OPTIMASI TURN ARROUND TIME PADA PENJADWALAN ROUND ROBIN DENGAN MENCARI QUANTUM TIME OPTIMAL MENGGUNAKAN ALGORITMA SIMULATED ANNEALING TESIS ASAZIDUHU GEA 127038042 PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
OPTIMASI TURN ARROUND TIME PADA PENJADWALAN ROUND ROBIN DENGAN MENCARI QUANTUM TIME OPTIMAL MENGGUNAKAN ALGORITMA SIMULATED ANNEALING TESIS Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Magister Teknik Informatika ASAZIDUHU GEA 127038042 PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
PERSETUJUAN Judul : OPTIMASI TURN ARROUND TIME PADA PENJADWALAN ROUND ROBIN DENGAN MENCARI QUANTUM TIME OPTIMAL MENGGUNAKAN ALGORITMA SIMULATED ANNEALING Nama : ASAZIDUHU GEA Nomor Induk Mahasiswa : 127038042 Program Studi : MAGISTER TEKNIK INFORMATIKA Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Dr. Poltak Sihombing, M.Kom Prof. Dr. Muhammad Zarlis Diketahui/Disetujui Oleh Program Studi Magister Teknik Informatika Ketua, Prof. Dr. Muhammad Zarlis NIP. 195707011986011003
PERNYATAAN OPTIMASI TURN ARROUND TIME PADA PENJADWALAN ROUND ROBIN DENGAN MENCARI QUANTUM TIME OPTIMAL MENGGUNAKAN ALGORITMA SIMULATED ANNEALING TESIS Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya. Medan, 28 Agustus 2014 ASAZIDUHU GEA 127038042
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIK Sebagai sivitas akademika, saya yang bertanda tangan bawah ini : di Nama Mahasiswa : ASAZIDUHU GEA Nomor Induk Mahasiwa : 127038042 Program Studi : Magister Teknik Informatika Jenis Karya Ilmiah : Tesis Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non Exclusive Royalti Free Right) atas tesis saya yang berjudul: OPTIMASI TURN ARROUND TIME PADA PENJADWALAN ROUND ROBIN DENGAN MENCARI QUANTUM TIME OPTIMAL MENGGUNAKAN ALGORITMA SIMULATED ANNEALING Berserta perangkat yang ada (jika diperlukan).dengan hak bebas royalty Non- Eksklusive ini, berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk database, merawat dan mempublikasikan tesis saya tanpa meminta izin dari saya, selama tetap mencamtumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan/atau sebagai hak cipta. Demikianlah pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya. Medan, 28 Agusutus 2014 ASAZIDUHU GEA 127038042
Telah diuji pada : Tanggal : 28 Agustus 2014 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof. Dr. Muhammad Zarlis Anggota : 1. Dr. Poltak Sihombing, M.Kom 2. Prof. Dr. Herman Mawengkang 3. Prof. Dr. Tulus 4. Prof. Dr. Opim Salim Sitompul
RIWAYAT HIDUP DATA PRIBADI Nama Lengkap : Asaziduhu Gea Tempat dan Tanggal Lahir : Dima 22 Januari 1978 Alamat Rumah : Jl. Dahlia Raya no. 257 Telepon /Fax/HP : -/-/081370913707 E-mail : ashagea@gmail.com Instansi Tempat Bekerja : STMIK Pelita Nusantara Medan Alamat Kantor : Jl. Iskandar Muda No. 1 Medan DATA PENDIDIKAN SD : SD Negeri 076673 Gunung Sitoli TAMAT : 1988 SLTP : SLTP Negeri 6 Gunung Sitoli TAMAT : 1994 SLTA : SMA Negeri 3 Gunung Sitoli TAMAT : 1997 S1 : Sistem Informasi STMIK XII-Medan TAMAT : 2004 S2 : Teknik Informatika TAMAT : 2014
UCAPAN TERIMA KASIH Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas segala limpahan berkat dan penyertaan- Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Rektor, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc (CTM), Sp. A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister pada Program Pascasarjana Fasilkom-TI. 2. Dekan Fasilkom-TI (Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi) Prof. Dr. Muhammad Zarlis, atas kesempatan yang diberikan kepada penulis menjadi mahasiswa Program Magister pada Program Pascasarjana Fasilkom-TI. 3. Ketua Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika, Prof. Dr. Muhammad Zarlis dan Sekretaris Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika M. Andri Budiman, S.T, M.Comp, M.E.M beserta seluruh staff pengajar pada Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika Program Pascasarjana Fasilkom-TI, yang telah bersedia membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan pendidikan tepat pada waktunya. 4. Prof. Dr. Muhammad Zarlis selaku pembimbing utama dan kepada Dr. Poltak Sihombing, M.Kom selaku pembimbing lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun serta membimbing penulis hingga selesainya tesis ini dengan baik. 5. Prof. Dr. Herman Mawengkang, Prof. Dr. Tulus, dan Prof. Dr. Opim Salim Sitompul sebagai pembanding yang telah memberikan saran dan motivasi serta arahan yang baik demi penyelesaian tesis ini. 6., Staf Pegawai dan Administrasi pada Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika Program Pascasarjana Fasilkom-TI Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dan pelayanan terbaik kapada penulis selama mengikuti perkuliahan.
7. Orang tua penulis. Ayahanda Felix F. Gea, Ibunda Adria Samiati Laoli dan segenap keluarga Abang/Kakak/Adik penulis yang telah mendukung penulis dan terima kasih atas segala pengorbanannya, baik moril maupun materil. 8. Sahabat istimewa saya Verinawaty Zebua, SE. Terimakasih untuk segala doa, motivasi dan dukungan yang sangat berharga selama mengikuti perkuliahan hingga penyelesaian tesis ini. 9. Teman-teman seperjuangan angkatan 2012 Kom-B, dan teman teman OFA AFO, teristimewa untuk Master Rimbun Siringoringo, atas kebersamaan dan suka duka yang telah kita lewati bersama selama menjalani perkuliahan dan dalam penyelesaian tesis ini. 10. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, terimakasih atas segala bantuan dan doa yang diberikan. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi bagi kemajuan ilmu pengetahuan dan pendidikan. Medan, 28 Agustus 2014 Penulis ASAZIDUHU GEA 127038042
ABSTRAK Penjadwalan proses yang sedang mengantri perlu dimanajemen oleh sistem operasi agar semua proses bisa terlayani tanpa ada proses yang di tolak atau terlalu lama untuk di respon sehingga berakibat pada waktu yang dialokasikan pada proses tersebut. Lamanya waktu respon mengakibatkan proses proses berikutnya mengalami kegagalan proses karena kehabisan Burst Time yang telah dialokasikan pada masing masing proses tersebut. Salah satu tanggung jawab dari sistem operasi adalah memanjemen proses proses tersebut dengan membuat penjadwalan. Algoritma penjadwalan yang digunakan tidak semata mata mampu mengatasi masalah Turn arround Time. Diharapkan Turn Arround Time yang di dapatkan lebih kecil setiap kali mengeksekusi sejumlah proses. Oleh karena itu perlu di lakukan optimasi terhadap Turn Arround Time. Salah satu algoritma penjadwalan yang digunakan untuk melayani sejumlah proses adalah Round Robin. Algoritma Round Robin menggunakan metode penjadwalan yang adil dengan membagi waktu eksekusi secara merata ( quantum time ) untuk masing masing proses tetapi tetap melayani semua proses secara berurutan. Alokasi quantum time yang sesuai sangat mempengaruhi average waiting time untuk keseluruhan proses. Karena itu perlu di lakukan sebuah upaya untuk mendapatkan nilai quantum time yang optimal yang mampu memberi waktu sedikit untuk mengeksekusi jumlah proses yang banyak. Pada penelitian ini diterapkan diterapkan algoritma Simulated Annealing. Simulated Annealing adalah sebuah Algoritma yang bersifat heuristik yang berorientasi untuk menukan solusi penyelesaian sebuah masalah dengan menggunakan energi yang sedikit tetapi dengan hasil yang cukup besar. Pengujian dilakukan pada proses dengan jumlah yang bervariasi yaitu 100, 150, dan 200. Setiap proses memiliki burst time yang berbeda, diuji dengan dengan variasi alpha sebesar 0,90 dan 0,99 dan diberi nilai temperatur awal sebesar 110 dan nilai temperatur akhir 0,46 dan 0.5. Pengujian pada masing masing kelompok proses menunjukkan bahwa ada penurunan average waiting time yang cukup signifikan pada awal iterasi sampai pada iterasi terakhir. Kata Kunci : Penjadwalan Round Robin, Quantum Time, Simulated Annealing
TURN ARROUND TIME OPTIMIZATION IN ROUND ROBIN SCHEDULING BY DETERMINING OPTIMAL QUANTUM TIME USING SIMULATED ANNEALING ALGORITHM ABSTRACT Scheduling processes are queuing need has managed by the operating system so that all processes can be served without any process that is in decline or too long for response, resulting in the time allotted to the process. The duration of the response time results in subsequent processes fail due to running out of Burst Time process that has been allocated to each such process. One of the responsibilities of the operating system is the Manging process by making the scheduling process. Scheduling algorithm used not merely to overcome the problem Turn arround Time. Expected Time Turn arround in getting smaller each time to execute a number of processes. Therefore, it is necessary to do the optimization of Turn arround Time. One of the scheduling algorithm is used to serve a number of processes is Round Robin. The algorithm uses Round Robin scheduling method that is fair to evenly divide the execution time (time quantum) for each process but continue to serve all processes sequentially. The allocation of the corresponding quantum time greatly affect the average waiting time for the entire process. Because it is necessary to do an effort to obtain the optimal time quantum values are able to give a little time to execute a number of processes that a lot. In this study, Simulated Annealing algorithm applied applied. Simulated Annealing is a heuristic algorithm that is oriented to finding solution for a problem with using little energy, but the results are quite large. Tests performed on the process with varying amounts of 100, 150, and 200 Each process has a different burst time, tested by the variation of alpha of 0.90 and 0.99 and the initial temperature rated at 110 and the value of the final temperature 0, 46 and 0.5. Testing in each group showed that there was a decrease in the average waiting time is quite significant in the early iterations until the last iteration. Keywords : Round Robin Scheduling, Time Quantum, Simulated Annealing
DAFTAR ISI ABSTRAK ABSTRACK DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL Halaman i ii iii v vi BAB 1 PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang Masalah 1 1.2 Perumusan Masalah 3 1.3 Batasan Masalah 3 1.4 Tujuan Penelitian 4 1.5 Manfaat Penelitian 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 5 2.1 Penjadwalan Proses 5 2.1.1 Tipe Penjadwalan 7 2.1.2 Strategi Penjadwalan 8 2.1.3 Algoritma-Algoritma Penjadwalan 9 2.2 Algoritma Round Robin 10 2.3 Simulated Annealing 10 2.3.1 Parameter Simulated Annealing 12 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 13 3.1 Pendahuluan 13 3.2 Data Yang Digunakan 14 3.3 Prosedur Penyelesaian Masalah 15 3.4 Optimasi Quantum Time Dengan Simulated Annealing 16 3.4.1 Mengeset Nilai Parameter 17 3.4.2 Menginput Data Problem 17 3.4.3 Membangkitkan Solusi Awal 18 3.4.4 Menampilkan Solusi Yang Terbaik 18 3.4.5 Kriteria Terpenuhi 18 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 19 4.1 Pendahuluan 19 4.2 Pengujian 20 4.3 Uji Coba Pada 100 Proses 20 4.3.1 Parameter 1 20 4.3.2 Hasil Pengujian 21 4.3.3 Best seeking 23 4.3.4 Parameter 2 25 4.3.5 Hasil Pengujian Parameter 2 25 4.3.6 Best Seeking 28
4.4 Uji Coba Pada 150 Proses 36 4.4.1 Parameter 1 36 4.4.2 Hasil Pengujian 37 4.4.3 Best seeking 41 4.4.4 Parameter 2 42 4.4.5 Hasil Pengujian Parameter 2 43 4.4.6 Best Seeking 44 4.5 Uji Coba Pada 200 Proses 46 4.5.1 Parameter 1 47 4.5.2 Hasil Pengujian 48 4.5.3 Best seeking 49 4.5.4 Parameter 2 52 4.5.5 Hasil Pengujian Parameter 2 52 4.5.6 Best Seeking 54 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 62 5.1 Kesimpulan 63 5.2 Saran 63 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Nomor Gambar J u d u l Halaman 3.1. Algoritma Round Robin 13 3.2. Prosedur Penyelesaian Masalah 15 3.3. Optimasi Quantum Time 16 4.1. Grafik Best Seeking Parameter 1 24 4.2. Grafik Cooling Parameter 1 24 4.3 Grafik Best seeking Parameter 2 34 4.4 Grafik Cooling Parameter 2 35 4.5. Grafik Best seeking Parameter 1 41 4.6. Grafik Cooling Parameter 1 42 4.7. Grafik Best seeking Parameter 2 45 4.8. Grafik Cooling Parameter 2 45 4.9. Grafik Best seeking Parameter 1 50 4.10. Grafik Cooling Parameter 1 51 4.11. Grafik Best seeking Parameter 2 59 4.12. Grafik Cooling Parameter 2 60
DAFTAR TABEL Nomor Tabel J u d u l Halaman 4.1. Data Set 100 Proses 20 4.2. Parameter 1 21 4.3. Hasil Pengujian Parameter 1 21 4.4. Best Solution Parameter 1 23 4.5. Parameter 2 25 4.6 Hasil Pengujian Parameter 2 25 4.7. Best Solution Parameter 2 28 4.8. Data Set 150 Proses 36 4.9. Parameter 1 36 4.10. Hasil Pengujian Parameter 1 37 4.11. Best Solution Parameter 1 40 4.12. Parameter 2 42 4.13 Hasil Pengujian Parameter 2 42 4.14. Best Solution Parameter 2 44 4.15. Data Set 200 Proses 46 4.16 Parameter 1 47 4.17. Hasil Pengujian Parameter 1 47 4.18. Best Solution Parameter 1 49 4.19. Parameter 2 51 4.20 Hasil Pengujian Parameter 2 52 4.21. Best Solution Parameter 2 54