturut-turut 0, 2, 3, 5, 7, 9 dan prosesor sedang tidak aktif (PP=0), lama proses berturut-turut antara lain 1, 5, 7, 9, 10, 12 (Menggunakan SJF dan HRN)

Penjadwalan Preemtive

Penjadwalan Round Robin (RR) [1] • Pada penjadwalan RR ini Eksekusi dijalankan secara giliran berdasarkan antrian ( Non – Preemptive), prosesor mengerjakan sesaat setiap proses secara berturut-turut. • Proses yang telah dieksekusi tapi belum selesai akan kembali ke antrian terakhir.

Penjadwalan Round Robin (RR) [2] CONTOH SOAL I Jika diketahui waktu tiba proses sama yaitu 0, dengan Quantum (Q) = 2. Hitunglah waktu Turn Arround (TA) untuk tiap-tiap proses, Total TA dan Rata-rata TA-nya? !

Penjadwalan Round Robin (RR) [2] JAWAB SOAL I A 0 B 3 A 6 B 9 C 11 D 14 E 17 A 19 C 22 E 25 C 26 28

Penjadwalan Round Robin (RR) [3] CONTOH SOAL II Jika diketahui waktu tiba proses bukan 0, dengan Quantum (Q) = 2. Hitunglah waktu Turn Arround (TA) untuk tiap-tiap proses? !

Penjadwalan Round Robin (RR) [3] JAWAB SOAL II A 0 B A 2 4 B C 6 7 D 9 E 10 A C 12 13 E C 15 17 E 19 NAMA PROSES WAKTU TIBA LAMA EKSEKUSI MULAI EKSEKUSI SELESAI EKSEKUSI TA A 0 5 0 13 13 B 1 3 2 7 6 C 5 7 7 22 17 D 6 1 9 10 4 E 7 6 10 21 14 C 21 22

Penjadwalan Round Robin (RR) [4] CONTOH SOAL III: Misal kumpulan proses datang pada waktu 0 dengan spesifikasi : Jika digunakan quantum time 4 milidetik, maka proses P 1 mendapat 4 milidetik yang pertama, 20 milidetik berikutnya akan disela oleh proses P 2 dan P 3 secara bergantian, sehingga Gantt Chart-nya dapat digambarkan sbb: Waktu tunggu untuk tiap-tiap proses : AWT yang terjadi adalah (6+4+7)/3 = 5, 66 ms

Penjadwalan Round Robin (RR) [4] CONTOH SOAL IV: Menentukan Turn Around Time untuk quantum waktu (q) = 3

Penjadwalan Shortest-Remaining-First (SRF) Penjadwalan ini merupakan : • Penjadwalan preemptive dengan sisa waktu terpendek. • Penjadwalan berprioritas dinamis. Contoh Soal I

Penjadwalan Shortest-Remaining-First (SRF) Jawab Soal I A B 0 2 NAMA PROSES WAKTU TIBA A B 4 D A 5 C 9 14 23 LAMA EKSEKUSI MULAI EKSEKUSI SELESAI EKSEKUSI TA 0 7 0 14 14 B 2 3 2 5 3 C 4 9 14 23 19 D 5 4 5 9 4

Penjadwalan Shortest-Remaining-First (SRF) Contoh Soal II Hitunglah waktu tunggu tiap-tiap proses dan rata-ratanya (AWT) dari tabel proses di bawah ini? ! PROSES ID WAKTU TIBA LAMA EKSEKUSI P 1 0 10 P 2 3 6 P 3 7 12 P 4 9 8 P 5 10 6

Penjadwalan Shortest-Remaining-First (SRF) Jawab Soal II P 1 0 P 2 3 7 P 1 9 P 1 10 P 5 P 4 16 22 P 4 30 42 PROSES ID WAKTU TIBA LAMA EKSEKUSI MULAI EKSEKUSI SELESAI EKSEKUSI WAKTU TUNGGU (WT) P 1 0 10 0 16 (0 -0) +(9 -3)=6 P 2 3 6 3 7 (3 -3)=0 P 3 7 12 30 42 (30 -7)=23 P 4 9 8 22 30 (22 -9)=13 P 5 10 6 16 22 (16 -10)=6 Total WT=48 AWT=9, 65

Penjadwalan Priority Schedulling (PS) [1] Tiap proses dilengkapi dengan prioritas. CPU dialokasikan untuk proses yang memiliki prioritas paling tinggi. Jika beberapa proses memiliki prioritas yang sama, maka akan digunakan algoritma FIFO. Prioritas dapat diberikan secara : • Prioritas statis (static priorities). • Prioritas dinamis (dynamic priorities). Prioritas Statis Prioritas statis berarti prioritas tak berubah. Prioritas Dinamis Merupakan mekanisme menanggapi perubahan lingkungan sistem beroperasi. Prioritas awal yang diberikan ke proses mungkin hanya berumur pendek setelah disesuaikan ke nilai yang lebih tepat sesuai lingkungan.

Penjadwalan Priority Schedulling (PS) [1] Contoh : Jika ada 5 proses P 1, P 2, P 3, P 4 dan P 5 dengan CPU burst : Gant Chart: Sehingga AWT = (6+0+16+18+1) = 8, 2 ms. Prioritas biasanya menyangkut masalah : waktu, memori yang dibutuhkan, banyaknya file yang boleh dibuka, dan perbandingan antara rata-rata I/O burst dengan rata-rata CPU burst.

Penjadwalan Guaranteed Schedulling (GS) [1] Penjadwalan ini harus menjamin bahwa algoritma tersebut mempunyai kinerja yang cukup bagus dan menjanjikan kelangsungan hidup yang baik. Contoh : misal ada n user yang sedang login, maka tiap-tiap user dijanjikan akan menerima 1/n dari kemampuan CPU. Untuk meyakinkan bahwa setiap user mendapatkan jatah waktu menggunakan CPU sesuai dengan haknya maka sistem harus tahu berapa CPU time yang diperlukan oleh setiap proses dalam 1 user. Dan juga CPU time yang diperlukan oleh tiap-tiap user.

Penjadwalan Guaranteed Schedulling (GS) [2] Total waktu yang dibutuhkan untuk mengakses kelima user tersebut adalah 20 ms, sehingga diharapkan tiap user mendapatkan 20/5 = 4 ms. Pada kenyataannya, mulai dari login hingga saat ini tiap-tiap user telah mendapatkan CPU seperti terlihat pada tabel berikut. Dan rasio antara CPU yang diperoleh sampai saat ini (aktual) dengan CPU yang seharusnya diperoleh (4 ms) dapat dicari : Dapat dilihat bahwa user A memiliki rasio 0. 75, artinya A baru mendapatkan ¾ dari jatah waktu yang seharusnya diterima. User B memiliki rasio 1. 5, artinya B telah mendapatkan 1. 5 waktu dari yang seharusnya ia dapatkan. Algoritma ini kemudian akan menjalankan proses dengan rasio yang paling rendah dahulu hingga proses tersebut mendapatkan rasio melebihi rasio proses yang sebelumnya punya rasio satu tingkat lebih tinggi darinya.

Latihan Penjadwalan Preemtive 1. Terdapat 5 job yang datang hampir pada saat yang bersamaan. Estimasi waktu eksekusi (burst time) masing-masing 10, 6, 2, 4 dan 8 menit dengan prioritas masing-masing 3, 5, 2, 1 dan 4, dimana 5 merupakan prioritas tertinggi. Tentukan rata-rata waktu turnaround untuk penjadwalan CPU dengan menggunakan algoritma PS 2. Diketahui proses berikut : Proses Waktu eksekusi P 1 11 P 2 4 P 3 6 P 4 16 P 5 9 Diketahui waktu tiba proses diatas =0, tentukan rata-rata turn around time (AWT) menggunakan algoritma penjadwalan RR dengan quantum time=5,

TERIMA KASIH