PENGURUSAN PEMPROSES

1. PENGURUSAN PEMPROSES BAB 4

2. 4.1 Pengenalan • Dalam pengurusan pemproses, apa yang perlu diambil perhatian adalah bagaimana suatu sistem itu dapat memenuhi permintaan dalam persekitaran berbagai aturcara. • Bagi pengguna tunggal, CPU hanya memproses satu kerja bagi seorang pengguna pada suatu masa.

3. Tidak berlaku pertindihan permintaan • tetapi bagi persekitaran berbagai aturcara, banyak kerja perlu diproses. • Maka, • CPU perlu diperuntukan kepada setiap kerja dengan adil dan cekap untuk satu jangkamasa tertentu • pengurusan perlu memastikan peruntukan dilepaskan bila tempoh peruntukan telah tamat.

4. Pengurus Pemproses adalah kombinasi 2 entiti : • Penjadual Kerja • Penjadual Proses

5. 4.2 Penjadual Kerja • Matlamat utama : • meletakkan kerja–kerja dalam susunan yang boleh menggunakan sumber dengan semaksima yang mungkin. • Maka, tugas-tugas penjadual kerja : • menyusun kerja-kerja untuk dimasukkan ke dalam baris-gilir kerja, • memilih kerja-kerja yang sudah berada dalam baris-gilir untuk dimasukkan ke dalam baris-gilir proses

6. Penjadual Kerja (cont.) • Berperanan menyusun kerja-kerja supaya dapat mengggunakan sumber sistem dengan berkesan • iaitu ia cuba mengelak keadaan di mana sumber-sumber berada dalam keadaan terbiar. • Maka, penjadual kerja akan berusaha untuk menghasilkan keadaan • dimana terdapat keseimbangan diantara kerja yang memerlukan kekerapan penggunaan I/O dengan kerja yang memerlukan kekerapan penggunaan CPU. • Ianya juga dikenali sebagai Penjadual Aras Tinggi.

7. 4.3 Penjadual Proses • Mengkoordinasikan proses-proses yang akan ataupun sedang dilaksanakan oleh CPU iaitu sebaik sahaja sesuatu kerja dipilih untuk dilarikan, penjadual proses akan ambil alih pengawalan fasa-fasa pemprosesan kerja tersbut. • Ianya juga dikenali sebagai Penjadual Aras Bawah

8. Penjadual Proses (cont.) • Penjadual Proses akan memastikan aktiviti-aktiviti berikut dijalankan. • Antara aktiviti-aktivitinya ialah: • memastikan kerja mana mendapat peruntukan CPU, bila dan jangkamasa peruntukan • menentukan proses mana yang akan disampukkan • memastikan baris-gilir bagi sesuatu kerja mengenalpasti kerja mana yang telah selesai dan perlu ditamatkan

9. Untuk proses penjadualan CPU, ia akan mengambil kelebihan daripada kebaikan yang terdapat pada aturcara komputer iaitu proses saling tukar antara kitar CPU dan kitar I/O

10. Read A,B Kitar I/O C = A+B D = (A*B) – C Kitar CPU E = A-B F = D/E Write A,B,C,D,E,F Kitar I/O Stop End

11. Dalam pemilihan algoritma yang sesuai, Penjadual Proses akan kecendurangan umum daripada sesuatu pemprosesan itu seperti • Terikat I/O: kitar CPU pendek, kitar I/O panjang • Terikat CPU: kitar CPU panjang, kitar I/O pendek

12. Penjadualan Paras-Pertengahan boleh wujud untuk persekitaran yang terlampau interaktif yang mana penjadualan ini akan: • mengurangkan kesesakan dalam darjah berbilang aturcara dengan mengeluarkan kerja yang aktif dalam ingatan utama • Mengurus proses keluar masuk kerja yang telah dikeluarkan dari ingatan utama

13. 4.3.1Status Kerja dan Proses • Apabila kerja memasuki sistem, ia akan berada dalam 3 atau 5 keadaan seperti dalam gambarajah di bawah : Tangguh Sedia Dilaksanakan Tamat Tunggu Rajah 4.3.1: Penukaran Status Kerja

14. Turutan proses yang berlaku adalah seperti berikut: • Pengguna hantar kerja ke sistem • Kerja di beri status TANGGUH dan diletakkan di baris-gilir • Bila sistem sudah sedia, kerja itu diletakkan dalam status SEDIA (iaitu dimasukkan ke baris-gilir SEDIA)

15. Bila CPU sedia, kerja dihantar untuk diproses dan statusnya di tukar ke DILAKSANAKAN, • Kerja akan masuk ke status TUNGGU jika sumber yang diperlukan tidak sedia atau perlu menunggu sehingga operasi I/O selesai • Bila kerja selesai, statusnya menjadi TAMAT

16. Manakala transaksi tugas dari satu status ke satu status adalah seperti berikut :

17. 4.3.1Blok Kawalan Proses (BKP) Setiap satu proses mempunyai BKP untuk menyimpan maklumat-maklumat berikut:

18. ID Proses • Setiap kerja ada id yang unik • Status Proses • Tunjukkan status kerja (sama ada TANGGUH, SEDIA, dll) • Keadaan Proses • Tunjukkan maklumat semasa kerja

19. Perakaunan • Semua maklumat yang digunakan untuk mengukur prestasi atau mengira kos. • Turut ditunjukkan apakah jenis sumber yang digunakan oleh kerja dan untuk berapa lama.

20. Blok Kawalan Proses (cont.) • Sebaik sahaja sesuatu kerja diterima masuk oleh Penjadual Kerja, Blok Kawalan Proses akan dijanakan dan akan sentiasa dikemaskinikan sehingga kerja tersebut tamat atau ditamatkan.

21. Blok Kawalan Proses (cont.) • Baris-gilir akan menggunakan BKP untuk menjejak kerja yang dimasukkan. • Oleh itu BKP mengandungi semua maklumat tentang kerja yang diperlukan oleh sistem pengendalian untuk mengurus pemprosesan kerja tersebut. • Ini bermakna apabila kerja dilaksanakan oleh sistem tersebut, ianya akan dicatitkan dalam BKP.

22. Blok Kawalan Proses (cont.) • Setiap BKP akan dipautkan untuk membentuk baris-gilir yang mana BKP akan memasuki baris-gilir mengikut status BKP itu. • Sebagai contoh untuk BKP bagi semua kerja yang diTANGGUHkan, ianya akan dimasukkan ke dalam baris-gilir TANGGUH.

23. Polisi Penjadualan Proses • Dalam persekitaran berbilang aturcara, banyak kerja perlu dilarikan dan untuk itu sebelum sesuatu Sistem Pengendalian atau dengan lebih tepat penjadual pemproses itu membuat penjadualan ianya perlu menyelesaikan 3 kekangan berikut :

24. terdapat sumber yang terhad. • terdapat sumber yang tidak boleh dikongsi sebaik sahaja diperuntukkan seperti Pencetak. • ada sumber yang perlukan bantuan operator iaitu ianya tidak boleh melakukan kerja seterusnya melainkan dengan bantuan operator seperti pemacu cakera.

25. Untuk membina satu polis penjadualan yang baik, beberapa kriteria berikut perlu dipertimbangkan seperti di bawah: • Maksimakan Daya Pemprosesan : memaksimakan jumlah kerja dalam masa tertentu. • Mengurangkan masa tindakbalas : mempercepatkan permintaan interaktif.

26. Mengurangkan masa pusingbalik (kerja berkelompok) : mempercepatkan perlaksanaan semua kerja berkelompok. • Mengurangkan masa tunggu: mempercepatkan proses perlaksanaan untuk semua kerja yang berada dalam status SEDIA.

27. Memaksimakan kecekapan CPU : mengekalkan kesibukan CPU 100%. • Memastikan semua kerja mendapatkan sumber yang mencukupi.

28. Disamping itu terdapat 2 jenis polisi penjadualan proses iaitu: • Polisi Penjadualan Secara ‘Preemptive’ • membuat sampukan kerja yang tengah dilaksanakan dan memindahkan CPU ke kerja lain • seringkali digunakan dalam persekitaran pengkomputeran konsi-masa • Polisi Penjadualan Secara ‘Nonpreemptive’: • kerja diproses tanpa dikenakan sebarang sampukan sehingga selesai, baru berpindah ke kerja lain.

29. Algoritma Penjadualan Proses • Penjadualan Proses bergantung kepada Algoritma Penjadualan Proses berdasarkan polisi tertentu untuk memperuntukan CPU dan seterusnya memproses kerja terebut. • Antara algoritma yang wujud adalah: • First Come First Serve (FCFS), • Shortest Job Next(SJN), • Penjadualan Berdasarkan Keutamaan, • Shortest Remaining Time (SRT), • Round Robin, • Giliran Peringkat Berganda.

30. 4.5.1 First Come First Serve • Ianya menggunakan polisi “nonpreemptive” dan sangat mudah hendak dilaksanakan. • Cara penjadualan kerja adalah berdasarkan masa sampai sesuatu kerja itu. • Ianya amat sesuai untuk kerja kelompok.

31. First Come First Serve (cont.) • Kelemahannya adalah dimana masa pusingbalik untuk kerja proses adalah tidak dapat dijangkakan. • Sebagai contoh: • Kerja A ada kitar CPU 15 ms • Kerja B ada kitar CPU 2 ms • Kerja C ada kitar CPU 1 ms

32. Carta Gantt 0 15 17 18

33. 0 1 3 18

34. Purata masa turnaround : tertib A,B,C (15+17+18) / 3 = 16.67 • Purata masa pusingbalik : tertib C,B,A (18+3+1) / 3 = 7.3

35. 4.5.2 Shortest Job Next • Ianya menggunakan polisi “nonpreemptive”. • Cara pengelolaan kerjanya adalah berdasarkan panjang masa CPU yang akan digunakan. • Juga sesuai dilaksanakan dalam persekitaran kelompok dan susah dalam persekitaran interaktif (tidak tahu jangkamasa CPU yang akan digunakan.).

36. Cara perlaksanannya dapat dilihat di bawah : Kerja : A B C D Kitar CPU : 5 2 6 4 Tertib terpilih : B, D, A, C

37. SJN • Purata Masa Pusingbalik : (2+6+11+17) /4 = 9.0 0 2 6 11 17

38. Untuk algoritma ini melakukan penjadualan yang terbaik, ia memerlukan semua kerja mesti dalam keadaan SEDIA pada masa yang sama, jangkaan masa CPU boleh dibuat dan tepat.

39. 4.5.3 Penjadualan Keutamaan • Seperti juga SJN, ianya menggunakan polisi “nonpreemptive” dan juga biasa digunakan untuk sistem kelompok. • Cara penjadualannya adalah ia memberi keutamaan untuk kerja yang penting (atau kerja yang berkeutamaan tinggi dahulu). • Tiada sampukan dibuat sehingga proses itu tamat ataupun ada penggunaan I/O.

40. Keutamaan kerja diberi oleh pentadbir sistem berdasarkan ciri kerja tersebut. • Dengan algoritma ini, kerja-kerja kebiasaannya dipautkan dengan beberapa baris-gilir SEDIA oleh Penjadual Kerja berdasarkan keutamaan mereka supaya Penjadual boleh mengurus beberapa baris-gilir SEDIA berbanding dengan menguruskan satu sahaja.

41. Ciri-ciri yang membezakan keutamaan sesuatu kerja adalah seperti berikut: • keperluan ingatan : kerja besar mungkin keutamaan rendah • jumlah dan jenis peranti yang diperlukan • masa CPU • masa yang telah dihabiskan dalam sistem • Tetapi nilai keutamaan lalai boleh ditentukan oleh pengguna.