SO

Manajemen Proses

Manajemen Proses

2.1 Manajemen Proses

2.1.1    Definisi Proses

Proses dapat diartikan sebagai program yang sedang dieksekusi. Sistem komputer dahulu hanya membolehkan satu program untuk dieksekusi dalam suatu waktu. Tapi sistem komputer sekarang memungkinkan banyak program untuk di-load ke memori dan dieksekusi bergantian. Program sendiri bukanlah proses. Program adalah suatu entitas pasif, sementara proses adalah suatu entitas aktif.

Proses juga terdiri dari :

• Program counter 
  Nilai dari program counter dan isi register di prosesor merepresentasikan aktivitas yang sedang berjalan.
• Stack 
  Stack berisi data sementara.
• Data section
  Data section berisi variabel global.

Sistem operasi mengelola semua proses di sistem dan mengalokasikan sumber daya ke proses-proses sesuai kebijaksanaan untuk memenuhi sasaran sistem. Salah satunya adalah program yang sedang dieksekusi yang merupakan unit kerja terkecil yang secara individu memiliki sumber daya-sumber daya dan dijadwalkan sistem operasi. Sistem operasi mengelola semua proses di sistem dan mengalokasikan sumber daya ke proses-proses sesuai kebijaksanaan untuk memenuhi sasaran sistem.

2.1.2    Multiprogramming

Multiprogamming adalah manajemen banyak proses pada satu pemroses. Istilah yang digunakai multiprogrammaing(multitasking) bukan multiprocessing. Multprocessing telah digunakan untuk konsep lain, yaitu komputer dengan banyak pemroses di satu sistem komputer dengan masing-masing pemroses melakukan pemrosesan secara independen. Saat ini, kebanyakan komputer pribadi, workstation adalah sistem pemroses tunggal yang menjalankan sistem operasi multiprogramming (multitasking) seperti MS-Windows 3.0, MS-Windows NT, OS/2 dan Macintosh System 7. Banyak proses dijalankan bersamaan, masing-masing proses mendapat bagian memori dan kendali tersendiri. Sisem operasi mengalih-alihkan pemroses di antara proses-proses tersebut.

2.1.3    Multiprocessing

Multiprocessing adalah manajemen banyak proses di komputer multiprocessor (banyak pemroses di dalamnya). Dulunya sistem ini lanya terdapat di sistem besar, mainframe dan minikomputer. Saat ini komputer workstation telah dapat dilengkapi multiprocessor. Menggunakan komputer semaksimal mungkin dengan beberapa CPU sehingga beberapa program bisa dijalankan secara bersama-sama , masing-masing dengan menggunakan prosesornya sendiri-sendiri. Sistem operasi Microsoft Windows NT, UNIX, Linux menyediakan dukungan multiprocessing.

2.1.4    Distributed Processing / computing

Distributed Processing adalah manajemen banyak proses yang dieksekusi di banyak sistem komputer yang tersebar (terdistribusi). Trend masa datang adalah menuju komputasi tersebar (distributed computing). Banyak riset dan pengembangan sistem operasi tersebar di antaranya AMOEBA, MACH, dan sebagainya.

2.1.5    Komunikasi antar proses

Beberapa proses biasanya berkomunikasi dengan proses lainnya. Contohnya pada shell pipe line. Output dari proses pertama harus diberikan kepada proses ke dua dan seterusnya. Pada beberapa sistem operasi, proses-proses yang bekerja bersama sering sharing (berbagi) media penyimpanan, dimana suatu proses dapat membaca dan menulis pada shared storage (main memory atau files).

Macam-macam komunikasi antar proses:
1. Komunikasi langsung

Setiap proses yang ingin berkomunikasi harus memiliki nama yang bersifat eksplisit baik penerimaan atau pengirim dari komunikasi tersebut. Dalam konteks ini, pengiriman dan penerimaan pesan secara primitive dapat dijabarkan sebagai :

• Send (P, message) – mengirim sebuah pesan ke proses P.
• Receive (Q, message) – menerima sebuah pesan dari proses Q.

Sebuah jaringan komunikasi pada bahasan ini memiliki beberapa sifat, yaitu :

• Sebuah jaringan yang didirikan secara otomatis diantara setiap pasang dari proses yang ingin dikomunikasikan. Proses tersebut harus mengetahui identitas dari semua yang ingin dikomunikasikan.
• Sebuah jaringan adalah terdiri dari penggabungan 2 proses.
• Diantara setiap pesan dari proses terdapat tepat sebuah jaringan.

Pembahasan ini memperlihatkan sebuah cara simetris dalam pemberian alamat. Oleh karena itu, baik keduanya yaitu pengirim dan penerima proses harus memberi nama bagi yang lain untuk berkomunikasi, hanya pengirim yang memberikan nama bagi penerima sedangkan penerima tidak menyediakan nama bagi pengirim. Dalam konteks ini, pengirim dan penerima secara sederhana dapat dijabarkan sebagai :

• Send (P, message) – mengirim sebuah pesan kepada proses P.
• Receive (id, message) – menerima sebuah pesan dari semua proses. Variabel id diatur sebagai nama dari proses dengan komunikasi.

2. Komunikasi tidak langsung

Dengan komunikasi tidak langsung, pesan akan dikirimkan pada dan diterima dari / melalui mailbox (Kotak Surat) atau terminal-terminal, sebuah mailbox dapat dilihat secara abstrak sebagai sebuah objek didalam setiap pesan yang dapat ditempatkan dari proses dan dari setipap pesan yang bias dipindahkan. Setiap kotak surat memiliki sebuah identifikasi (identitas) yang unik, sebuah proses dapat berkomunikasi dengan beberapa proses lain melalui sebuah nomor dari mailbox yang berbeda. Dua proses dapat saling berkomunikasi apabila kedua proses tersebut sharing mailbox. Pengirim dan penerima dapat dijabarkan sebagai :

• Send (A, message) – mengirim pesan ke mailbox A.
• Receive (A, message) – menerima pesan dari mailbox A.

Dalam masalah ini, link komunikasi mempunyai sifat sebagai berikut :

• Sebuah link dibangun diantara sepasang proses dimana kedua proses tersebut membagi mailbox.
• Sebuah link mungkin dapat berasosiasi dengan lebih dari 2 proses.
• Diantara setiap pasang proses komunikasi, mungkin terdapat link yang berbeda-beda, dimana setiap link berhubungan pada satu mailbox.

Misalkan terdapat proses P1, P2 dan P3 yang semuanya share mailbox. Proses P1 mengirim pesan ke A, ketika P2 dan P3 masing-masing mengeksekusi sebuah kiriman dari A. Proses mana yang akan menerima pesan yang dikirim P1?. Jawabannya tergantung dari jalur yang kita pilih :

• Mengijinkan sebuah link berasosiasi dengan paling banyak 2 proses.
• Mengijinkan paling banyak 1 proses pada suatu waktu untuk mengeksekusi hasil kiriman (receive operation).
• Mengijinkan sistem untuk memilih secara mutlak proses mana yang akan menerima pesan (apakah itu P2 atau P3 tetapi tidak keduanya, tidak akan menerima pesan). Sistem mungkin mengidentifikasi penerima kepada pengirim.

Mailbox mungkin dapat dimiliki oleh sebuah proses atau sistem operasi. Jika mailbox dimiliki oleh proses, maka kita mendefinisikan antara pemilik (yang hanya dapat menerima pesan melalui mailbox) dan pengguna dari mailbox (yang hanya dapat mengirim pesan ke mailbox). Selama setiap mailbox mempunyai kepemilikan yang unik, maka tidak akan ada kebingungan tentang siapa yang harus menerima pesan dari mailbox. Ketika proses yang memiliki mailboxtersebut diterminasi, mailbox akan hilang. Semua proses yang mengirim pesan ke mailbox ini diberi pesan bahwamailbox tersebut tidak lagi ada.

Dengan kata lain, mempunyai mailbox sendiri yang independent, dan tidak melibatkan proses yang lain. Maka sistem operasi harus memiliki mekanisme yang mengijinkan proses untuk melakukan hal-hal dibawah ini :

• Membuat mailbox baru.
• Mengirim dan menerima pesan melalui mailbox.
• Menghapus mailbox.

Proses yang membuat mailbox pertama kali secara default akan memiliki mailbox tersebut. Untuk pertama kali, pemilik adalah satu-satunya proses yang dapat menerima pesan melalui mailbox ini. Bagaimanapun, kepemilikan dan hak menerima pesan mungkin dapat dialihkan ke proses lain melalui sistem pemanggilan.

• Pengiriman yang diblok : Proses pengiriman di blok sampai pesan diterima oleh proses penerima (receiving process) atau oleh mailbox.
• Pengiriman yang tidak diblok : Proses pengiriman pesan dan mengkalkulasi operasi.
• Penerimaan yang diblok : Penerima mem blok sampai pesan tersedia.
• Penerimaan yang tidak diblok : Penerima mengembalikan pesan valid atau null.

2.1.6    Operasi-operasi pada proses

Dalam manajemen proses, terdapat dua operasi penting terhadap proses, yaitu:
1. Penciptaan Proses (Create a process)

Penciptaan proses melibatkan banyak aktivitas, yaitu :

a.    Memberi identitas proses
b.    Menyisipkan proses pada senarai atau tabel proses
c.     Menentukan prioritas awal proses
d.    Menciptakan PCB
e.    Mengalokasikan sumber daya awal bagi proses

Ketika proses baru ditambahkan, sistem operasi membangun struktur data untuk mengelola dan mengalokasikan ruang alamat proses.

Kejadian yang dapat menyebabkan penciptaan proses :
a. Pada lingkungan batch, sebagai tanggapan atas pemberian satu kerja (job)
Sistem operasi dengan kendali batch job, setelah menciptakan proses baru, kemudian melanjutkan membaca job berikutnya.
b. Pada lingkungan interaktif, ketika pemakai baru berusaha logon.
c. Sebagai tanggapan suatu aplikasi, seperti permintaan pencetakan file, Sistem operasi dapat menciptakan proses yang akan mengelola pencetakan itu.
Sistem operasi menciptakan proses untuk memenuhi satu fungsi pada program pemakai, tanpa mengharuskan pemakai menunggu.
d.    Proses penciptaan proses lain (proses anak).

Untuk mencapai modularitas atau mengeksploitasi kongkurensi, program pemakai memerintahkan pembuatan sejumlah proses. Proses dapat menciptakan proses baru yaitu anak proses (child process),   sedangkan proses yang menciptakannya disebut proses induk (parent process). Proses anakpun kembali dapat menciptakan proses-proses anak lainnya. Proses-proses dapat membentuk pohon hirarki proses.

Tahap-tahap penciptaan proses
Penciptaan proses dapat disebabkan beragam sebab. Penciptaan proses meliputi beberapa tahap :
1. Beri satu identifier unik ke proses baru. Isian baru ditambahkan ke table  proses utama yang berisi satu isian perproses.
2. Alokasikan ruang untuk proses.
3. PCB harus diinisialisasi.
4. Kaitan-kaitan antar tabel dan senarai yang cocok dibuat.
5. Bila diperlukan struktur data lain maka segera dibuat struktur data itu.

2. Penghancuran / Terminasi proses (Destroy a process)

  Penghancuran proses melibatkan pembebasan proses dari sistem, yaitu :
a. Sumber daya-sumber daya yang dipakai dikembalikan.
b. Proses dihancurkan dari senarai atau tabel sistem.
c. PCB dihapus (ruang memori PCB dikembalikan ke pool memori bebas).
          Penghancuran lebih rumit bila proses telah menciptakan proses-proses lain.
Terdapat dua pendekatan, yaitu :
a. Pada beberapa sistem, proses-proses turunan dihancurkan saat proses induk    dihancurkan secara otomatis.
b. Beberapa sistem lain menganggap proses anak independen terhadap proses induk, sehingga proses anak tidak secara otomatis dihancurkan saat proses induk dihancurkan.