Konsep Manajemen Proses di Sistem Operasi

Sistem Operasi - Proses
Terdapat beberapa definisi mengenai proses, antara lain :
Merupakan konsep pokok dalam sistem operasi, sehingga masalah manajemen proses adalah masalah utama dalam perancangan sistem operasi. Dalam pengertian lain, proses adalah unit kerja terkecil yang secara individu memiliki sumber daya dan dijadwalkan oleh sistem operasi.
Keterkaitan hubungan antara proses dengan sistem operasi terlihat dari cara sistem operasi menjalankan/ mengeksekusi proses. Sistem operasi mengeksekusi proses dengan dua cara yaitu batch system yang mengeksekusi jobs dan time-shared system yang mengatur pengeksekusian program pengguna (user) atau tasks. Bahkan pada sistem pengguna tunggal (single user) seperti Microsoft Windows dan Mac OS, seorang pengguna mampu menjalankan beberapa program pada saat yang sama, seperti Spread Sheet, Web Browser, dan Web Email. Bahkan jika pengguna hanya menggunakan satu program saja pada satu waktu, sistem operasi perlu mendukung program internalnya sendiri, seperti manajemen memori. Dengan kata lain, semua aktivitas tersebut adalah identik sehingga kita menyebutnya ''proses''.
Program itu sendiri bukanlah sebuah proses. Program merupakan sebuah entitas pasif; serupa isi dari sebuah berkas didalam disket. Sedangkan sebuah proses adalah suatu entitas aktif, dengan sebuah program counter yang menyimpan alamat instruksi yang selanjutnya akan dieksekusi dan seperangkat sumber daya (resource) yang dibutuhkan agar sebuah proses dapat dieksekusi.
Suatu proses mungkin adalah satu dari keadaan berikut ini :
• New, Proses sedang diciptakan
• Running, Instruksi sedang dikerjakan
• Waiting, Proses sedang menunggu kejadian untuk terjadi
• Ready, Proses sedang menunggu untuk instruksi selanjutnya
• Terminated, Proses telah selesai


Dalam pengendalian antar proses, sistem operasi menggunakan metode :

• Saling melanjutkan (interleave), Sistem operasi harus dapat kembali melanjutkan proses setelah melayani proses lain.
• Kebijaksaan tertentu, Sistem operasi harus mengalokasikan sumber daya ke proses berdasar prioritasnya.
• Komunikasi antar proses dan penciptaan proses, Sistem operasi harus mendukung komunikasi dan penciptaan antar proses (menstrukturkan aplikasi).
• Pada sistem dengan banyak proses aktif, proses-proses pada satu saat berada dalam beragam tahap eksekusinya. Proses mengalami beragam state (ready, running, blocked) selama siklus hidupnya sebelum berakhir dan keluar dari sistem. Sistem operasi harus dapat mengetahui state masing-masing proses dan merekam semua perubahan yang terjadi secara dinamis. Informasi tersebut digunakan untuk kegiatan penjadwalan dan memutuskan alokasi sumber daya.
Dalam suatu proses terjadi beberapa operasi yaitu :
• Penciptaan Proses
• Penghancuran Proses
• Penundaan Proses
• Pelanjutan Proses
• Pengubahan Proses
• Memblok Proses
• Membangunkan Proses
• Menjadwalkan Proses
• Memungkinkan Proses bekomunikasi dengan proses lain






Proses Control Blok

Setiap proses digambarkan dalam sistem operasi oleh sebuah process control block (PCB) - juga disebut sebuah control block. Sebuah PCB ditunjukkan dalam Gambar 10.2, Process Control Block. PCB berisikan banyak bagian dari informasi yang berhubungan dengan sebuah proses yang spesifik, termasuk hal-hal di bawah ini:

1. Status Proses. Status new, ready, running, waiting, halted, dan juga banyak lagi.

2. Program Counter. Suatu stack yang berisi alamat dari instruksi selanjutnya untuk dieksekusi
untuk proses ini.

3. CPU register. Register bervariasi dalam jumlah dan jenis, tergantung pada rancangan komputer. Register tersebut termasuk accumulator, register indeks, stack pointer, general-purposes register, ditambah code information pada kondisi apa pun. Beserta dengan program counter, keadaan/status informasi harus disimpan ketika gangguan terjadi, untuk memungkinkan proses tersebut berjalan/bekerja dengan benar setelahnya.

4. Informasi manajemen memori. Informasi ini dapat termasuk suatu informasi sebagai nilai dari dasar dan batas register, tabel halaman, atau tabel segmen tergantung pada sistem memori yang digunakan oleh sistem operasi.

5. Informasi pencatatan. Informasi ini termasuk jumlah dari CPU dan waktu riil yang digunakan, batas waktu, jumlah akun, jumlah job atau proses, dan banyak lagi.

6. Informasi status M/K. Informasi termasuk daftar dari perangkat M/K yang di gunakan pada proses ini, suatu daftar berkas-berkas yang sedang diakses dan banyak lagi. PCB hanya berfungsi sebagai tempat penyimpanan informasi yang dapat bervariasi dari proses yang satu dengan yang lain. baru sehingga semua proses ini pada akhirnya membentuk pohon proses. Ketika sebuah proses dibuat maka proses tersebut dapat memperoleh sumber-daya seperti waktu CPU, memori, berkas, atau perangkat M/K. Sumber daya ini dapat diperoleh langsung dari sistem operasi, dari proses induk yang membagi-bagikan sumber daya kepada setiap proses turunannnya, atau proses turunan dan proses induk berbagi sumber-daya yang diberikan sistem operasi. Di dalam UNIX daftar dari proses yang sedang aktif berjalan bisa didapatkan dengan menggunakan perintah ps, contoh ps -el. Ada dua kemungkinan bagaimana jalannya (running) proses induk dan turunan. Proses-proses tersebut berjalan secara konkuren atau proses induk menunggu sampai beberapa/seluruh proses turunannya selesai berjalan. Juga terdapat dua kemungkinan dalam pemberian ruang alamat (address space) proses yang baru. Proses turunan dapat merupakan duplikasi.

Bila UNIX menggunakan kemungkinan pertama (proses baru merupakan duplikasi induknya) maka sistem operasi DEC VMS menggunakan kemungkinan kedua dalam pembuatan proses baru yaitu setiap proses baru memiliki program yang di-load ke ruang alamatnya dan melaksanakan program tersebut. Sedangkan sistem operasi Microsoft Windows NT mendukung dua kemungkinan tersebut. Ruang alamat proses induk dapat diduplikasi atau proses induk meminta sistem operasi untuk me-load program yang akan dijalankan proses baru ke ruang alamatnya.
Diagram state lanjut

Penundaan (suspend) adalah operasi penting dan telah diterapkan dengan beragam cara. Penundaan biasanya berlangsung singkat. Penundaan sering dilakukan sistem untuk memindahkan proses-proses tertentu guna mereduksi beban sistem selama beban puncak.

Proses yang ditunda (suspended blocked) tidak berlanjut sampai proses lain meresume. Untuk jangka panjang, sumber daya-sumber daya proses dibebaskan (dilucuti). Keputusan membebaskan sumber daya-sumber daya bergantung sifat masing-masing sumber daya. Memori utama seharusnya segera dibebaskan begitu proses tertunda agar dapat dimanfaatkan proses lain. Resuming (pengaktifan kembali) proses, yaitu menjalankan proses dari titik (instruksi) dimana proses ditunda.

Operasi suspend dan resume penting, sebab :

• Jika sistem berfungsi secara buruk dan mungkin gagal maka proses-proses
dapat disuspend agar diresume setelah masalah diselesaikan. Contoh :P ada proses , bila tiba-tiba kerta habis maka proses disuspend. Setelah kertas dimasukkan kembali, proses pun dapat diresume.
• Pemakai yang ragu/khawatir mengenai hasil prose dapat mensuspend proses (bukan membuang (abort) proses). Saat pemakai yakin proses akan berfungsi secara benar maka dapat me-resume (melanjutkan kembali di instruksi saat disuspend) proses yang disuspend.
• Sebagai tanggapan terhadap fluktuasi jangka pendek beban sistem, beberapa proses dapat disuspend dan diresume saat beban kembali ke tingkat normal.

Dua state baru dimasukkan sehingga membentuk diagram 5 state, yaitu :

• Suspended ready
• Suspended blocked

Penundaan dapat diinisialisasi oleh proses itu sendiri atau proses lain.

• Pada sistem monoprocessor, proses running dapat mensuspend dirinya sendiri karena tak ada proses lain yang juga running yang dapat memerintahkan suspend.
• Pada sistem multiprocessor, proses running dapat disuspend proses running lain pada pemroses berbeda. Proses ready hanya dapat di suspend oleh proses lain