Sistem Operasi 3. Process

Transkripsi

1 Sistem Operasi 3 Process

2 Konsep Proses Proses adalah suatu program yang sedang dieksekusi Harus dijalankan secara sekuensial Hal yang dicatat pada Process: Program counter Tempat untuk menyimpan alamat suatu proses yang akan dieksekusi selanjutnya Stack / Heap Tempat penyimpanan temporary data yang dibutuhkan selama program dieksekusi Data section Berisi variabel global dari suatu proses

3 Process in Memory

4 Status Proses New: pada saat proses pertama kali dibuat Running: pada saat proses sedang dieksekusi Waiting: proses menunggu suatu event lain (contoh: proses I/O) Ready: proses siap untuk diekseskusi Terminated: pada saat proses sudah selesai dieksekusi

5 Diagram of Process State

6 Program Control Block Setiap proses direpresentasikan kedalam sistem operasi oleh PCB PCB meliputi informasi yang berhubungan dengan proses: Process state Program counter CPU registers CPU scheduling information Memory-management information Accounting information I/O status information, etc

7 Process Control Block (PCB)

8 Penjadwalan Antrian Proses job queue : ketika proses berada di CPU ready queue : proses yang hidup pada memori utama, siap dan menunggu untuk masuk ke job queue device queue : bila proses tersebut menunggu peralatan I/O tertentu Setiap proses akan berpindah dari satu antrian ke antrian lain

9 Ready Queue And Various I/O Device Queues Device queue

10 Representation of Process Scheduling

11 Penjadwal Antrian Long-term scheduler (or job scheduler): menentukan proses mana yang harus dimasukkan ke dalam ready queue. Short-term scheduler (or CPU scheduler): menentukan proses mana yang selanjutnya akan dieksekusi dan segera mengalokasikan CPU (masuk ke job queue)

12 Scheduler Short-term scheduler lebih sering digunakan (hanya dalam waktu millisecond). Long-term scheduler jarang digunakan (dalam hitungan detik, menit). Proses dapat juga dibagi atas 2 macam : I/O-bound process menghabiskan waktu lebih banyak untuk mengerjakan I/O daripada di CPU (short CPU bursts) CPU-bound process jarang melakukan permintaan I/O, menggunakan lebih banyak waktunya di CPU (long CPU bursts)

13 Context Switch Pada saat CPU beralih ke proses lain, sistem harus menyimpan state dari proses lama dan mengambil state dari proses yang baru. Tugas ini dilakukan oleh context switch Context-switch time is overhead; the system does no useful work while switching Time dependent on hardware support

14 CPU Switch From Process to Process

15 Process Creation Parent process create children processes Pada saat menciptakan proses baru, Dalam bentuk Tree Generally, process identified and managed via a process identifier (pid) Model Resource sharing Parent and children share all resources Children share subset of parent s resources Parent and child share no resources Model Execution Parent and children execute concurrently Parent waits until children terminate

16 Process Creation UNIX examples: -forksystem call creates new process - exec system call, used after a fork to replace the process memory space with a new program Contoh: $ find. name *.cpp wc l Di dalam C, menggunakan header <unistd.h, stdlib, errno.h>

17 Process Termination Process mengesekusi perintah terakhir dan meminta OS untuk mengapusnya (exit) Menampilkan data dari child ke parent Sumber daya proses tersebut didealokasi oleh OS Parent akan men-terminate eksekusi child dengan paksa (abort), karena Child telah menghabiskan resources Task yang ditugaskan pada child sudah selesai Jika parent melakukan exiting Beberapa OS tidak memperbolehkan child untuk melanjutkan kegiatannya All children terminated - cascading termination

18 Interprocess Comunication Sistem operasi kebanyakan menjalankan program secara simultan (concurrent). Program yang dijalankan secara simultan itu dapat bekerja sama (coorperating) dengan proses lain ataupun bekerja sendiri (independent)

19 Alasan Coorperating Process Information Sharing: menggunakan informasi(resource) yang sama untuk beberapa proses Computation Speed-up : suatu task tertentu bisa dipecah menjadi beberapa cooperating processes sehingga bisa dikerjakan secara paralel sehingga menjadi lebih cepat selesai Modularity : pembuatan suatu sistem yang modular dengan memecahkan fungsi-fungsi dari sistem tersebut menjadi beberapa proses atau thread Convenience : user bisa dengan mudah mengerjakan sesuatu yang berbeda dalam waktu yang sama Contoh : satu user bisa saja secara bersamaan mengetik dan mengedit serta mencetak suatu halaman tertentu

20 Communications Models a. Message Passing b. Shared

21 Analogi : Produsen dan Konsumen Suatu contoh kasus untuk cooperating processes Produsen: memproduksi barang Konsumer: menghabiskan barang Perlu diperhatikan bahwa barang yang diproduksi oleh produsen dan yang dihabiskan oleh konsumer adalah sama Terdapat 2 macam consumer-producer problem: Unbounded-buffer: Tidak adanya batas bagi produsen untuk memproduksi barang Bounded-buffer: adanya suatu batas bagi produsen untuk memproduksi barang Consumer harus menunggu sampai buffer kosong dan producer harus menunggu sampai buffer penuh

22 Bounded-Buffer Buffer Shared-Memory Solution Shared data: #define BUFFER_SIZE 10 typedef struct item{ };... item buffer[buffer_size]; int in = 0; int out = 0; Solution is correct, but can only use BUFFER_SIZE-1 elements (statis)

23 Bounded-Buffer Buffer Producer while (true) { /* Produce an item */ } while (((in = (in + 1) % BUFFER SIZE) == out); /* do nothing -- no free buffers */ buffer[in] = item; in = (in + 1) % BUFFER SIZE;

24 Bounded Buffer Consumer while (true) { while (in == out); // do nothing -- nothing to consume // remove an item from the buffer item = buffer[out]; out = (out + 1) % BUFFER SIZE; return item; }

25 Interprocess Communication Message Passing IPC melakukan dua operasi: send(message) message size fixed or variable receive(message) JikaP dan Q ingin berkomunikasi, mereka harus: establish a communication link between them exchange messages via send/receive Implementation of communication link physical (e.g., shared memory, hardware bus) logical (e.g., logical properties)

26 Synchronization Message passing may be either blocking or nonblocking Blocking is considered synchronous Blocking send : sender memblok sampai message diterima Blocking receive : receiver memblok sampai message tersedia Non-blocking is considered asynchronous Non-blocking : setelah mengirim, sender melanjutkan kegiatannya, tidak perlu menunggu message diterima Non-blocking receiver menerima message baik valid ataupun tidak (null)

27 Buffering Antrian message yang ditempatkan pada link; diimplementasikan dengan: 1. Zero capacity 0 messages Sender must wait for receiver -> no buffer 2. Bounded capacity finite length of n messages Sender must wait if link full 3. Unbounded capacity infinite length Sender never waits

28 Communications in Client-Server Systems Sockets Remote Procedure Calls (RPC) Remote Method Invocation (RMI Java).NET Remoting

29 Sockets Sebuah programming interface yang memungkinkan proses untuk saling berkomunikasi ke proses lainya The socket :1625 refers to port 1625 on host Communication consists between a pair of sockets

30 Client - Server

31 Remote Procedure Calls Remote procedure call (RPC) mengabstraksikan procedure calls antara processes pada jaringan Stubs client-side proxy for the actual procedure on the server Skeleton server side proxy The client-side stub locates the server and marshalls the parameters The server-side stub receives message, unpacks the marshalled parameters, and peforms the procedure on the server

32 Remote Method Invocation Remote Method Invocation (RMI) is a Java mechanism similar to RPCs RMI allows a Java program on one machine to invoke a method on a remote object

33 Marshalling Parameters

34 RMI Layers Java Virtual Machine Client Object Java Virtual Machine Remote Object Stub Skeleton Remote Reference Layer Transport Layer TCP Remote Reference Layer Transport Layer

35 RMI System Architecture Client Virtual Machine Client Server Virtual Machine Remote Object Stub Skeleton Server Fred Registry Virtual Machine Copyright 1997 Alex Chaffee

36 RMI Flow 1. Server Client Virtual Creates Machine Remote Object 2. Server Registers Remote Object Client Server Virtual Machine Remote Object Stub Skeleton Server 1 2 Fred Copyright 1997 Alex Chaffee Registry Virtual Machine

37 RMI Flow Client Virtual Machine Client Stub Server Virtual Machine Remote 3. Client requests object from Registry Object 4. Registry returns remote reference (and stub gets created) Skeleton Server 3 4 Fred Copyright 1997 Alex Chaffee Registry Virtual Machine

38 RMI Flow Client Virtual Machine Client 5 7 Server Virtual Machine Remote Object Stub 6 Skeleton Server 5. Client invokes stub method 6. Stub talks to skeleton 7. Skeleton invokes remote object method Fred Copyright 1997 Alex Chaffee Registry Virtual Machine

39 Threads NEXT