Pengertian dan contoh Batch System, Critical System, Process Control Block, Distributed Processing, Handheld, dan Thread
1. BATCH SYSTEM
Batch system adalah dimana job-job yang mirip dikumpulkan dan dijalankan secara kelompok kemudian setelah kelompok yang dijalankan tadi selesai maka secara otomatis kelompok lain dijalankan. jadi dengan kata lain adalah teknologi proses komputer dari generasi ke-2. yang jika suatu tugas sedang dikerjakan pada 1 rangkaian, akan di eksekusi secara berurutan. Pada komputer generasi ke-2 sistem komputer nya maasih blum dilengkapi oleh sebuah sistem operasi. But, dalan beberapa fungsi sistem operasi, seperti os yang tengah berkembang pada jaman sekarang ini.
Contohnya adalah FMS ( Fortarn Monitoring System ) dan IBSYS. Jadi bisa disimpulkan, bahwa komputer generasi ke-2 ini merupakan generasi pertama Sistem Operasi.
Contoh sebuah Batch System adalah sebuah e-mail dan transaksi batch processing. Dalam suatu sistem batch processing, transaksi secara individual dientri melalui peralatan terminal, dilakukan validasi tertentu, dan ditambahkan ke transaction file yang berisi transaksi lain, dan kemudian dientri ke dalam sistem secara periodik. Di waktu kemudian, selama siklus pengolahan berikutnya, transaction file dapat divalidasi lebih lanjut dan kemudian digunakan untuk meng-up date master file yang berkaitan.
Ada 2 cara dalam Batch System yaitu :
1. Multiprogramming
Multiprogramming adalah kegiatan menjalankan beberapa program pada memori pada satu waktu. Untuk meningkatkan keseluruhan kemampuan dari sistem komputer, para developer memperkenalkan konsep multiprogramming. Dengan multiprogramming, beberapa tugas disimpan dalam memori dalam satu waktu; CPU digunakan secara bergantian sehingga menambah utilisasi CPU dan mengurangi total waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan tugas-tugas tersebut.
Melayani banyak program yang tidak ada hubungannya satu sama lain dan dijalankan sekaligus dalam satu komputer yang sama. Pelaksanaan instruksi yang diterapkan adalah:- program dimuat ke dalam memori,- program dijalankan sampai mengakses perangkat I/O,- berpindah (switch) ke pekerjaan lain,- langkah tersebut berulang terus menerus,- untuk proses perpindahan (switching), dilaksanakan oleh software.
Contoh nya adalah menjalankan browser bersamaan dengan media player atau programm pengolah gambar seperti photoshop.Yang di maksud dengan multi programming di sini adalah CPU menjalankan beberapa program sekaligus
2. Multiprocessing
Multiprocessing adalah istilah teknologi informasi dalam bahasa Inggris yang merujuk kepada kemampuan pemrosesan komputer yang dilakukan secara serentak. Hal ini dimungkinkan dengan menggunakan dua CPU atau lebih dalam sebuah sistem komputer. Istilah ini juga dapat merujuk kepada dukungan sebuah sistem untuk mendukung lebih dari satu prosesor dan mengalokasikan tugas kepada prosesor-prosesor tersebut.Multiprocessing juga kadang merujuk kepada kemampuan eksekusi terhadap beberapa proses perangkat lunak dalam sebuah sistem secara serentak, jika dibandingkan dengan sebuah proses dalam satu waktu, meski istilah multiprogramming lebih sesuai untuk konsep ini. Multiprocessing sering diimplementasikan dalam perangkat keras (dengan menggunakan beberapa CPU sekaligus), sementara multiprogramming sering digunakan dalam perangkat lunak. Sebuah sistem mungkin dapat memiliki dua kemampuan tersebut, salah satu di antaranya, atau tidak sama sekali.
2. CRITICAL SECTION
Critical Section adalah sebuah segmen kode dari sebuah proses yang mana sumber daya diakses bersamaan. Terdiri dari:
- Entry Section: kode
yang digunakan untuk masuk ke dalam critical section
- Critical Section: Kode
di mana hanya ada satu proses yang dapat dieksekusi pada satu waktu
- Exit Section: akhir
dari critical section, mengizinkan proses lain
- Remainder Section:
kode istirahat setelah masuk ke critical section
Ketika sebuah proses sedang dijalankan dalam critical section nya, tidak ada proses lain yang boleh dijalankan dalam critical section tersebut, karena akan menyebabkan keadaan Mutually Exclusive (keadaan terjadinya akses resources yang sama di saat yang bersamaan). Mutually exclusive memerlukan kondisi tertentu agar dapat terpenuhi.
Critical section biasanya digunakan saat program multithreading, dimana program tersebut terdiri dari banyak thread, akan mengubah nilai dari variabel. Dalam hal ini critical sectiondiperlukan untuk melindungi variabel dari concurrent access (pengaksesan program di saat yang bersamaan) yang dapat membuat nilai dari variabel tersebut menjadi tidak konsisten.
Seperti yang telah kita ketahui bahwa proses dapat bekerja sendiri (independent process) dan juga dapat bekerja bersama proses-proses yang lain (cooperating process). Pada umumnya ketika proses saling bekerjasama (cooperating process) maka proses-proses tersebut akan saling berbagi data. Pada saat proses-proses berbagi data, ada kemungkinan bahwa data yang dibagi secara bersama itu akan menjadi tidak konsisten dikarenakan
adanya kemungkinan proses-proses tersebut melakukan akses secara bersamaan yang menyebabkan data tersebut berubah, hal ini dikenal dengan istilah Race Condition.
Oleh karena itu, dibutuhkan solusi yang tepat untuk menghindari munculnya Race Condition. Solusi tersebut harus memenuhi ketiga syarat berikut:
- Mutual Exclusion
- Progress
- Bounded Waiting
Ada dua jenis solusi untuk memecahkan masalah critical section, yaitu :
- Solusi Perangkat Lunak, solusi ini menggunakan algoritma-algoritma untuk mengatasi masalah critical section.
- Solusi Perangkat Keras, solusi ini tergantung pada beberapa instruksi mesin tertentu, misalnya dengan me-non-aktifkan interupsi, mengunci suatu variabel tertentu atau menggunakan instruksi level mesin seperti tes dan set.
Berikut ini algoritma-algoritma yang digunakan untuk mengatasi masalah critical section:
1. Algoritma I
Algoritma I memberikan giliran kepada setiap proses untuk memproses critical section-nya secara bergantian. Asumsi yang digunakan disini setiap proses secara bergantian memasuki critical section-nya.
Statement while(turn != 4) akan memeriksa apakah pada saat itu proses 4 mendapatkan turn, jika tidak maka proses 4 akan busy waiting(lihat kembali bahwa printah while diakhiri dengan “;”). Jika ternyata pada saat itu merupakan giliran proses 4 maka proses 4 akan mengerjakan critical section-nya. Sampai sini jelas terlihat bahwa mutex terpenuhi! Proses yang tidak mendapatkan turn tidak akan dapat mengerjakan critical section-nya dan turn hanya akan diberikan pada satu proses saja.
Setelah proses 4 selesai mengerjakan critical section maka turn diberikan pada proses lainnya (turn= j, j merupakan proses selanjutnya yang dapat mengerjakan critical section). Setelah turn-nya diberikan kepada proses lain, proses 4 akan mengerjakan remainder section. Disini jelas terlihat bahwa syarat bounded waiting jelas terpenuhi. Ingat asumsi yang digunakan dalam algoritma ini adalah setiap proses secar bergantian memasuki critical section-nya, jika pada saat itu proses 4 ternyata belum mau mengerjakan critical section-nya maka proses ke-j tidak akan mendapatkan kesempatan untuk mengerjakan critical section walau saat itu sebenarnya proses ke-j akan memasuki critical section. Artinya syarat progress tidak terpenuhi pada algoritma ini.
2.Algoritma II
Masalah yang terjadi pada algoritma 1 ialah ketika di entry section terdapat sebuah proses yang ingin masuk ke critical section, sementara di critical section sendiri tidak ada proses yang sedang berjalan, tetapi proses yang ada di entry section tadi tidak bisa masuk ke critical section. Hal ini terjadi karena giliran untuk memasuki critical section adalah giliran proses yg lain sementara proses tersebut masih berada di remainder section. Untuk mengatasi masalah ini maka dapat diatasi dengan merubah variabel trun pada algoritma pertama dengan array
Boolean flag [2];
Elemen array diinisialisasi false. Jika flag[i] true, nilai tersebut menandakan bahwa Pi ready untuk memasuki critical section. Pada algoritma ini. hal pertama yang dilakukan ialah mengeset proses Pi dengan nilai True, ini menandakan bahwa Pi ready untuk masuk ke critical section. kemudian, Pi memeriksa apakah Pj tidak ready untuk memasukui critical section. Jika Pj ready, maka Pi menunggu sampai Pj keluar dari critical section (flag[j] bernilai false). Ketika keluar dari critcal section, Pi harus merubah nilai flag[i] menjadi false agar prores lain dapat memasuki critical section.
Contoh:
Pada algoritma ini, kriteria Mutual-exclusion terpenuhi, tetapi tidak memenuhi kriteria
progress. Ilustrasinya seperti di bawah ini.
T0 : Po set flag [0] = true
T1 : Po set flag [1] = true
Dari ilustrasi diatas terlihat bahwa algoritma ini memungkinkan terjadinya nilai true untuk kedua proses, akibatnya tidak ada proses yang akan berhasil memasuki critical section.
Jadi untuk algoritma 2 masih terdapat kelemahan, seperti yang terjadi di atas.
3. Algoritma III
Idenya berasal dari algoritma 1 dan 2. Algoritma 3 mengatasi kelemahan pada algoritma 1 dan 2 sehingga progres yang diperlukan untuk mengatasi critical section terpenuhi.
Algoritma III ditemukan oleh G.L. Petterson pada tahun 1981 dan dikenal juga sebagai Algoritma Petterson. Petterson menemukan cara yang sederhana untuk mengatur proses agar memenuhi mutual exclusion. Algoritma ini adalah solusi untuk memecahkan masalah critical section pada dua proses. Ide dari algoritma ini adalah menggabungkan variabel yang di- sharing pada Algoritma I dan Algoritma II, yaitu variabel turn dan variabel flag. Sama seperti pada Algoritma I dan II, variabel turn menunjukkan giliran proses mana yang diperbolehkan memasuki critical section dan variabel flag menunjukkan apakah suatu proses membutuhkan akses ke critical section atau tidak.
Awalnya flag untuk kedua proses diinisialisai bernilai false, yang artinya kedua proses tersebut tidak membutuhkan akses ke critical section. Kemudian jika suatu proses ingin memasuki critical section, ia akan mengubah flag-nya menjadi true (memberikan tanda bahwa ia butuh critical section) lalu proses tersebut memberikan turn kepada lawannya. Jika lawannya tidak menginginkan critical section (flag-nya false), maka proses tersebut dapat menggunakan critical section, dan setelah selesai menggunakan critical section ia akan mengubah flag-nya menjadi false. Tetapi apabila proses lawannya juga menginginkan critical section maka proses lawan-lah yang dapat memasuki critical section, dan proses tersebut harus menunggu sampai proses lawan menyelesaikan critical section dan mengubah flag-nya menjadi false.
Misalkan ketika P0 membutuhkan critical section, maka P0 akan mengubah flag[0] = true, lalu P0 mengubah turn= 1. Jika P1 mempunyai flag[1] = false, (berapapun nilai turn) maka P0 yang dapat mengakses critical section. Namun apabila P1 juga membutuhkan critical section, karena flag[1] = true dan turn= 1, maka P1 yang dapat memasuki critical section dan P0 harus menunggu sampai P1 menyelesaikan critical section dan mengubah flag[1] = false, setelah itu barulah P0 dapat mengakses critical section.
Bagaimana bila kedua proses membutuhkan critical section secara bersamaan? Proses mana yang dapat mengakses critical section terlebih dahulu? Apabila kedua proses (P0 dan P1) datang bersamaan, kedua proses akan menset masing-masing flag menjadi true (flag[0] = true dan flag[1] = true), dalam kondisi ini P0 dapat mengubah turn = 1 dan P1 juga dapat mengubah turn = 0. Proses yang dapat mengakses critical section terlebih dahulu adalah proses yang terlebih dahulu mengubah turn menjadi turn lawannya. Misalkan P0 terlebih dahulu mengubah turn= 1, lalu P1 akan mengubah turn= 0, karena turn yang terakhir adalah 0 maka P0-lah yang dapat mengakses critical section terlebih dahulu dan P1 harus menunggu.
Algoritma III memenuhi ketiga syarat yang dibutuhkan. Syarat progress dan bounded waiting yang tidak dipenuhi pada Algoritma I dan II dapat dipenuhi oleh algoritma ini karena ketika ada proses yang ingin mengakses critical section dan tidak ada yang menggunakan critical section maka dapat dipastikan ada proses yang bisa menggunakan critical section, dan proses tidak perlu menunggu selamanya untuk dapat masuk ke critical section.
4. Algoritma Tukang Roti
Algoritma ini didasarkan pada algoritma penjadwalan yang biasanya digunakan oleh tukang roti, dimana urutan pelayanan ditentukan dalam situasi yang sangat sibuk. Algoritma ini dapat digunakan untuk memecahkan masalah critical section untuk n buah proses, yang diilustrasikan dengan n buah pelanggan.
Ketika memasuki toko, setiap pelanggan menerima sebuah nomor. Sayangnya, algoritma tukang roti ini tidak dapat menjamin bahwa dua proses (dua pelanggan) tidak akan menerima nomor yang sama. Dalam kasus di mana dua proses menerima nomor yang sama, maka proses dengan nomor ID terkecil yang akan dilayani dahulu. Jadi, jika Pi dan Pj menerima nomor yang sama dan i < j, maka Pi dilayani dahulu. Karena setiap nama proses adalah unik dan berurut, maka algoritma ini dapat digunakan untuk memecahkan masalah critical section untuk n buah proses.
Struktur data umum algoritma ini adalah :
boolean choosing[n];
int number [n];
Awalnya, struktur data ini diinisialisasi masing-masing ke false dan 0, dan menggunakan notasi berikut:
– (a, b) < (c, d) jika a < c atau jika a= c dan b < d
– max(a0, …, an-1) adalah sebuah bilangan k, sedemikian sehingga k >= ai untuk setiap i= 0, …, n – 1
3. PROCESS CONTROL BLOCK (PCB)
PROCESS CONTROL BLOCK (PCB) adalah
struktur data yang dipakai oleh OS untuk mengelola proses.Hampir semua OS yang
modern telah memuat PCB(Process Control Block) namun strukturnya berbeda-beda
pada setiap OS tersebut.PCB juga memuat informasi tentang
proses, yaitu: sebuah tanda pengenal proses (Process ID) yang unik dan menjadi
nomor identitas, status proses, prioritas eksekusi proses dan informasi lokasi
proses dalam memori. Prioritas proses merupakan suatu nilai atau besaran yang
menunjukkan seberapa sering proses harus dijalankan oleh prosesor. Proses yang
memiliki prioritas lebih tinggi, akan dijalankan lebih sering atau dieksekusi
lebih dulu dibandingkan dengan proses yang berprioritas lebih
rendah. Sebuah PCB ditunjukkan dalam gambar berikut.
Elemen-elemen PCB Running :
PCB dibagi 3 kelompok yaitu :
· 1. Process identification data; selalu menyertakan sebuah identifier unik untuk prosesnya (hampir selalu bernilai integer) dan, dalam sebuah sistem multiuser-multitasking, data seperti identifier proses induk, identifier pengguna, identifier grup pengguna, dll. Proses ini sangan relevan, karena itu sering digunakan untuk referensi silang tabel OS, misalnya memungkinkan untuk mengidentifikasi proses yang menggunakan device I/O, atau daerah memori.
· 2. Processor state data; adalah potongan-potongan informasi yang mendefinisikan status dari suatu proses ketika proses itu ditangguhkan, yang memungkinkan OS untuk melakukan restart proses nantinya dan masih dapat mengeksekusinya dengan benar. Hal ini selalu menyertakan isi dari register CPU tujuan.
· 3. Process control data; digunakan oleh OS untuk mengelola proses itu sendiri. PCB berisikan banyak bagian dari informasi yang berhubungan dengan sebuah proses yang spesifik, termasuk hal-hal di bawah ini:
· Status Proses.
· Program counter.
· CPU Register.
· Informasi Manajemen Memori.
· Informasi pencatatan.
(Perpindahan CPU dari satu proses ke proses lain)
4. Distributed Processing
Mengerjakan semua proses pengolahan data secara bersama antara komputer pusat dengan beberapa komputer yang lebih kecil dan saling dihubungkan melalui jalur komunikasi. Setiap komputer tersebut memiliki prosesor mandiri sehingga mampu mengolah sebagian data secara terpisah, kemudian hasil pengolahan tadi digabungkan menjadi satu penyelesaian total. Jika salah satu prosesor mengalami kegagalan atau masalah yang lain akan mengambil alih tugasnya.
Secara sederhana, dapat dipahami bahwa distributed processing adalah berbagai sistem komputer yang melibatkan lebih dari satu komputer (atau terkadang prosesor) untuk menjalankan suatu aplikasi. Tidak hanya itu, suatu sistem yang melibatkan penggunaan komputer tunggal dengan beberapa CPU sekaligus untuk menjalankan program (sistem paralel), juga masuk dalam distributed processing ini.
Distributed processing merupakan suatu tugas komputasi yang sangat kompleks. Tugas tersebut dibagi ke beberapa jaringan mesin individu, yang kemudian menyelesaikan bagiannya masing-masing. Setelah bagian tugas selesai, akan langsung dikirimkan kembali untuk dikompilasi menjadi satu output yang utuh.
Sebenarnya, distributed processing adalah suatu hal yang dekat dengan kehidupan. Ada banyak sekali aktivitas yang melibatkan sistem komputer ini. Salah satunya adalah saat Anda menggunakan layanan cloud. Sebab, semua yang berjalan di cloud menggunakan jaringan yang melibatkan beberapa prosesor sekaligus.
Contoh dari Distributed Data Processing System :
ATM, komputer yang dirancang untuk tugas-tugas melaksanakan proyek, analisis finansial, penjadwalan waktu dan akuntansi. Contoh lainnya, pengolahan data pada server yahoo yang tersebar hampir di seluruh dunia secara distribusi, setiap wilayah mempunyai server masing-masing. Seperti di indonesia mempunyai server tersendiri sehingga pengolahan data tidak di pusat melainkan di wilayah masing-masing, dll.
Contoh lainya adalah proses data mining pada big data, online game yang melibatkan beberapa orang sekaligus (MMO), hingga komunitas virtual di dunia maya. Penerapan distributed processing juga tidak selalu mengandalkan jaringan internet, tapi juga beberapa prosesor lokal yang disatukan. Hal ini banyak digunakan oleh para video editor dan animator untuk proses render. Tanpa melakukan distributed processing, proses render akan berjalan lama.
5. Handheld
Handheld computer adalah komputer yang cukup kecil sehingga dapat digenggam. Komputer genggam ini dapat bekerja dengan fungsi yang hampir sama dengan komputer biasa. Meskipun sangat mudah untuk dibawa, komputer genggam tidak dapat menggantikan komputer biasa (PC) karena hanya memiliki keyboard dan layar yang kecil. Beberapa produsen mencoba untuk memecahkan masalah keyboard yang terlalu kecil. Keyboard tersebut diganti dengan electronic pen. Bagaimanapun,electronic pen ini masih bergantung pada teknologi pengenalan tulisan tangan yang masih dalam tahap pengembangan.
Kelebihan dari komputer genggam ini adalah pengguna dapat menyimpan serta mengatur data dengan lebih efisien dan akurat. Biasanya komputer genggam dilengkapi dengan teknologi Bluetooth. Bluetooth memang tepat untuk mencetak secara nirkabel, menghubungkan antara komputer genggam dengan mobile printer. Tidak hanya dengan printer tetapi komputer genggam juga dapat dihubungkan dengan alat-alat lain melalui koneksi Bluetooth.
Komputer genggam dapat meningkatkan produktivitas pengguna dan memudahkan mereka untuk bekerja lebih efisien. Komputer genggam yang paling banyak digunakan adalah komputer yang khusus dirancang untuk menyediakan fungsi PIM (Personal Information Manager), seperti kalender, agenda, dan buku alamat.
Contoh system handheld adalah Android, Symbian, PDA (Personal Digital Assistants), Windows mobile, Palm OS, Blackberry OS, Iphone OS.
5. Thread
Thread adalah unit dasar dari penggunaan CPU, thread mengandung Thread ID, program counter, register set, dan stack. Sebuah Thread berbagi code section, data section, dan sumber daya sistem operasi dengan Thread lain yang dimiliki oleh proses yang sama. Thread juga sering disebut lightweight process.
Sebuah proses tradisional atau heavyweight process mempunyai thread tunggal yang berfungsi sebagai pengendali. Perbedaan antara proses dengan thread tunggal dengan proses dengan thread yang banyak adalah proses dengan thread yang banyak dapat mengerjakan lebih dari satu tugas pada satu satuan waktu. Banyak software yang berjalan pada PC modern didesain secara multithreading.
Sebuah aplikasi biasanya diimplementasi sebagai proses yang terpisah dengan beberapa thread yang berfungsi sebagai pengendali. Contohnya sebuah web browser mempunyai thread untuk menampilkan gambar atau tulisan sedangkan thread yang lain berfungsi sebagai penerima data dari network.
Sekian dari saya, semoga dapat bermanfaat bagi anda. Kurang dan lebihnya saya minta maaf.
Daftar Pustaka :
https://mediekaputra.wordpress.com/2011/03/26/critical-section/
http://muhammadmiftahpratama.blogspot.com/p/criticalsection-adalah-segmen-kode-d.html
https://hartantydwikurnia.wordpress.com/2018/11/05/critical-section-dan-contohnya/
http://be-buddy.blogspot.com/2012/09/definisi-multiprogramming.html
http://onepersen4ever.blogspot.com/2014/04/pengertian-batch-system-bentuk-batch.html
https://jouseharian.blogspot.com/2019/10/pengertian-dan-contoh-dari-batch-system.html
http://stefhannylourensia.blogspot.com/2018/11/pengertian-dan-contoh-process-control.html
http://fidiastrida.blogspot.com/2012/09/multiprogramming-multiprocessing.html
https://www.deskripsi.com/komputer/distributed-processing
http://muhammadmiftahpratama.blogspot.com/p/pengertian-distributedprocessing.html
http://stefhannylourensia.blogspot.com/2018/11/pengertian-dan-contoh-handheld.html
https://safriansah.blogspot.com/2018/07/thread-dalam-sistem-operasi.html
Komentar
Posting Komentar