Penjadwalan CPU

KONSEP DASAR

Pada  sistem  multiprogramming,  selalu  akan  terjadi  beberapa  proses  berjalan dalam suatu waktu. Sedangkan pada uniprogramming hal ini tidak akan terjadi, karena hanya ada satu proses yang berjalan pada saat tertentu. Sistem multiprogramming diperlukan untuk memaksimalkan utilitas CPU.

Pada saat proses dijalankan terjadi siklus eksekusi CPU dan menunggu I/O yang disebut dengan siklus CPU-I/O burst. Eksekusi proses dimulai dengan CPU burst dan dilanjutkan  dengan  I/O  burst,  diikuti  CPU  burst  lain,  kemudian  I/O  burst  lain  dan

seterusnya seperti pada Gambar

Siklus CPU-I/O Burst

 Histogram waktu CPU burst 

 

Pada saat suatu proses dieksekusi, terdapat banyak CPU burst yang pendek dan terdapat sedikit CPU burst yang panjang. Program yang I/O bound biasanya sangat pendek CPU burst nya, sedangkan program yang CPU bound kemungkinan CPU burst nya sangan  lama.

Hal ini dapat digambarkan  dengan grafik yang eksponensial  atau hiper eksponensial seperti pada Gambar diatas. Oleh karena itu sangat penting pemilihan algoritma penjadwalan CPU.

 CPU Scheduler

Pada  saat  CPU  menganggur,  maka  sistem  operasi  harus  menyeleksi  proses- proses yang ada di memori utama (ready queue) untuk dieksekusi dan mengalokasikan CPU untuk salah satu dari proses tersebut.   Seleksi semacam ini disebut dengan short- term scheduler (CPU scheduler).  Keputusan untuk menjadwalkan CPU mengikuti empa keadaan dibawah ini :

1. Apabila proses berpindah dari keadaan running ke waiting 
2. Apabila proses berpindah dari keadaan running ke ready 
3. Apabila proses berpindah dari keadaan waiting ke ready 
4. Apabila proses berhenti.

Apabila model penjadwalan yang dipilih menggunakan keadaan 1 dan 4, maka penjadwakan semacam ini disebut non-peemptive. Sebaliknya, apabila yang digunakan adalah keadaan 2 dan 3, maka disebut dengan preemptive.

Pada non-preemptive, jika suatu proses sedang menggunakan CPU, maka proses tersebut  akan  tetap  membawa  CPU  sampai  proses  tersebut  melepaskannya  (berhenti atau dalam keadaan waiting). Preemptive scheduling memiliki kelemahan, yaitu biaya yang dibutuhkan sangat tinggi. Antara lain, harus selalu dilakukan perbaikan data. hal ini terjadi jika suatu proses ditinggalkan dan akan segera dikerjakan proses yang lain.

Dispatcher

Dispatcher  adalah  suatu  modul  yang  akan  memberikan  kontrol  pada  CPU terhadap  penyeleksian  proses  yang  dilakukan  selama  short-term  scheduling.  Fungsi- fungsi yang terkandung di dalam-nya meliputi :

1. Switching context; 
2. Switching ke user-mode; 
3. Melompat ke lokasi tertentu pada user program untuk memulai program.

Waktu yang diperlukan oleh dispatcher untuk menghentikan  suatu proses dan memulai untuk menjalankan proses yang lainnya disebut dispatch latency.

KRITERIA PENJADWALAN 

Algoritma penjadwalan  CPU yang berbeda akan memiliki perbedaan properti. Sehingga untuk memilih algoritma ini harus dipertimbangkan dulu properti-properti algoritma  tersebut.  Ada beberapa  kriteria yang digunakan  untuk melakukan pembandingan algoritma penjadwalan CPU, antara lain:

1. CPU utilization. Diharapkan  agar CPU selalu dalam keadaan sibuk. Utilitas CPU dinyatakan dalam bentuk prosen yaitu 0-100%. Namun dalam kenyataannya hanya berkisar antara 40-90%. 
2. Throughput.  Adalah banyaknya  proses yang selesai dikerjakan  dalam satu satuan waktu 
3. Turnaround  time. Banyaknya waktu yang diperlukan untuk mengeksekusi  proses, dari mulai menunggu untuk meminta tempat di memori utama, menunggu di ready queue, eksekusi oleh CPU, dan mengerjakan I/O. 
4. Waiting time. Waktu yang diperlukan oleh suatu proses untuk menunggu di ready queue. Waiting time ini tidak mempengaruhi eksekusi proses dan penggunaan I/O 
5. Response time. Waktu yang dibutuhkan oleh suatu proses dari minta dilayani hingga ada respon pertama yang menanggapi permintaan tersebut. 
6. Fairness. Meyakinkan bahwa tiap-tiap proses akan mendapatkan pembagian waktu penggunaan CPU secara terbuka (fair).