Sistem Operasi 5 “Process Schedulling” Antonius Rachmat C, S.Kom, M.Cs
Basic Concept • Tujuan Utama : agar proses-proses berjalan secara konkuren dan untuk memaksimalkan kinerja dari CPU. • Pemanfaatan CPU maksimum diperoleh dengan multiprograming – Proses dieksekusi secara bergantian
• CPU-I/O Burst Cycle adalah pelaksanaan proses yg terdiri dari suatu siklus tunggu I/O dan eksekusi CPU
Alternating Sequence of CPU And I/O Bursts
Histogram of CPUCPU-burst Times
CPU Scheduler • Short term scheduler memilih dari sekian proses yang ada di ready queue yang sudah siap dieksekusi, dan mengalokasikan CPU untuk kepadanya • Penjadwalan CPU akan terjadi perubahan state: 1. 2. 3. 4.
Berubah dari running ke waiting state. Berubah dari running ke ready state. Berubah dari waiting ke ready. Terminates.
• Penjadwalan 1 dan 4 adalah non preemptive; sekali CPU telah dialokasikan untuk sebuah proses, maka tidak bisa di ganggu, – contoh pada windows 3.x dan DOS
• Selain itu bersifat preemptive (> win 95 dst)
Dispatcher • Merupakan modul pemberi kontrol CPU kepada proses, yg fungsinya : – switching context – switching to user mode – Lompat dari suatu bagian di progam user untuk mengulang progam.
• Dispatch Latency: waktu yang dibutuhkan untuk menstop satu proses dan menjalankan proses lainnya – Sebisa mungkin secepat-cepatnya.
Scheduling Criteria • CPU utilization – keep the CPU as busy as possible (ideal: 40-90%) • Throughput – # of processes that complete their execution per time unit – Rata-rata untuk proses yang sebentar 10 proses per dtk
• Turnaround time – amount of time to execute a particular process – dibawa ke memori, menunggu di ready queue, eksekusi di CPU, dan I/O
• Waiting time – amount of time a process has been waiting in the ready queue • Response time – amount of time it takes from when a request was submitted until the first response is produced, not output (for timesharing environment)
Optimization Criteria • Max CPU utilization • Max throughput • Min turnaround time • Min waiting time • Min response time
Scheduling Algorithm • First-Come, First-Served • Shortest-Job-First • Priority • Round-Robin • Multilevel Queue • Multilevel Feedback Queue
FCFS
FCFS (2)
Bersifat non preemptive
Demo FCFS
Shortest Job First • Mendahulukan proses dengan burst time terkecil (shortest next CPU burst) • Average waiting time terkecil (optimal) • Sulit memprediksi panjang CPU burst • Two schemes: – Non preemptive – once CPU given to the process it cannot be preempted until completes its CPU burst – preemptive – if a new process arrives with CPU burst length less than remaining time of current executing process, preempt. This scheme is know as the Shortest-Remaining-Time-First (SRTF)
Prediction of the Length of the Next CPU Burst
SJF non preemptive
Demo SJF Non Preemptive
SJF preemptive
Demo SJF Preemptive
Priority Schedulling • Tiap proses diberikan skala prioritas • Skala bisa ditentukan secara internal/eksternal • Preemptive or not. • Non preemptive = FCFS berprioritas • Preemptive = SJF berprioritas
• Problem: Starvation - low priority processes may never execute • Solution: Aging – as time progresses increase the priority of the process
Round Robin • Digilir selama time quantum (q) • Sekitar 10-100ms
• Performa tergantung besar time quantum. • Adil, semua proses mendapat jatah CPU 1/n, dan tidak akan menunggu lebih dari (n-1)/q • Jika time quantum sangat besar (infinite), akan seperti FCFS. • Kalau terlalu kecil, context switch (perpindahan) terlalu banyak
RR with time quantum= 20
Demo Round Robin
RR with Time Quantum = 4 Process P1 P2 P3 The Gantt chart is: P1 0
P2 4
P3 7
P1 10
P1 14
P1 18 22
Burst Time 24 3 3
P1 26
P1 30
Time Quantum and Context Switch Time
Multi level queue • Terdiri dari beberapa antrian (queue): – foreground (interactive) – background (batch)
• Tiap bagian antrian mempunyai skala prioritas • Antrian tidak akan mendapat jatah CPU, selama masih ada antrian dg prioritas lebih tinggi yg belum mendapat jatah • Time slice – each queue gets a certain amount of CPU time – 80% to foreground in RR, and 20% to background in FCFS
• Each queue has its own scheduling algorithm – foreground – RR – background – FCFS
Multilevel Queue Scheduling
Multi level feedback queue • Proses bisa pindah antar antrian • Dengan metode Aging • Prioritas tertinggi untuk proses yang CPU burstnya terkecil
• Umumnya antrian high priority menggunakan RR, yang rendah FCFS • Lebih mendukung interaktivitas • Parameternya – – – –
Jumlah antrian Algoritma tiap antrian Antrian mana yg akan dimasukki oleh proses Kapan menaikkan proses ke prioritas yg lebih tinggi dan menurunkan proses ke prioritas yg lebih rendah
Example of Multilevel Feedback Queue • Ex: in three queues: – Q0 – RR with time quantum 8 milliseconds – Q1 – FCFS time quantum 16 milliseconds – Q2 – FCFS
• Scheduling – A new job enters queue Q0 which is served FCFS. When it gains CPU, job receives 8 milliseconds. If it does not finish in 8 milliseconds, job is moved to queue Q1. – At Q1 job is again served FCFS and receives 16 additional milliseconds. If it still does not complete, it is preempted and moved to queue Q2.
Multilevel Feedback Queues
Thread Scheduling • Distinction between user-level and kernel-level threads • Many-to-one, one-to-one, many-to-many models, thread library schedules user-level threads to run on LWP (Light Weight Process) – Known as process-contention scope (PCS) since scheduling competition is within the process
• Kernel thread scheduled onto available CPU is system-contention scope (SCS) – competition among all threads in system
Real Time Schedulling • Asumsi: – Ada batasan waktu: ada deadline – Semua kejadian dapat diprediksi – Jika ada banyak proses terjadi bersamaan, maka semua deadline harus terpenuhi.
Real time schedulling • Hard-Real Time – Menjamin proses dapat diselesaikan dengan tepat waktu. • Biasanya <= 100 mikro detik
– Pada saat proses dikirim, terdapat statement yang menyatakan jumlah waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan proses tersebut. – Setelah deadline, proses langsung berhenti. – Scheduler memainkan peranan yang penting. – Jika permintaan alokasi waktu terlalu besar (atau tidak dapat diprediksi), maka scheduler akan menolaknya. – Contoh: pengkontrol pesawat terbang
Real time schedulling (2) • Soft-Real Time – Memiliki keterbatasan yang lebih rendah dari hard-time system. (lebih longgar) – Setelah deadline, proses langsung berhenti bertahap. – Critical task diberikan prioritas yang lebih tinggi dari yang lainnya. – Memerlukan desain scheduler yang lebih cermat, karena harus men-set prioritas. – Dapat menyebabkan pembagian resource yang kurang adil, delay yang lama, sampai terjadinya starvation. – Contoh: alat penjual / pelayanan otomatis.
Hard vs Soft Graphics
Multiple--Processor Scheduling Multiple - CPU scheduling more complex when multiple CPUs are available - Homogeneous processors within a multiprocessor - Asymmetric multiprocessing – only one processor accesses the system data structures (sharing) - Symmetric multiprocessing (SMP) – each processor is self-scheduling, all processes in common ready queue, or each has its own private queue of ready processes
Windows XP Priorities
Linux Priorities: the the Relationship Between Priorities and TimeTime-slice length
NEXT • Presentasi Tugas 1 dan Quiz
