Dalam
matematika dan komputasi, algoritma
merupakan kumpulan perintah untuk menyelesaikan suatu masalah.
Perintah-perintah ini dapat diterjemahkan secara bertahap dari awal hingga
akhir. Masalah tersebut dapat berupa apa saja, dengan catatan untuk setiap
masalah, ada kriteria kondisi awal yang harus dipenuhi sebelum menjalankan
algoritma. Algoritma akan dapat selalu berakhir untuk semua kondisi awal yang
memenuhi kriteria, dalam hal ini berbeda dengan heuristik. Algoritma sering mempunyai
langkah pengulangan (iterasi) atau
memerlukan keputusan (logika
Boolean dan perbandingan)
sampai tugasnya selesai.
Jenis-jenis algoritma penjadwalan
adalah sebagai berikut :
1.
Nonpreemptive, menggunakan konsep :
a. FIFO (First In First
Out) atau FCFS (First Come First Serve)
b. SJF (Shortest Job First)
c. HRN (Highest Ratio Next)
d. MFQ (Multiple Feedback
Queues)
2.
Preemptive, menggunakan konsep :
a. RR (Round Robin)
b. SRF (Shortest Remaining First)
c. PS (Priority Schedulling)
d. GS (Guaranteed Schedulling)
Klasifikasi lain selain berdasarkan
dapat/tidaknya suatu proses diambil secara paksa adalah klasifikasi berdasarkan
adanya prioritas di proses-proses, yaitu :
1.
Algoritma penjadwalan tanpa berprioritas.
2.
Algoritma penjadwalan berprioritas, terdiri dari :
a. Berprioritas static
b. Berprioritas dinamis
Algoritma
Nonpreemptive
1) First
In First Out (FIFO)
First
In First Out (FIFO) merupakan penjadwalan tidak berprioritas. FIFO adalah
penjadwalan paling sederhana, yaitu proses-proses diberi jatah waktu pemroses
berdasarkan waktu kedatangan. Pada saat proses mendapat jatah waktu pemroses,
proses dijalankan sampai selesai.
Penilaian
penjadwalan ini berdasarkan kriteria optimasi :
•
Adil, dalam arti resmi (proses yang datang duluan akan dilayani lebih dulu),
tapi dinyatakan tidak adil karena job-job yang perlu waktu lama membuat job-job
pendek menunggu. Job-job yang tidak penting dapat membuat job-job penting
menunggu lama.
•
Efisiensi, sangat efisien.
•
Waktu tanggap sangat jelek, tidak cocok untuk sistem interaktif apalagi untuk
sistem waktu nyata.
•
Turn around time kurang baik.
•
Throughtput kurang baik. FIFO jarang digunakan secara mandiri, tetapi
dikombinasikan dengan skema lain.
•
Baik untuk sistem batch yang sangat jarang berinteraksi dengan pemakai.
Contoh : aplikasi analisis numerik, maupun pembuatan tabel.
•
Sangat tidak baik (tidak berguna) untuk sistem interaktif, karena tidak memberi
waktu tanggap yang baik.
•
Tidak dapat digunakan untuk sistem waktu nyata (real-time applications).
2) Shortest
Job First (SJF)
Penjadwalan
ini mengasumsikan waktu berjalannya proses sampai selesai telah diketahui
sebelumnya. Mekanismenya adalah menjadwalkan proses dengan waktu jalan
terpendek lebih dulu sampai selesai, sehingga memberikan efisiensi yang tinggi
dan turn around time rendah dan penjadwalannya tak berprioritas.
Contoh
:
Terdapat
empat proses (job) yaitu A,B,C,D dengan waktu jalannya masing-masing adalah
8,4,4 dan 4 menit. Apabila proses-proses tersebut dijalankan, maka turn around
time untuk A adalah 8 menit, untuk B adalah 12, untuk C adalah 16 dan untuk D
adalah 20. Apabila keempat proses tersebut menggunakan penjadwalan shortest job
fisrt, maka turn around time untuk B adalah 4, untuk C adalah 8, untuk D adalah
12 dan untuk A adalah 20.
Karena
SJF selalu memperhatikan rata-rata waktu respon terkecil, maka sangat baik
untuk proses interaktif. Umumnya proses interaktif memiliki pola, yaitu
menunggu perintah, menjalankan perintah, menunggu perintah dan menjalankan
perintah, begitu seterusnya. Masalah yang muncul adalah tidak mengetahui ukuran
job saat job masuk. Untuk mengetahui ukuran job adalah dengan membuat estimasi
berdasarkan kelakukan sebelumnya. Prosesnya tidak datang bersamaan, sehingga
penetapannya harus dinamis. Penjadwalan ini jarang digunakan karena merupakan
kajian teoritis untuk pembandingan turn around time.
3) Highest
Ratio Next (HRN)
Highest
Ratio Next merupakan strategi penjadwalan dengan prioritas proses tidak hanya
berdasarkan fungsi waktu layanan tetapi juga jumlah waktu tunggu proses. Begitu
proses mendapat jatah pemroses, proses berjalan sampai selesai.
Prioritas
dinamis HRN dihitung berdasarkan rumus : Prioritas = (waktu tunggu + waktu
layanan ) / waktu layanan Karena waktu layanan muncul sebagai pembagi, maka job
lebih pendek berprioritas lebih baik, karena waktu tunggu sebagai pembilang
maka proses yang telah menunggu lebih lama juga mempunyai kesempatan lebih
bagus. Disebut HRN, karena waktu tunggu ditambah waktu layanan adalah waktu
tanggap, yang berarti waktu tanggap tertinggi yang harus dilayani.
4) Multiple
Feedback Queues (MFQ)
Merupakan
penjadwalan berprioritas dinamis. Penjadwalan ini untuk mencegah (mengurangi)
banyaknya swappingdengan proses-proses yang sangat banyak menggunakan pemroses
(karena menyelesaikan tugasnya memakan waktu lama) diberi jatah waktu (jumlah
kwanta) lebih banyak dalam satu waktu. Penjadwalan ini juga menghendaki
kelas-kelas prioritas bagi proses-proses yang ada. Kelas tertinggi berjalan
selama satu kwanta, kelas berikutnya berjalan selama dua kwanta, kelas
berikutnya berjalan empat kwanta, dan seterusnya. Ketentuan yang berlaku adalah
sebagai berikut :
•
Jalankan proses pada kelas tertinggi.
•
Jika proses menggunakan seluruh kwanta yang dialokasikan, maka diturunkan kelas
prioritasnya.
•
Proses yang masuk untuk pertama kali ke sistem langsung diberi kelas tertinggi.
Mekanisme ini mencegah proses yang perlu berjalan lama swapping berkali-kali
dan mencegah proses-proses interaktif yang singkat harus menunggu lama.
Algoritma Preemptive
1) Round
Robin (RR)
Merupakan
:
o
Penjadwalan yang paling tua, sederhana, adil, banyak digunakan algoritmanya dan
mudah diimplementasikan.
o
Penjadwalan ini bukan dipreempt oleh proses lain tetapi oleh penjadwal
berdasarkan lama waktu berjalannya proses (preempt by time).
o
Penjadwalan tanpa prioritas.
o
Berasumsi bahwa semua proses memiliki kepentingan yang sama, sehingga tidak ada
prioritas tertentu. Semua proses dianggap penting sehingga diberi sejumlah
waktu oleh pemroses yang disebut kwanta (quantum) atau time slice dimana proses
itu berjalan.Jika proses masih running sampai akhir quantum, maka CPU akan mempreempt
proses itu dan memberikannya ke proses lain. Penjadwal membutuhkannya dengan
memelihara daftar proses dari runnable. Ketika quantum habis untuk satu proses
tertentu, maka proses tersebut akan diletakkan diakhir daftar (list).
2) Shortest
Remaining First (SRF)
Merupakan
:
•
Penjadwalan berprioritas.dinamis.
•
preemptive untuk timesharing
•
Melengkapi SJF
Pada
SRF, proses dengan sisa waktu jalan diestimasi terendah dijalankan,
termasuk proses-proses yang baru tiba.Pada SJF, begitu proses dieksekusi,
proses dijalankan sampai selesai.Pada SRF, proses yang sedang berjalan
(running) dapat diambil alihproses baru dengan sisa waktu jalan yang diestimasi
lebih rendah.
Kelemahan
:
•
Mempunyai overhead lebih besar dibanding SJF. SRF perlu penyimpanan waktu
layanan yang telah dihabiskan job dan kadang-kadang harus menangani peralihan.
•
Tibanya proses-proses kecil akan segera dijalankan.
•
Job-job lebih lama berarti dengan lama dan variasi waktu tunggu lebih lama
dibanding pada SJF.
SRF
perlu menyimpan waktu layanan yang telah dihabiskan , menambah overhead. Secara
teoritis, SRF memberi waktu tunggu minimum tetapi karena overhead peralihan,
maka pada situasi tertentu SFJ bisa memberi kinerja lebih baik dibanding SRF.
3).
Priority Schedulling (PS)
Setiap
proses diberi prioritas dan proses yang berprioritas tertinggi mendapat jatah
waktu lebih dulu (running). Diasumsikan bahwa masing-masing proses memiliki
prioritas tertentu, sehingga akan dilaksanakan berdasar prioritas yang
dimilikinya. Ilustrasi yang dapat memperjelas prioritas tersebut adalah dalam
komputer militer, dimana proses dari jendral berprioritas 100, proses dari
kolonel 90, mayor berprioritas 80, kapten berprioritas 70, letnan berprioritas
60 dan seterusnya. Dalam UNIX perintah untuk mengubah prioritas menggunakan
perintah nice. Pemberian prioritas diberikan secara:
1)
Statis (Static Priorities) berarti prioritas tidak berubah.
Keunggulan
:
•
Mudah diimplementasikan.
•
Mempunyai overhead relatif kecil.
Kelemahan
:
•
Tidak tanggap terhadap perubahan lingkungan yang mungkin menghendaki
penyesuaian prioritas.
2)
Dinamis (Dynamic Priorities) merupakan mekanisme untuk menanggapi perubahan
lingkungan system beroperasi. Prioritas awal yang diberikan ke proses mungkin
hanya berumur pendek setelah disesuaikan ke nilai yang lebih tepat sesuai
lingkungan.
Kelemahan
:
Implementasi
mekanisme prioritas dinamis lebih kompleks dan mempunyai overhead lebih besar.
Overhead ini diimbangi dengan peningkatan daya tanggap sistem.
Contoh
penjadwalan berprioritas :
Proses-proses
yang sangat banyak operasi masukan/keluaran menghabiskan kebanyakan waktu
menunggu selesainya operasinya masukan/keluaran. Proses-proses ini diberi
prioritas sangat tinggi sehingga begitu proses Memerlukan pemroses segera
diberikan, proses akan segera memulai permintaan masukan/keluaran berikutnya
sehingga menyebabkan proses blocked menunggu selesainya operasi
masukan/keluaran. Dengan demikian pemroses dapat dipergunakan proses-proses
lain. Proses-proses I/O berjalan paralel bersama proses-proses lain yang
benar-benar memerlukan pemroses, sementara proses-proses I/O itu menunggu
selesainya operasi DMA.
Proses-proses
yang sangat banyak operasi I/O-nya, kalau harus menunggu lama untuk memakai
pemroses (karena prioritas rendah) hanya akan membebani memori, karena harus
disimpan tanpa perlu proses-proses itu dimemori karena tidak selesai-selesai
menunggu operasi masukan dan menunggu jatah pemroses.
4)
Guaranteed Schedulling (GS)
Penjadwalan
ini memberikan janji yang realistis (memberi daya pemroses yang sama) untuk
membuat dan menyesuaikan performance adalah jika ada N pemakai, sehingga setiap
proses (pemakai) akan mendapatkan 1/N dari daya pemroses CPU. Untuk
mewujudkannya, sistem harus selalu menyimpan informasi tentang jumlah waktu CPU
untuk semua proses sejak login dan juga berapa lama pemakai sedang login.
Kemudian jumlah waktu CPU, yaitu waktu mulai login dibagi dengan n, sehingga
lebih mudah menghitung rasio waktu CPU. Karena jumlah waktu pemroses tiap
pemakai dapat diketahui, maka dapat dihitung rasio antara waktu pemroses yang
sesungguhnya harus diperoleh, yaitu 1/N waktu pemroses seluruhnya dan waktu
pemroses yang telah diperuntukkan proses itu. Rasio 0,5 berarti sebuah proses
hanya punya 0,5 dari apa yang waktu CPU miliki dan rasio 2,0 berarti sebuah
proses hanya punya 2,0 dari apa yang waktu CPU miliki. Algoritma akan
menjalankan proses dengan rasio paling rendah hingga naik ketingkat lebih
tinggi diatas pesaing terdekatnya. Ide sederhana ini dapat diimplementasikan ke
sistem real-time dan memiliki penjadwalan berprioritas dinamis.
Sumber : http://dedisbb.blogspot.com