SO

Resume 2

Transisi Status

  1. Proses di blok untuk melayani input karena sumber daya yang diminta belum tersedia / meminta layanan I/O sehingga menunggu kejadian muncul.
  2. Penjadwalan mengambil proses lain.
  3. Penjadwalan mengambil proses ini (baru).
  4. Input telah tersedia.

Implementasi Proses :

  • Untuk mengimplementasikan model proses, sistem operasi menggunakan suatu tabel / array yang disebut tabel proses dengan 1 entry per-proses.
  • Setiap entry berisi tentang : status proses, program counter, stack pointer, alokasi memori, status file, informasi schedulling / penjadwalan informasi, dll dari status kerja ke status siap

Contoh Tabel Proses :

Proses management

Memory management

File management

Register Pointer to text segment UMASK mask
Program counter Pointer to data segment Root directoy
Program status word Pointer to bss segment Working directory
Stack pointer Exit status File descriptiors
Process state Signal status Effective uid
Time when process started Process id Effective gid
CPU time used Parent process System call parameters
Children’s CPU time Process group Various flag bits
Time of next alarm Real uid  
Message queue pointers Effective uid  
Pending signal bits Real gid  
Process id Effective gid  
Various flag bits Bit maps for signals  
  Various flag bits  

Interupsi : Kerja prosesor pada suatu proses terhenti oleh pensaklaran konteks.

Pensaklaran konteks : perubahan kegiatan prosesor dari proses ke proses yang terjadi diantara proses sistem / proses aplikasi

Konteks : kegiatan prosesor terhadap sesuatu hal, berasal dari sistem operasi, sistem bahasa dan sistem utilitas.

Blok kendali proses : suatu bagian memori untuk mencatat keadaan proses, yang terbagi atas wilayah dimana setiap wilayah untuk mencatat informasi yang berbeda.

2 cara interupsi pada processor :

  1. 1.      Interupsi langsung

Berasal dari luar prosesor (peripheral / alat mengirim sinyal kepada prosesor untuk meminta pelayanan)

  1. 2.      Interupsi Tanya / Polling

Berasal dari prosesor (prosesor secara bergiliran mengecek apakah ada peripheral yang memerlukan pelayanan atau tidak)

  • Interupsi dapat di-enable dan disable tergantung pada levelnya.
  • Pembangkit interupsi dapat berasal dari :
    • Program, di dalam program telah dirancang pada bagian tertentu akan terjadi pensaklaran konteks, yang menimbulkan interupsi, contohnya pada saat penggunaan alat / prosesor secara bergantian.
    • Prosesor, prosesor sendiri dapat membangkitkan interupsi, yang biasa mengolah logika dan aritmatika. Jika melampoi ukuran tampung register di dalam prosesor, maka terjadi kekeliruan yang akan menginterupsi kerjanya sendiri dan menyerahkan kendali prosesor pada sistem operasi. Misalnya pembagian dengan bilangan nol.
    • Satuan kendali, tugas untuk melaksanakan interupsi terletak pada satuan kendali, sehingga satuan kendali dapat membangkitkan interupsi. Misalnya kekeliruan instruksi
    • Kunci waktu / clock, menggunakan interupsi berkala. Misalnya pada program looping yang tak terhingga, diinterupsi pada setiap selang waktu 60 detik.
    • Peripheral I/O, I/O jika akan bekerja memberitahukan pada prosesor dengan interupsi prosesor dan juga ketika pekerjaan selesai atau pada saat terjadi kekeliruan paritas.
    • Memori, karena terjadi kekeliruan, misalnya ketika prosesor ingin mencapai alamat memori yang terletak di luar bentangan alamat memori yang ada.
    • Sumber daya lain, misal dibangkitkan oleh operator sistem komputer yang mengerti cara interupsi.

Interupsi vector : Berisi alamat prosedur service interupsi

Penerimaan interupsi dan interupsi berganda : ada kalanya interupsi ditolak oleh prosesor atau interupsi yang datang tidak hanya satu sehingga diperlukan prioritas.

 Tindak lanjut interupsi :

1.      Penata interupsi / interrupt handler

jika terjadi interupsi, maka kendali prosesor diserahkan ke bagian penata interupsi pada sistem operasi, maka penata interupsi inilah yang melaksanakan interupsi.

  1. Instruksi yang sedang diolah oleh prosesor dibiarkan sampai selesai program.
  2. Penata interupsi merekam semua informasi proses ke dalam blok kendali proses.
  3. Penata interupsi mengidentifikasi jenis dan asal interupsi.
  4. Penata interupsi mengambil tindakan sesuai dengan yang dimaksud interupsi.
  5. Penata interupsi mempersiapkan segala sesuatu untuk pelanjutan proses yang diinterupsi.

2.      Penata keliru / error handler

yaitu interupsi karena kekeliruan pada pengolahan proses dan bagian pada sistem operasi yang menata kegiatan akibat kekeliruan adalah penata keliru.

  1.    Pemulihan, komputer telah dilengkapi dengan sandi penemuan dan pemulihan kekeliruan, contohnya telah dilengkapi dengan sandi Hamming sehingga ketika menemukan kekeliruan sandi akan mengoreksi kekeliruan itu, proses pulih ke bentuk semula sebelum terjadi kekeliruan.
  2.   Pengulangan, mengatur agar proses yang membangkitkan interupsi keliru dikerjakan ulang, jika kekeliruan dapat diatasi maka proses akan berlangsung seperti biasa, jika tidak teratasi maka interupsi akan menempuh tindak lanjut keluar dari proses.
  3.   Keluar dari proses, penata keliru menyiapkan tampilan berita keliru dari monitor, setelah itu prosesor keluar dari proses, ini adalah tindakan terakhir jika tidak dapat menolong proses yang keliru tersebut.

Langkah-langkah yang dilakukan sistem operasi pada saat terjadi interupsi :

  1. hardware memasukkan program counter, dl.l.

memasukkan ke dalam stack pencacah program

  1. Hardware memuatkan (load) program counter baru dari vector interrupsi
  2. Prosedur bahasa rakitan menyimpan isi register
  3. Prosedur bahasa rakitan men-set stack yang baru
  4. Prosedur C menandai proses servis siap (ready)
  5. Scheduler / penjadwalan menentukan proses mana yang akan jalan berikutnya
  6. Prosedur C kembali ke modus bahasa rakitan
  7. Prosedur bahasa rakitan memulai proses yang sedang dilaksanakan.

Critical Section / seksi kritis :

Bagian dari program yang mengakses shared memory, yang dapat menyebabkan terjadinya race condition.

4 kondisi untuk mencegah race condition :

  1. Tidak ada 2 proses yang memasuki critical sectionnya secara bersamaan  / simultan
  2. Tidak ada asumsi yang dibuat yang berhubungan dengan kecepatan dan jumlah CPU
  3. Tidak ada proses yang berjalan diluar critical section-nya yang dapat memblokir proses-proses lain
  4. Tidak ada proses yang menunggu selamanya untuk masuk ke critical section-nya.

Mutual Exclusion (MuTex) With Busy Waiting :

Jika suatu proses sedang mengakses shared memory di critical sectionnya, tidak ada satu prosespun yang dapat memasuki critical section (mutual exclusion) dan menyebabkan masalah.

Jenis-jenis mutual exclusion :

1.      Disabling interrupt / mematikan interupsi

Dengan cara mematikan interupsi yang masuk pada saat proses sedang berada pada critical section-nya. Cara ini kadang cukup berguna untuk kernel tetapi tidak untuk user. Dan cara inipun tidak terlalu baik untuk CPU yang jumlahnya lebih dari satu, dimana disable interrupt hanya mengenai CPU yang sedang menjalankan proses itu dan tidak berpengaruh terhadap CPU lain

2.      Lock  variables

Setiap proses yang akan mengakses ke critical section-nya harus meng-cek lock variable. Jika 0 berarti proses dapat memasuki critical section-nya dan jika 1 maka proses harus menunggu sampai lock variable = 0. Kelemahannya adalah 2 proses masih dapat memasuki critical section-nya pada saat yang bersamaan. Sewaktu satu proses meng-cek lock variable = 0, pada saat akan men-set 1 ada interupsi untuk melaksanakan proses lain yang juga ingin memasuki critical sectionnya, maka akan terjadi race condition.

3.      Strict alternation

Dengan mengamati variable turn untuk menentukan siapa yang akan memasuki critical section-nya bukanlah ide yang baik jika proses lebih lambat dari yang lain.

4.      Peterson’s Solution

Proses tidak akan diteruskan sampai while terpenuhi, bila interested[other] = TRUE, maka proses akan menunggu sampai FALSE.

Kelemahannya : jika proses memanggil enter_region-nya secara hampir bersamaan, yang disimpan di turn adalah data yang ditulis terakhir.

Proses harus memanggil ini pada saat yang tepat. Kelemahan utama dengan busy waiting adalah menyita banyak waktu CPU dan problem inversi prioritas.

6.      Sleep and Wake Up

Mekanismenya : proses akan di blok / tidur (sleep) apabila tidak bisa memasuki critical_section-nya dan akan dibangunkan (wake up) / ready apabila resource yang diperlukan telah tersedia.

SLEEP : sistem call membuat proses yang memanggil di blok (blocked)

WAKE UP : sistem call yang membuat proses yang memanggil menjasi ready

Beberapa proses share buffer dengan ukuran tetap

Jika buffer penuh producer sleep

Jika buffer kosong consumer sleep

Jika buffer mulai kosong producer wake up

Jika buffer terisi consumer wake up

Masih ada kemungkinan terjadi race condition

7.      Semaphore (Dijkstra, 1965)

Instruksi tersebut sangat berguna untuk sinkronisasi.

Dapat diimplementasikan untuk memecahkan producer-consumer problem.

Mekanisme-nya menggunakan :

–             variabel integer untuk menghitung jumlah wake up yang disimpan / tertunda

–             bernilai 0 bila tidak ada wake up yang disimpan, bernilai positif bila ada wake up yang tertunda

Dua macam operasi terhadap semaphore :

  1. DOWN(S) :

Operasi DOWN dan UP merupakan operasi yang bersifat Atomic (Atomic Action).

8.      Event Counters (Reed and Kanodia, 1979)

Tiga operasi terhadap event counter (E) :

  1. Read (E) : return current value of E
  2. Advance (E) : Atomically increment E by 1
  3. Wait until E has a value of v or more

9.      Monitor

–       Higher level synchronization primitive.

–        Kumpulan prosedur, variabel dan struktur data yang dipaket menjadi satu modul atau paket.

–        Proses bisa memanggil prosedur dalam monitor, tetapi tidak dapat mengakses langsung struktur data internal dari monitor.

10.    Message Passing

Menggunakan 2 primitive :

  1. send (destination, &message)
  2. receive (source, &message)

Beberapa isu pada message passing system : message lost; acknowledgement; domains; authentication; performance

Masalah Klasik IPC :

The Dining Philosopher Problem

–        5 philosophers yang kerjanya hanya makan dan berfikir

–        tersedia lima piring spaghetti dan lima sumpit

–        untuk makan dibutuhkan bua buah sumpit

–        problem-nya bagaimana cara menulis program agar setiap philosopher dapat berfikir dan makan tanpa harus saling menunggu ?

The Readers and Writers Problem

–        Model akses database

–        Banyak proses berkompetisi untuk membaca dan menulis. Contohnya : airline reservation.

–        Beberapa proses boleh membaca pada saat yang sama

–        Bila suatu proses sedang menulis, tidak boleh ada proses lain yang mengakses database

–        Proses membaca mempunyai prioritas yang lebih tinggi daripada proses menulis

Ada 3 model process pada server :

  1. thread di ciptakan untuk dapat melakukan paralelisme yang dikombinasikan dengan eksekusi sekuensial dan blocking system calls
  2. single treads server, menggunakan blocking system calls, tetapi kinerja sistem tidak baik
  3. finite-state machine, kinerja baik dengan melakukan parallelisme, tetapi menggunakan nonblocking calls, sehingga sulit dalam memprogram

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s