4 Implementasi Proses
Implementasi Proses Tiap proses -> state proses -> dicatat SO -> beragam tabel/senarai Tabel memori Tabel I/O Tabel berkas Tabel proses
Tabel Memori Menjaga keutuhan antara memori utama & memori sekunder Informasi: Alokasi memori utama yang dipakai proses Alokasi memori sekunder yang dipakai proses Atribut segmen memori utama dan sekunder Informasi2 lain yang digunakan utk pengelolaan memori
Tabel I/O Pada waktu digunakan proses tertentu -> dijaga agar tidak digunakan proses lain Informasi: Status operasi I/O Lokasi memori utama Transfer data dengan perangkat I/O
Tabel Berkas Berisi informasi mengenai ekstensi berkas, lokasi pada memori sekunder, status saat itu & atribut berkas lainnya
Tabel Proses Mengelola informasi proses pada SO Proses -> memori utama -> lokasi ruang alamat tertentu/tersendiri -> Ruang alamat = process image (citra proses) Data pemakai Program pemakai Stack sistem PCB (Program Control Block)
Struktur Umum Tabel Kendali Memori Peralatan Berkas Proses Tabel-Tabel Memori Tabel-Tabel Peralatan Tabel-Tabel Berkas Tabel Proses Proses 0 Proses 1 Proses 2 Proses 3 Citra Proses Proses 0 Citra Proses Proses n Proses n
Process Control Block (PCB) SO -> banyak informasi -> masing-masing proses -> berada di PCB Tiga kelompok elemen informasi pada PCB: Identifikasi proses Informasi status pemroses Informasi kendali proses Identifier numerik meliputi: Identifier proses Identifier proses yang menciptakan Identifier pemakai
Informasi Kendali Proses Informasi penjadwalan dan status Status proses Prioritas Informasi berkaitan dengan penjadwalan Kejadian Penstrukturan data Komunikasi antarproses Kewenangan proses Manajemen memori Kepemilikan dan utilisasi resource Berkas yang dibuka Pemakaian pemroses Pemakaian sumber daya lainnya
Informasi Status Pemroses Terdiri dari register-register pemroses Ketika running -> berada di register-register Ketika proses diinterupsi -> semua informasi disimpan -> dikembalikan ketika proses dieksekusi kembali
Isi Struktur Citra Proses PCB Stack pemakai (user stack) Ruang alamat proses eksklusif Ruang alamat -> dipakai bersama proses lain Lihat gambar.
Process Control Block (PCB)
PCB Status proses: new, ready, running, waiting, dll Program Counter: stack yg berisi alamat dari instruksi selanjutnya untuk dieksekusi CPU register Informasi manajemen memori Informasi pencatatan Informasi status I/O
CPU Berpidah-Pindah dari Satu Proses ke Proses yang Lain
PCB & Senarai Proses Tiap PCB berisi semua informasi mengenai proses Lihat gambar Hanya ada satu PCB berada pada senarai running (sistem multiprogramming) Proses selesai -> dijalankan operasi terminasi sehingga PCB tak ada lagi Prosesblocked -> PCB dipindah ke senarai blocked Prosestimeout -> PCB dipindah ke senarai ready
PCB Running Ready Blocked
Pengaksesan Informasi di PCB Tiap proses dilengkapi ID unik Dua masalah utama proteksi PCB: Bug pada interrupt handler -> merusak PCB -> menghancurkan kemampuan sistem mengelola proses2 yang diasosiasikan dg PCB itu. Perubahan rancangan struktur PCB berdampak pada sejumlah modul sistem operasi yg memakai PCB Solusi : semua rutin SO melewati satu rutin khusus yaitu rutin penanganan PCB dlm mengakses PCB. Tugas rutin ini memproteksi PCB & menjadi perantara pembacaan & penulisan PCB.
Solusi I: Rutin penanganan PCB akan selalu menjaga agar interface tidak perlu harus diubah Solusi II: Interface terhadap rutin2 lain masih tetap dipertahankan walau rincian2 PCB telah diubah
Pengendalian Proses Beberapa Masalah Pengalihan Proses: Kejadian2 apa saja pemicu pengalihan proses? Terdapatnya perbedaan antara pengalihan proses (process-switching) danpengalihankonteks (context-switching).
Kejadian-Kejadian Penyebab Pengalihan Proses Interupsi Sistem Trap Supervisor Call
Interupsi Sistem Disebabkan oleh kejadian eksternal dan tak bergantung proses yang saat itu sedang running Contoh: selesainya operasi I/O. Tipe-tipe interupsi Interupsi Clock (clock interrupt) SO (penjadwal) menentukan apakah proses yg sedang running telah mengeksekusi selama jatah waktunya. Jika YA -> proses dialihkan ke status ready -> proses lain dijadwalkan running Interupsi I/O (I/O interrupt) Peralatan I/O melakukan interupsi meminta layanan SO Page/Memory Fault Pemroses menemukan pengacuan alamat memori maya yg tdk terdapat di memori utama (fisik). SO segera memerintahkan utk mengambil page yg terdapat alamat yg dimaksud untuk dipindah ke memori utama
Trap Interupsi karena terjadinya kesalahan/kondisi2 pengecualian (exception conditions) yg dihasilkan proses yg running, seperti usaha2 ilegal dalam mengakses berkas SO menentukan apakah kesalahan yg dibuat fatal? Jika YA, proses disingkirkan dan terjadilah pengalihan proses. Jika TIDAK, maka tergantung sifat kesalahan dan rancangan SO. Kemungkinan yg dilakukan adalah menjalankan prosedur pemulihan/memperingatkan pemakai Saat terjadi trap, mungkin terjadi pengalihan proses, mungkin pula me-resume proses itu.
Supervisor Call Panggilan meminta/mengaktifkan bagian2 SO Contoh: proses pemakai running meminta layanan I/O seperti membuka berkas
Tahap-Tahap Pengalihan Proses Terjadi jika proses yg running beralih menjadi status lain (ready, blocked) Langkah-langkah yg terlibat dlm pengalihan proses: Simpan konteks pemroses, termasuk register PC, dan register2 lain Perbarui PCB proses yg running. Pindahkan PCB proses ke senarai yg cocok Pilih satu proses lain utk dieksekusi sesuai jadwalnya Perbarui PCB proses yg dipilih Perbarui struktur2 data manajemen memori Kembalikan konteks pemroses dg konteks simpanan yg memberitahu konteks proses terakhir saat dialihkan tadi.
Pelaksanaan Eksekusi Sistem Operasi SO juga perangkat lunak, yaitu program yg perlu dieksekusi pemroses. Jika SO hanya kumpulan program dan dieksekusi pemroses spt program lainnya, apakah SO juga merupakan proses? Jawabannya bergantung pada struktur SO yang dipilih. Antara lain: SO sbg kernel tersendiri berbeda dg proses2 lain (kernel sebagai non-proses) Fungsi2 SO dieksekusi dalam proses pemakai SO juga sebagai kumpulan proses (process-based operating system)
Kernel Sebagai Non-Proses P0 P1 P n Kernel
Dieksekusi dalam Proses Pemakai P0 P1 Pn Fungsifungsi Sistem Operasi Fungsifungsi Sistem Operasi Fungsifungsi Sistem Operasi Fungsi-fungsi pengalihan proses (process switching functions)
Sistem Operasi Sebagai Kumpulan Proses U 0 U 1 U n OS 0 OS 1 U k Fungsi-Fungsi Pengalihan Proses (Process Switching Functions)