Penjadwalan merupakan kumpulan kebijaksanaan dan mekanisme di sistem operasi yang berkaitan dengan urutan kerja yang dilakukan sistem komputer. Proses penjadwalan yang akan dibahas disini adalah proses penjadwalan sistem operasi SOLARIS, LINUX, dan WINDOWS XP.
Sasaran atau tujuan utama penjadwalan proses optimasi kinerja menurut kriteria tertentu. dimana kriteria untuk mengukur dan optimasi kerja penjadwalan antara lain :
- Agar semua pekerjaan memperoleh pelayanan yang adil (firness).
- Agar pemakaian prosesor dapat dimaksimumkan.
- Agar waktu tanggap dapat diminimumkan.
- Agar pemakaian sumber daya seimbang.
- Turn arround time, waktu sejak program masuk ke system sampai proses selesai.
- Efesien, proses tetap dalam keadaan sibuk tidak menganggur.
- Agar terobosan (thoughput) dapat dimaksimumkan.
Terdapat 3 tipe penjadwal berada secara bersama-sama pada sistem operasi yang kompleks, yaitu:
- Penjadwal jangka pendek (short term scheduller)
Bertugas menjadwalkan alokasi pemroses di antara proses-proses ready di memori utama Penjadwalan dijalankan setiap terjadi pengalihan proses untuk memilih proses berikutnya yang harus dijalankan.
- Penjadwal jangka menengah (medium term scheduller)
Setelah eksekusi selama suatu waktu, proses mungkin menunda sebuah eksekusi karena membuat permintaan layanan masukan/keluaran atau memanggil suatu system call. Proses-proses tertunda tidak dapat membuat suatu kemajuan menuju selesai sampai kondisi-kondisi yang menyebabkan tertunda dihilangkan. Agar ruang memori dapat bermanfaat, maka proses dipindah dari memori utama ke memori sekunder agar tersedia ruang untuk proses-proses lain. Kapasitas memori utama terbatas untuk sejumlah proses aktif. Aktivitas pemindahan proses yang tertunda dari memori utama ke memori sekunder disebut swapping. Proses-proses mempunyai kepentingan kecil saat itu sebagai proses yang tertunda. Tetapi, begitu kondisi yang membuatnya tertunda hilang dan dimasukkan kembali ke memori utama dan ready.
- Penjadwal jangka panjang (long term scheduller)
Penjadwal ini bekerja terhadap antrian batch dan memilih batch berikutnya yang harus dieksekusi. Batch biasanya adalah proses-proses dengan penggunaan sumber daya yang intensif (yaitu waktu pemroses, memori, masukan/keluaran), program-program ini berprioritas rendah, digunakan sebagai pengisi (agar pemroses sibuk) selama periode aktivitas job-job interaktif rendah.
PENJADWALAN PROSES SISTEM OPERASI SOLARIS
| Company /developer | Oracle Corporation |
| Programmed in | C |
| OS family | Unix |
| Source model | Mixed open source / closed source |
| Initial release | 1992 |
| Latest stable release | 10 10/09 / October 8, 2009; 10 months ago |
| Availablelanguage(s) | English |
| Availableprogramming languages(s) | C |
| Supported platforms | SPARC, IA-32, x86-64,PowerPC (Solaris 2.5.1 only) |
| Kernel type | Monolithic |
| Default user interface | Java Desktop System orCDE |
| License | Various |
| Official website | oracle.com/solaris |
Solaris menggunakan penjadwalan berdasarkan prioritas dimana yang mempunyai prioritas yang lebih tinggi dijalankan terlebih dahulu. Informasi tentang penjadwalan kernel thread dapat dilihat dengan ps -elcL. Kernel Solaris adalah fully preemtible, artinya semua thread, termasuk thread yang mendukung aktifitas kernel itu sendiri dapat ditunda untuk menjalankan thread dengan prioritas yang lebih tinggi.
Gambar penjadwalan solaris
Solaris mengenal 170 prioritas yang berbeda, 0-169. Terbagi dalam 4 kelas penjadwalan yang berbeda:
- Real time (RT). Thread di kelas RT memiliki prioritas yang tetap dengan waktu kuantum yang tetap juga. Thread ini memiliki prioritas yang tinggi berkisar antara 100-159. Hal inilah yang membuat proses waktu nyata memiliki response time yang cepat. Proses waktu nyata akan dijalankan sebelum proses-proses dari kelas yang lain dijalankan sehingga dapat menghentikan proses di system class. Pada umumnya, hanya sedikit proses yang merupakan real time class.
- System (SYS). Solaris menggunakan system class untuk menjalankan kernel proses, seperti penjadwalan dan paging daemon. Threads di kelas ini adalah “bound” threads, berarti bahwa mereka akan dijalankan sampai mereka di blok atau prosesnya sudah selesai. Prioritas untuk SYS threads berkisar 60-99. Sekali dibangun, prioritas dari sistem proses tidak dapat dirubah. System classdialokasikan untuk kernel use( userproses berjalan di kernel mode bukan di system class).
- Time Sharing (TS). Time sharing class merupakan default class untuk proses dan kernel thread yang bersesuaian. Time slices masing-masing proses dibagi berdasarkan prioritasnya. Dalam hal ini, prioritas berbanding terbalik dengan time slices-nya. Untuk proses yang prioritasnya tinggi mempunyai time-slices yang pendek, dan sebaliknya proses dengan prioritas yang rendah mempunyai time slices yang lebih panjang. Besar prioritasnya berada antara 0-59. Proses yang interaktif berada di prioritas yang tinggi sedangkan proses CPU-bound mempunyai prioritas yang rendah. Aturan penjadwalan seperti ini memberikan response time yang baik untuk proses yang interaktif, dan troughput yang baik untuk proses CPU-bound.
- Interactive (IA). Kelas Interaktif menggunakan aturan yang sama dengan aturan dengan kelas kelas time sharing, tetapi kelas ini memberikan prioritas yang tinggi untuk aplikasi jendela ( windowing application) sehingga menghasilkan performance yang lebih baik. Seperti TS, range IA berkisar 0-59.
Tabel . Solaris dispatch table for interactive and time sharing threads
| Priority | Time quantum | Time quantum expired | return from sleep |
| 200 | 50 | ||
| 5 | 200 | 50 | |
| 10 | 160 | 51 | |
| 15 | 160 | 5 | 51 |
| 20 | 120 | 10 | 52 |
| 25 | 120 | 15 | 52 |
| 30 | 80 | 20 | 53 |
| 35 | 80 | 25 | 54 |
| 40 | 40 | 30 | 55 |
| 45 | 40 | 35 | 56 |
| 50 | 40 | 40 | 58 |
| 55 | 40 | 45 | 58 |
| 59 | 20 | 49 | 59 |
Keterangan:
- Priority: prioritas berdasarkan kelas untuk time sharing dan interactive class. Nomor yang lebih tinggi menunjukkan prioritas yang lebih tinggi.
- Time quantum: waktu kuantum untuk setiap prioritas. Dapat diketahui bahwa fungsi waktu kuantum berbanding terbalik dengan prioritasnya.
- Time quantum expired: Prioritas terbaru untuk thread yang telah habis time slices-nya tanpa diblok. Dapat dilihat dari tabel bahwa thread yang CPU-bound tetap mempunyai prioritas yang rendah.
- Return from sleep: Prioritas thread yang kembali dari sleeping(misalnya menunggu dari M/K). Seperti yang terlihat dari tabel ketika M/K berada di waiting thread, prioritasnya berada antara 50-59, hal ini menyebabkan response time yang baik untuk proses yang interaktif.
- Fixed Priority (FX). Thread di kelas fixed priority memiliki range prioritas (0-59) yang sama seperti di time-sharing class; tetapi, prioritas mereka tidak akan berubah.
- Fair Share Scheduler (FSS). Thread yang diatur oleh FSS dijadwalkan berdasar pembagian sumber daya dari CPU yang tersedia dan dialokasikan untuk himpunan proses-proses (yang dikenal sebagai project). FS juga berkisar 0-59. FSS and FX baru mulai diimplementasikan di Solaris 9.
Seperti yang telah diketahui, setiap kelas penjadwalan mempunyai himpunan dari prioritas-prioritas. Tetapi, penjadwal mengubah class-specific priorities menjadi global priorities kemudian memilih threaddengan prioritas paling tinggi untuk dijalankan. Thread yang dipilih tersebut jalan di CPU sampai thread tersebut (1) di- block, (2) habis time slices-nya, atau (3) dihentikan oleh thread dengan prioritas yang lebih tinggi. Jika ada beberapa threaddengan prioritas yang sama, penjadwal akan menggunakan Round-Robin queue. Seperti yang pernah dijelaskan sebelumnya, Solaris terdahulu menggunakan many-to-many model tetapi solaris 9 berubah menggunakan one-to-one model.
PENJADWALAN PROSES SISTEM OPERASI LINUX
| Company /developer | Linus Torvalds and many others |
| Programmed in | Assembly, C |
| OS family | Unix-like |
| Working state | Current |
| Source model | Free and open source software |
| Latest stable release | 2.6.35.3 (August 20, 2010; 3 days ago)[1] [+/−] |
| Latest unstable release | 2.6.36-rc2 (August 23, 2010; 0 days ago)[2][+/−] |
| Marketing target | Desktops, servers, embedded devices |
| Availablelanguage(s) | Multi-lingual |
| Availableprogramming languages(s) | Assembly, C, C++ |
| Supported platforms | IA-32, MIPS, x86-64, SPARC,DEC Alpha, Itanium, PowerPC,ARM, m68k, PA-RISC, s390,SuperH, M32R and more |
| Kernel type | Monolithic |
| Userland | GNU and others |
| Default user interface | Graphical (X Window System) |
| License | Various including GNU General Public License, BSD License, Apache License, MIT License, and others[3] |
| Officialwebsite | http://www.kernel.org |
Mulai di versi 2.5, Kernel linux dapat berjalan di berbagai algoritma penjadwalan UNIX tradisional. Dua masalah dengan penjadwal UNIX tradisional adalah tidak disediakannya dukungan yang cukup untuk SMP (symmetric multiprocessor) sistem dan tidak diperhitungkan dengan baik jumlah tasks pada sistem yang berkembang. Dalam versi 2.5, penjadwal memeriksa dengan teliti hal tersebut, dan sekarang kernel juga menyajikan algoritma penjadwalan yang dapat run dalam waktu yang konstan tidak tergantung dari jumlah tasks dalam sistem. Penjadwal yang baru juga menyediakan peningkatan dukungan untuk SMP, termasuk processor affinity dan load balancing, sebaik dalam menyediakan keadilan dan dukungan terhadap interactive tasks.
Penjadwal linux adalah preemptive, algoritmanya berdasarkan prioritas dengan dua range prioritas yang terpisah: real-time range dari 0-99 dan nice value berkisar dari 100-140. Dua range ini dipetakan menjadi global priority scheme dimana nilai yang lebih rendah memiliki prioritas yang lebih tinggi. Tidak seperti penjadwal yang lain, Linux menetapkan prioritas yang lebih tinggi memiliki waktu kuantum yang lebih panjang dan prioritas yang lebih rendah memiliki waktu kuantum yang lebih pendek.
Linux mengimplementasikan real time scheduling seperti yang didefinisikan oleh POSIX 1.b: First Come First Served dan Round Robin. Sistem waktu nyata( real time)diberikan untuk task yang prioritasnya tetap. Sedangkan task yang lainnya memiliki prioritas yang dinamis berdasakan nice values ditambah atau dikurangi dengan 5. Interaktifitas sebuah task menentukan apakah nilai 5 tersebut akan ditambah atau dikurangi dari nice value. Task yang lebih interaktif mempunyai ciri khas memiliki sleep times yang lebih lama dan karena itu maka ditambah dengan -5, karena penjadwal lebih menyukaiinteractive task. Hasil dari pendekatan ini akan membuat prioritas untuk interactive task lebih tinggi. Sebaliknya, task dengan sleep time yang lebih pendek biasanya lebih CPU-bound jadi prioritasnya lebih rendah.
Gambar . Hubungan antara prioritas dan waktu kuantum
Task yang berjalan memenuhi syarat untuk dieksekusi oleh CPU selama time slice-nya masih ada. Ketika sebuah task telah kehabisan time slice-nya, maka task tersebut akan expired dan tidak memenuhi syarat untuk dieksekusi lagi sampai semua task yang lain sudah habis waktu kuantumnya. Kernel mengatur daftar semua taskyang berjalan di runqueue data structure. Karena dukungan Linux untuk SMP, setiap prossesor mengatur runqueuemereka sendiri dan penjadwalan yang bebas. Setiap runqueue terdiri dari dua array prioritas - activedan expired. Active array terdiri dari semua task yang mempunyai sisa waktu time slices, dan expired array terdiri dari task yang telah berakhir. Setiap array prioritas ini memiliki daftar task indexed berdasakan prioritasnya. Penjadwal memilih task dengan prioritas paling tinggi di active array untuk dieksekusi dalam CPU. Di mesin multiprossesor, ini berarti setiap prossesor menjadwalkan prioritas paling tinggi dalam runqueue structure masing-masing. Ketika semua tasktelah habis time slices-nya (dimana, active array-nya sudah kosong), dua array prioritas bertukar; expired array menjadi active array, dan sebaliknya.
Gambar . Daftar task indexed berdasarkan prioritas
Penghitungan ulang dari task yang memiliki prioritas yang dinamis berlangsung ketika task telah menyelesaikan waktu kuantumnya dan akan dipindahkan ke expired array. Jadi, ketika ada dua larik ( array) ditukar, semua taskdi array aktif yang baru ditentukan prioritasnya yang baru dan disesuaikan juga time slices-nya.
PENJADWALAN PROSES SISTEM OPERASI WINDOWS XP
| Developer | Microsoft Corporation |
| Release date | RTM: August 24, 2001 Retail: October 25, 2001 (info) |
| Current version | 5.1.2600.5512 Service Pack 3 (x86 SP3) (21 April 2008; 2 years ago) (info) |
| Source model | Closed source, Shared source[1] |
| License | Microsoft-EULA |
| Kernel type | Hybrid |
| Update method | Windows Update |
| Platform support | IA-32, x86-64, IA-64 |
| Website | Windows XP: Homepage |
Windows XP menggunakan algoritma, prioritas penjadwalan quantum-based berbasis reemptive priority scheduling .
Gambar Proses Pada Windows Xp
Threads dijadwalkan dalam proses, Karena prioritas preemptive algoritma diimplementasikan dengan beberapa queue, dapat dianggap sebagai algoritma multiple feedback-queue . Namun, masing-masing Threads biasanya terbatas pada kelompok kecil dari 5 level prioritas,
Preemption dapat terjadi karena salah satu dari 4 alasan:
- thread menjadi prioritas lebih tinggi-siap
- thread berakhir
- kuantum habis waktu
- thread melakukan panggilan sistem pemblokiran, seperti untuk I / O, dalam hal ini meninggalkan keadaan ready menjadi keadaan menunggu.
Gambar Quatum pada windows XP
32 tingkat prioritas digunakan, di mana prioritas 31 merupakan prioritas tertinggi dan prioritas 0 adalah prioritas terendah
- memori manajemen thread: prioritas 0
- variabel kelas prioritas (1-15)
- real-time kelas prioritas (16-31)
- Threads di kelas real-time telah tetap prioritasnya.
- Threads yang berjalan selalu dengan tingkat prioritas tertinggi.
- Jika tidak ada thread yang ready, Threads idle dijalankan.
- Ketika waktu quantum thread habis, prioritasnya diturunkan, tetapi prioritasnya tidak pernah diturunkan terlalu jauh.
Ketika Threads menjadi ready setelah keadaan menunggu, maka diberikan prioritas tertinggi setiap threads dari proses yang terkait dengan program yang saat ini pengguna gunakan diberikan prioritas lebih .
Gambar .Mengamati scheduler menggunakan counter kinerja.
Gambar .Mengamati scheduler menggunakan counter kinerja.
SUMBER :
http://derwan.wordpress.com/2010/08/25/penjadwalan-proses-sistem-operasi/