Pengantar Sistem Operasi

Critical Section

Disusun oleh :

M. Althof Shiddekh Ibtisam 5214100182

Qaedi Amani 5214100183

Aloysius Tatus Kristanto 5214100186

Anggada Sakti Pamungkas 5214100190

Uraian Masalah

*kami mengerjakan nomer 2

Penyelesaian

critical section adalah sebuah protokol yang di desain supaya proses-proses dapat

menggunakannya secara bersama-sama. Setiap proses harus memesan waktu untuk memasuki

critical section-nya. Yang disebut entry section. dan Akhir dari critical section itu disebut exit

section. Dan setelah itu ada remainder section.

Solusi dari masalah critical section harus memenuhi tiga syarat berikut:

1. Mutual Exclusion.

Jika suatu proses sedang menjalankan critical section-nya, maka proses-proses lain tidak dapat

menjalankan critical section mereka. Tidak ada dua proses yang berada di critical section pada

saat yang bersamaan.

2. Terjadi kemajuan (progress).

Jika tidak ada proses yang sedang menjalankan critical section-nya dan ada proses-proses lain

yang ingin masuk ke critical section, maka hanya proses-proses yang yang sedang berada dalam

entry section saja yang dapat berkompetisi untuk mengerjakan critical section.

3. Ada batas waktu tunggu (bounded waiting).

Jika ada suatu proses yang sedang menjalankan critical section, maka proses lain memiliki waktu

tunggu yang ada batasnya untuk menjalankan critical section -nya, sehingga dapat dipastikan

bahwa proses tersebut dapat mengakses critical section-nya (tidak mengalami starvation: proses

seolah-olah berhenti, menunggu request akses ke critical section diperbolehkan

Ada dua jenis solusi masalah critical section, yaitu:

1. Solusi perangkat lunak.

Dengan menggunakan algoritma-alogoritma yang nilai kebenarannya tidak tergantung pada

asumsi-asumsi lain, selain bahwa setiap proses berjalan pada kecepatan yang bukan nol.

2. Solusi perangkat keras.

Tergantung pada beberapa instruksi mesin tertentu, misalnya dengan me-non-aktifkan interupsi

atau dengan mengunci suatu variabel tertentu.

Algoritma III

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 variabelflag. 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 kecritical

sectionatau 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 mengubahflag-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 sectiondan 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 sectionterlebih 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.

Penjadwalan Preemptive

Penjadwalan CPU mungkin akan dijalankan ketika proses dalam keadaan:

Berubah dari running ke waiting state.

Berubah dari running ke ready state.

Berubah dari waiting ke ready state.

Dihentikan.

Penjadwalan Preemptive mempunyai arti kemampuan sistem operasi untuk memberhentikan

sementara proses yang sedang berjalan untuk memberi ruang kepada proses yang prioritasnya

lebih tinggi. Penjadwalan ini bisa saja termasuk penjadwalan proses atau M/K. Penjadwalan

Preemptivememungkinkan sistem untuk lebih bisa menjamin bahwa setiap proses mendapat

sebuah slice waktu operasi. Dan juga membuat sistem lebih cepat merespon terhadap event

dari luar (contohnya seperti ada data yang masuk) yang membutuhkan reaksi cepat dari satu

atau beberapa proses. Membuat penjadwalan yang Preemptive mempunyai keuntungan yaitu

sistem lebih responsif daripada sistem yang memakai penjadwalan Non Preemptive.

Dalam waktu-waktu tertentu, proses dapat dikelompokkan ke dalam dua kategori: proses yang

memilikiBurst M/K yang sangat lama disebut I/O Bound, dan proses yang memiliki Burst CPU

yang sangat lama disebutCPU Bound. Terkadang juga suatu sistem mengalami kondisi yang

disebut busywait, yaitu saat dimana sistem menunggu request input(seperti disk, keyboard, atau

jaringan). Saat busywait tersebut, proses tidak melakukan sesuatu yang produktif, tetapi tetap

memakan resource dari CPU. Dengan penjadwalan Preemptive, hal tersebut dapat dihindari.

Dengan kata lain, penjadwalan Preemptive melibatkan mekanisme interupsi yang menyela

proses yang sedang berjalan dan memaksa sistem untuk menentukan proses mana yang akan

dieksekusi selanjutnya.

Penjadwalan nomor 1 dan 4 bersifat Non Preemptive sedangkan lainnya Preemptive.

Penjadwalan yang biasa digunakan sistem operasi dewasa ini biasanya bersifat Preemptive.

Bahkan beberapa penjadwalan sistem operasi, contohnya Linux 2.6, mempunyai kemampuan

Preemptive terhadap system call-nya (preemptible kernel). Windows 95, Windows XP, Linux,

Unix, AmigaOS, MacOS X, dan Windows NTadalah beberapa contoh sistem operasi yang

menerapkan penjadwalan Preemptive.

Lama waktu suatu proses diizinkan untuk dieksekusi dalam penjadwalan Preemptive disebut

time slice/quantum. Penjadwalan berjalan setiap satu satuan time slice untuk memilih proses

mana yang akan berjalan selanjutnya. Bila time slice terlalu pendek maka penjadwal akan

memakan terlalu banyak waktu proses, tetapi bila time sliceterlau lama maka memungkinkan

proses untuk tidak dapat merespon terhadapevent dari luar secepat yang diharapkan.

Penjadwalan Non Preemptive

Penjadwalan Non Preemptive ialah salah satu jenis penjadwalan dimana sistem operasi tidak

pernah melakukan context switch dari proses yang sedang berjalan ke proses yang lain. Dengan

kata lain, proses yang sedang berjalan tidak bisa di-interupt.

Penjadwalan Non Preemptive terjadi ketika proses hanya:

1. Berjalan dari running state sampai waiting state.

2. Dihentikan.

Ini berarti CPU menjaga proses sampai proses itu pindah ke waiting state ataupun dihentikan

(proses tidak diganggu). Metode ini digunakan oleh Microsoft Windows 3.1 dan Macintosh. Ini

adalah metode yang dapat digunakan untuk platformshardware tertentu, karena tidak

memerlukan perangkat keras khusus (misalnyatimeryang digunakan untuk meng interupt pada

metode penjadwalan Preemptive).