Artikel kongkurensi

Tugas sistem operasi

Nama : Edwin rudini

Nim : 13120180

Jurusan : Teknik komputer

Kelas : 134.4d.01

Akademi Bina sarana Informatika dan Komputer

Artikel tentang konkurensi

Menurut kamus besar bahasa indonesia Konkurensi adalah perlawanan, persaingan, persengketaan. Konkurensi merupakan landasan umum perancangan system operasi. Proses proses
disebut konkuren jika proses-proses itu berada pada saat yang sama. Proses-proses konkuren dapat sepenuhnya tak bergantung dengan yang lain tapi dapat juga saling berinteraksi.
Proses-proses yang berinteraksi memerlukan sinkronisasi agar terkendali dengan baik. Proses proses yang berinteraksi mempunyai beberapa masalah yang harus diselesaikan, yaitu:
1. Mutual Exclusion
2. Deadlock
3. StarVation

Prinsip-prinsip konkurensi meliputi :

1. Alokasi waktu processor untuk proses-proses.

2. Pemakaian bersama dan persaingan untuk mendapatkan sumber daya.

3. Komunikasi antar proses.

4. Sinkronisasi aktivitas banyak proses

A. Mutual Exclusion.

Pada system komputer terdapat sumber daya yang tidak dapat dipakai bersama pada saat yang bersamaan seperti pada penggunaan printer, Sumber daya seperti hanya dapat menjalankan satu proses pada suatu saat, sumber daya ini disebut sumber daya kritis. Program yang menggunakan sumber daya kritis disebut sedang memasuki critical region / section .

Sistem operasi memberikan fasilitas untuk pemrogram dapat memberikan indikasi keberadaan critical region. Sistem operasi menyediakan layanan ( berupa system call ) untuk mencegah suatu proses masuk kedalam critical region akan tetapi di dalam critical region terdapat proses lain yang sedang berjalan. Mutual exclusion merupakan solusi bagi masalah pada critical region / section, mutual exclusion adalah persoalan untuk menjamin hanya satu proses saja yang berjalan dalam suatu critical region / section.Seluruh sistem yang melibatkan banyak proses mengakses satu sumber daya bersama selalu menimbulkan persoalan mutual-exclusion.

Contohnya adalah sebagai berikut :

• Pada aplikasi tabungan, misalnya rekening A berisi Rp 1.000.000,- yang terdaftar di kantor cabang bandung.

• Kemudian pada suatu saat program aplikasi kantor cabang di Jakarta melayani penyetoran Rp 3.000.000,- ke rekening A. lalu program aplikasi membaca saldo akhir rekening A

Persoalan di atas dapat tidak terjamin mutual-exclusion jika:

1. Program aplikasi bandung menulis ke rekening A secara cepat sehingga di hasilkan saldo Rp 6.000.000. Setelah itu, program aplikasi kantor cabang Jakarta menimpa hasil itu

dengan saldo Rp 4.000.000,- . Dalam kasus ini saldo akhir yang diperoleh adalah Rp

4.000.000,- bukan Rp 10.000.000,- (yang seharusnya).

2. Program aplikasi Jakarta dilakukan menulis ke rekening A secara cepat sehingga

dihasilkan saldo Rp 4.000.000,-. Setelah itu program aplikasi di kantor bandung menimpa hasil itu dengan saldo Rp 6.000.000,-. Hasil yang lebih baik dibanding skenario

pertama tetapi masih di bawah yang seharusnya yaitu Rp 10.000.000,-.

Kemampuan menjamin mutual-exclusion harus memenuhi kriteria-kriteria berikut :

1. Mutual-exclusion harus dijamin.

2. Hanya satu proses pada satu saat yang diizinkan masuk critical section yang sama pada saat telah ada proses yang masuk critical section itu.

3. Proses yang berada di noncritical section, dilarang mem-block proses-proses lain yang ingin masuk critical section.

4. Harus dijamin proses yang ingin masuk critical section tidak menunggu selama waktu yang tak berhingga atau tidak boleh terjadi deadlock maupun startvation.

5. Ketika tidak ada proses di critical section, maka proses yang ingin masuk critical section harus diizinkan segera masuk tanpa ada waktu tunda.

6. Tidak ada asumsi mengenai kecepatan relatif proses atau jumlah proses yang ada.kriteria pada nomor satu merupakan kriteria pokok yang harus dipenuhi. Metode yang melanggar kriteria nomor satu sama sekali tidak dapat di gunakan. Pelanggaran kriteria-kriteria lain berarti metode masih bisa digunakan pada situasi-situasi tertentu tapi harus dilakukan secara hati-hati

B. Deadlock.

Deadlock dalam arti sebenarnya adalah kebuntuan. Kebuntuan yang dimaksud dalam sistem operasi adalah kebuntuan proses. Jadi Deadlock ialah suatu kondisi dimana proses tidak berjalan lagi atau tidak ada komunikasi lagi antar proses. Deadlock disebabkan karena proses yang satu menunggu sumber daya yang sedang dipegang oleh proses lain, proses lain itu pun sedang menunggu sumber daya yang dipegang olehnya. Dengan kata lain setiap proses dalam set menunggu untuk sumber yang hanya dapat dikerjakan oleh proses lain dalam set sedang menunggu.

Contoh sederhananya ialah pada gambar berikut ini.

Deadlock terjadi pada persimpangan jalan

Penjelasan :

Dalam kasus ini setiap mobil bergerak sesuai nomor yang ditentukan, tetapi tanpa pengaturan yang benar, maka setiap mobil akan bertemu pada satu titik yang permanen (yang dilingkari) atau dapat dikatakan bahwa setiap mobil tidak dapat melanjutkan perjalanan lagi atau dengan kata lain terjadi Deadlock.

Kejadian Deadlock selalu tidak lepas dari sumber daya, bahwa hampir seluruhnya merupakan
masalah sumber daya yang digunakan bersama-sama. Oleh karena itu, kita juga perlu tahu tentang jenis sumber daya, yaitu: sumber daya dapat digunakan lagi berulang-ulang dan sumber daya yang dapat digunakan dan habis dipakai atau dapat dikatakan sumber daya sekali pakai.
Sumber daya ini tidak habis dipakai oleh proses mana pun.Tetapi setelah proses berakhir, sumber daya ini dikembalikan untuk dipakai oleh proses lain yang sebelumnya tidak kebagian sumber daya ini.

1. Kasus deadlock di sebuah pintu kecil. Pada sebuah rumah yang dihuni oleh sepasang suami istri yang memiliki berat badan lebih (keduanya sama2 gemuk) kebetulan pintu untuk keluar rumah hanya bisa dilewati oleh salah satu dari dua orang tersebut. Pada suatu pagi di saat yang bersamaan, suami istri tersebut sama2 ada keperluan mendadak dan sangat mendesak hingga mengharuskan keduanya untuk keluar rumah di saat itu juga. Dari kedua manusia berbadan besar tersebut sama2 keras kepala tidak ada yang mau merelakan salah satu di antranya untuk keluar duluan. Keadaann ini berlangsung hingga 2 jam, tidak ada yang mundur dan tidak ada yang maju.

Ada empat kondisi yang dapat menyebabkan terjadinya deadlock. Keempat kondisi tersebut tidak dapat berdiri sendiri, namun saling mendukung.

1. Mutual exclusion. Hanya ada satu proses yang boleh memakai sumber daya, dan proses lain yang ingin memakai sumber daya tersebut harus menunggu hingga sumber daya tadi dilepaskan atau tidak ada proses yang memakai sumber daya tersebut.

2. Hold and wait. Proses yang sedang memakai sumber daya boleh meminta sumber daya lagi maksudnya menunggu hingga benar-benar sumber daya yang diminta tidak dipakai oleh proses lain, hal ini dapat menyebabkan kelaparan sumber daya sebab dapat saja sebuah proses tidak mendapat sumber daya dalam waktu yang lama.

3. No preemption. Sumber daya yang ada pada sebuah proses tidak boleh diambil begitu saja oleh proses lainnya. Untuk mendapatkan sumber daya tersebut, maka harus dilepaskan terlebih dahulu oleh proses yang memegangnya, selain itu seluruh proses menunggu dan mempersilahkan hanya proses yang memiliki sumber daya yang boleh berjalan.

4. Circular wait. Kondisi seperti rantai, yaitu sebuah proses membutuhkan sumber daya yang dipegang proses berikutnya.

Sebuah sistem komputer terdiri dari berbagai macam sumber-daya (resources), seperti:

• Fisik (Perangkat, Memori)
• Logika (Lock, Database record)
• Sistem Operasi (PCB Slots)
• Aplikasi (Berkas)

Ada beberapa cara untuk menanggulangi terjadinya deadlock, diantaranya adalah:

· Mengabaikan masalah deadlock.

· Mendeteksi dan memperbaiki

· Penghindaran yang terus menerus dan pengalokasian yang baik dengan menggunakan protokol

untuk memastikan sistem tidak pernah memasuki keadaan deadlock. Yaitu dengan deadlock
avoidance sistem untuk mendata informasi tambahan tentang proses mana yang akan meminta
dan menggunakan sumber daya.

Pencegahan yang secara struktur bertentangan dengan empat kondisi terjadinya deadlock
dengan deadlock prevention sistem untuk memastikan bahwa salah satu kondisi yang penting
tidak dapat menunggu.

Ada beberapa jalan untuk kembali dari Deadlock, yaitu:

· Lewat Preemption

Dengan cara untuk sementara waktu menjauhkan sumber daya dari pemakainya, dan memberikannya pada proses yang lain. Ide untuk memberi pada proses lain tanpa diketahui oleh pemilik dari sumber daya tersebut tergantung dari sifat sumber daya itu sendiri. Perbaikan dengan cara ini sangat sulit atau dapat dikatakan tidak mungkin. Cara ini dapat dilakukan dengan memilih korban yang akan dikorbankan atau diambil sumber dayanya untuk sementara, tentu saja harus dengan perhitungan yang cukup agar waktu yang dikorbankan seminimal mungkin. Setelah kita melakukan preemption dilakukan pengkondisian proses tersebut dalam kondisi aman. Setelah itu proses dilakukan lagi dalam kondisi aman.

· Lewat Melacak Kembali

Setelah melakukan beberapa langkah preemption, maka proses utama yang diambil sumber dayanya akan berhenti dan tidak dapat melanjutkan kegiatannya, oleh karena itu dibutuhkan langkah untuk kembali pada keadaan aman dimana proses masih berjalan dan memulai proses lagi dari situ. Tetapi untuk beberapa keadaan sangat sulit menentukan kondisi aman tersebut, oleh karena itu umumnya dilakukan cara mematikan program tersebut lalu memulai kembali proses. Meski pun sebenarnya lebih efektif jika hanya mundur beberapa langkah saja sampai deadlock tidak terjadi lagi. Untuk beberapa sistem mencoba dengan cara mengadakan pengecekan beberapa kali secara periodik dan menandai tempat terakhir kali menulis ke disk, sehingga saat terjadi deadlock dapat mulai dari tempat terakhir penandaannya berada.

· Lewat mematikan proses yang menyebabkan Deadlock

Cara yang paling umum ialah mematikan semua proses yang mengalami deadlock. Cara ini paling umum dilakukan dan dilakukan oleh hampir semua sistem operasi. Namun, untuk beberapa sistem, kita juga dapat mematikan beberapa proses saja dalam siklus deadlock untuk menghindari deadlock dan mempersilahkan proses lainnya kembali berjalan. Atau dipilih salah satu korban untuk melepaskan sumber dayanya, dengan cara ini maka masalah pemilihan korban menjadi lebih selektif, sebab telah diperhitungkan beberapa kemungkinan jika si proses harus melepaskan sumber dayanya.

C. Starvation.

Dan dalam kongruensi ini pasti ada masalah yang salah satunya adalah starvation . Starvation adalah kondisi yang biasanya terjadi setelah deadlock. Proses yang kekurangan resource (karena terjadi deadlock) tidak akan pernah mendapat resource yang dibutuhkan sehingga mengalami starvation (kelaparan).Ilustrasi starvation dengan deadlock seperti pada gambar di bawah ini.

Penejelasan :

Dalam kasus diatas, antrian di sebelah kiri menunggu antrian kanan untuk mengosongkan jembatan (resource), begitu juga dengan antrian kanan. Akhirnya tidak terjadi kemajuan dalam kerja dua antrian tersebut.Misal ada proses A mempunyai resource X, proses B mempunyai resource Y. Kemudian kedua proses ini dijalankan bersama, proses A memerlukan resource Y dan proses B memerlukan resource X, tetapi kedua proses tidak akan memberikan resource yang dimiliki sebelum proses dirinya sendiri selesai dilakukan. Sehingga akan terjadi tunggu-menunggu.

Contoh kasus starvation

· Contoh Starvation : Sambil menunggu selesainya layanan (misalnya transferdata oleh modem) pemakai dapat berinteraksi denganaplikasi lain seperti aplikasi permainan game ataumengetikkan perintah pada text editorProses tersebut harus berjalan konkuren dan tidak terjadi deadlock (hang).

a. Dengan Aging

Ada beberapa cara untuk mengatasi Starvation, salah satunya dengan Aging. Pada flowchart di atas, proses awal yang ada diberi urutan ( N ) pemrosesan dengan rumus N = ( P+T ) / P. N maksimum akan mulai dikerjakan dan proses yang lain dinaikkan tingkat urutan prosesnya agar nanti jika ada proses lain yang masuk, proses terdahulu mendapatkan bagian resource dan dapat dikerjakan. Jika ada beberapa proses yang memiliki N maksimum, maka diantara proses tersebut dilihat dari waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikannya. Jika masih sama juga, maka dilihat waktu kedatangannya.

b. Dengan penjadwalan Round Robin

Selain itu, Starvation juga dapat diatasi dengan pemrosesan dengan cara Round Robin. Pada Round Robin, proses yang masuk akan dimasukkan ke dalam antrian menurut kedatangan proses tersebut. Dalam penyelesainnya, suatu proses tidak akan langsung selesai jika waktu yang dibutuhkan melebihi waktu kuantum yang diberikan. Waktu kuantum adalah waktu yang diberikan untuk menyelesaikan suatu proses. Ketika sutu proses telah mencapai batas waktu kuantum, sisa dari proses tersebut dikembalikan ke antrian paling belakang dan resource dipindahkan ke proses selanjutnya. Dengan cara ini, semua proses yang mengantri, akan mendapatkan resource secara bergantian ( tidak ada proses yang memonopoli resource ) sehingga semua proses dapat diselesaikan.

kesimpulan :

Dalam menjalankan fungsinya dalam sistem operasi, dibutuhkan interaksi antara beberapa proses yang berbeda. Interaksi tersebut bertujuan agar terjadi kesinambungan antar proses yang terjadi sehingga sistem operasi dapat berjalan sebagaimana mestinya. Dalam interaksi antar proses, terkadang suatu proses saling menunggu proses yang lain sebelum melanjutkan prosesnya, sehingga proses-proses tersebut saling menunggu tanpa akhir, hal ini disebut deadlock. Jika deadlock terjadi dalam waktu lama, maka terjadilah starvation, yaitu suatu proses tidak mendapatkan resource yang dibutuhkan.