Konkurensi

BAB I
PENDAHULUAN

1. LATAR BELAKANG

Sistem operasi merupakan sebuah penghubung antara pengguna dari komputer dengan perangkat keras komputer. Sebelum ada sistem operasi, orang hanya mengunakan komputer dengan menggunakan sinyal analog dan sinyal digital. Seiring dengan berkembangnya pengetahuan dan teknologi, pada saat ini terdapat berbagai sistem operasi dengan keunggulan masing-masing. Untuk lebih memahami sistem operasi maka sebaiknya perlu diketahui terlebih dahulu beberapa konsep dasar mengenai sistem operasi itu sendiri.
Pengertian sistem operasi secara umum ialah pengelola seluruh sumber-daya yang terdapat pada sistem komputer dan menyediakan sekumpulan layanan (system calls) ke pemakai sehingga memudahkan dan menyamankan penggunaan serta pemanfaatan sumber-daya sistem komputer.

2. TUJUAN
• Setelah mahasiswa mengetahui mutual exclusion dan deadlock diharapkan mereka bisa mengetahui tanda-tandanya.
• Diharapkan juga setelah itu mahasiswa dapat mencari dan memahami dengan baik cara-cara mengindarinya.
• Diharapkan juga mahasiswa dapat memahami sinkronisasi sebagai solusi untuk mengatasi masalah- masalah pada sistem operasi.
















BAB II
KONKURENSI

Konkurensi merupakan landasan umum perancangan sistem operasi. Proses-proses disebut konkuren jika proses-proses berada pada saat yang sama. Pada proses-proses konkuren yang berinteraksi mempunyai beberapa masalah yang harus diselesaikan:

1. Mutual Exclusion
2. Deadlock
3. Startvation

A. Prinsip-prinsip Konkurensi

Konkurensi meliputi hal-hal sbb:

 Alokasi waktu pemroses untuk proses-proses
 Pemakaian bersama dan persaingan untuk mendapatkan sumber daya
 Komunikasi antarproses
 Sinkronisasi aktivitas banyak proses.

Konkurensi dapat muncul pada konteks berbeda, antara lain:

 Banyak aplikasi (multiple application).
Multiprogramming memungkinkan banyak proses sekaligus dijalankan. Proses-proses dapat berasal dari aplikasi-aplikasi berbeda. Pada system multiprogramming bisa terdapat banyak aplikasi sekaligus yang dijalankan di system komputer.

 Aplikasi terstruktur.
Perluasan prinsip perancangan modular dan pemrograman terstruktur adalah suatu aplikasi dapat secara efektif diimplementasikan sebagai sekumpulan proses. Dengan sekumpulan proses, maka tiap proses menyediakan satu layanan spesifik tertentu.

 Struktur sistem operasi.
Keunggulan strukturisasi dapat jauga diterapkan ke pemrograman sistem. Beberapa sistem operasi aktual yang dipasarkan dan yang sedang dalam riset telah diimplementasikan sebagai sekumpulan proses. Sistem operasi bermodelkan client/server menggunakan pendekatan ini.

 Untuk Strukturisasi Satu Proses.
Saat ini untuk peningkatan kinerja maka satu proses dapat memiliki banyak thread yang independen. Thread-thread tersebut harus dapat bekerjasama untuk mencapai tujuan proses.

Interaksi Antar Proses.

B. Kesulitan-kesulitan yang ditimbulkan konkurensi

Masalah yang dihadapi proses-proses kongkurensi pada multiprogramming dan multiprocessing serupa, yaitu: kecepatan eksekusi proses-proses di sistem tidak dapat diprediksi.

Kecepatan proses pada sistem tergantung pada beberapa hal, antara lain:

o Aktivitas proses-proses lain
o Cara sistem operasi menangani interupsi
o Kebijaksanaan penjadwalan yang dilakukan oleh sistem operasi.

Beberapa kesulitan yang dapat muncul, di antaranya adalah:

o Pemakaian bersama sumber daya global.
Jika dua proses menggunakan variabel global yang sama, serta keduanya membaca dan menulis variabel itu maka urutan terjadinya pembacaan dan penulisan terhadap variabel itu menjadi kritis.

o Pengelolaan alokasi sumber daya agar optimal
Jika proses A meminta suatu kanal masukan/keluaran tertentu dan dapat terjadi kemudian proses A di suspend sebelum menggunakan kanal itu. Jika sistem operasi mengunci kanal tersebut dan orang lain tidak dapat menggunakannya, maka akan terjadi inefisiensi.

o Pencarian kesalahan pemrograman.
Pencarian kesalahan pada pemrograman kongkuren lebih sulit dibanding pencarian kesalahan pada program-program sekuen.


1. Pokok Penyelesaian Masalah Kongkurensi

Pada dasarnya penyelesaian masalah kongkurensi terbagi menjadi 2, yaitu:

- Mengasumsikan adanya memori yang digunakan bersama
- Tidak mengasumsikan adanya memori yang digunakan bersama.







1. MUTUAL EXCLUSION

Mutual exclusion adalah jaminan hanya satu proses yang mengakses sumber daya pada satu interval waktu tertentu. Sumber daya yang tidak dapat dipakai bersama pada saat bersamaan.

Fasilitas atau kemampuan menyediakan dukungan mutual exclusion harus memenuhi kriteria sbb:

o Mutual exclusion harus dijamin, bahwa tidak ada proses lain, kecuali dirinya sendiri. Di sini terjadi proses tunggal.
o Proses yang berada di noncritical section, dilarang mem-blocked proses-proses lain yang ingin masuk critical section. Hal ini bisa terjadi startvation.
o Harus dijamin bahwa proses yang ingin masuk critical section tidak menunggu selama waktu yang tak terhingga. Ini bisa mengakibatkan masalah deadlock dan antrian proses bertambah panjang.
o Ketika tidak ada proses pada critical section, maka proses yang ingin masuk critical section harus ijinkan masuk tanpa waktu tunda.
o Tidak ada asumsi mengenai kecepatan relatif proses atau jumlah proses yang ada.
o Proses hanya tinggal pada critical section selama satu waktu yang tidak terhingga


2. DEADLOCK

Deadlock adalah suatu kondisi dimana dua proses atau lebih tidak dapat meneruskan eksekusinya oleh pemroses. Pada umumnya deadlock terjadi karena proses mengalami startvation, yaitu suatu job yang sedang dieksekusi dan eksekusi job tersebut tidak ada hentinya, tidak diketahui kapan berhentinya proses tersebut atau bahkan job yang antri bisa dikatakan mempunyai status mati, padahal proses-proses lain sedang menunggu sumber daya proses.
Kondisi Deadlock merupakan kondisi terparah karena banyak proses dapat terlibat dan semuanya tidak dapat mengakhiri prosesnya secara benar.

Metode Mengendalikan Deadlock

1. Menggunakan suatu protokol untuk meyakinkan bahwa sistem tidak akan pernah mengalami deadlock.
2. Mengijinkan sistem mengalami deadlock, namun kemudian harus segera dapat memperbaikinya.
3. Mengabaikan semua masalah dan menganggap deadlock tidak akan pernah terjadi lagi di dalam sistem.

Strategi untuk menghadapi deadlock dapat dibagi menjadi tiga pendekatan, yaitu:

a. Mengabaikan adanya  deadlock.
b. Memastikan bahwa  deadlock tidak akan pernah  ada, baik  dengan metode Pencegahan, dengan mencegah empat kondisi  deadlock agar tidak akan  pernah terjadi. Metode Menghindari  deadlock, yaitu mengizinkan  empat kondisi deadlock,  tetapi  menghentikan setiap proses yang kemungkinan mencapai  deadlock.
c. Membiarkan deadlock  untuk terjadi, pendekatan ini membutuhkan dua metode yang  saling mendukung, yaitu:
- Pendeteksian deadlock, untuk mengidentifikasi ketika deadlock terjadi.
- Pemulihan deadlock, mengembalikan kembali sumber daya yang dibutuhkan pada proses yang memintanya.

Pencegahan Deadlock

1. Meniadakan Mutual exclusion.
Harus tetap menjaga resource-resource yang bersifat non-shareable. Yaitu, proses menahan sebuah resource, proses lain yang meminta resource tsb harus menunggu sampai proses melepaskannya. Jika terjadi pada perangkat I/O dan berkas, maka sulit untuk menghindari mutual exclusion pada sumber daya non shareable.

2. Meniadakan Syarat Hold & Wait.
Apabila suatu proses minta ijin untuk mengakses suatu resource, maka proses tersebut tidak boleh membawa resource yang lainnya. Sebleum proses meminta resource, maka harus melepas semua resource yang dibawa.

3. Meniadakan Non Preemption.
Jika suatu proses minta ijin mengakses resource, sementara resource tersebut tidak dapat dipenuhi secepatnya, maka proses tersebut harus membebaskan semua resourcenya terlebih dahulu.

4. Meniadakan Circular Wait.
Memberi nomor pada setiap resource yang ada, dan setiap resource hanya boleh mengakses resource secara berurutan.

Mendeteksi Deadlock dan Memulihkan Deadlock

Metode deteksi digunakan pada system yang mengijinkan terjadinya deadlock. Tujuan metode ini adalah memeriksa apakah telah terjadi deadlock dan menentukan proses-proses dan sumber daya-sumber daya yang terlibat deadlock secara presisi. Begitu telah dapat ditentukan, system dipulihkan dari deadlock dengan metode pemulihan.
Metode pemulihan dari deadlock berupaya untuk menghilangkan deadlock dari system sehingga system beroperasi kembali, bebas dari deadlock. Proses-proses yang terlibat deadlock mungkin dapat menyelesaikan eksekusi dan membebaskan sumber daya-sumberdayanya.

3. STARTVATION

Startvation adalah keadaan dimana pemberian akses bergantian terus menerus, dan ada suatu proses yang tidak mendapatkan gilirannya. Juga dapat dimaksudkan bahwa kondisi bila beberapa proses-proses menunggu alokasi sumber daya sampai tak berhingga, sementara proses-proses lain dapat memperoleh alokasi sumber daya.
Hal ini disebabkan bias pada kebijaksanaan atau strategi alokasi sumber daya. Kondisi seperti ini harus dihindari pada sistem operasi karena tidak adil, tapi dikehendaki penghindaran dilakukan seefisien mungkin. Penanganan ini merupakan persoalan yang sulit untuk menemukan kriteria yang benar, adil dan efesien dalam suatu strategi Sistem Operasi.

Perhatikan contoh berikut:

a. terdapat tiga proses, P1, P2, dan P3.
b. P1, P2 dam P3 memerlukan pengaksesan sumber daya R secara periodik.

Skenario berikut terjadi:

c. P1 sedang diberi sumber daya R, P2 dan P3 blocked menunggu sumber daya R.
d. Ketika P1 keluar dari critical section, P2 dan P3 diijinkan mengakses R.
e. Asumsi P3 diberi hak akses. Kemudian setelah selesai, hak akses kembali diberikan ke P1 yang satu itu kembali membutuhkan sumber daya R.

Jika pemberian hak akses bergantian terus menerus antara P1 dan P3, maka P2 tidak pernah memperoleh pengaksesan sumber daya R, meski tidak ada deadlock. Pada situasi ini, P2 mengalami situasi yang disebut dengan startvation.

BAB III
PENUTUP

Demikianlah makalah tentang konkurensi ini kami buat dengan sebaik-baiknya. Kami berharap mahsisawa/I dapat mengerti tentang sinkronisasi ini. Selain itu, kami berharap dapat membantu teman-teman untuk memecahkan masalah yang sering terjadi dalam sistem operasi.
Demikianlah makalah ini kami buat dengan segala kekurangannya, untuk menyelesaikan makalah yang telah diberikan dosen kepada kami. Harapan kami dengan tersusunnya makalah ini, pembaca dapat mengambil hikmahnya, serta sebagai bahan pemikiran dan pembelajaran lebih lanjut terhadap masalah-maslah yang sering terjadi di dalam suatu sistem operasi.
Akhirnya kami ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu tersusunnya makalah ini. Dan sekali lagi kami harap saran dan kritik dari para pembaca apabila ada sesuatu yang kurang dalam tugas ini, demi kesempurnaannya.




























STUDY KASUS
Komunikasi antarproses di Unix

Komunikasi antarproses di Unix
Proses-proses dapat saling berkomunikasi, kernel, mengkoordinasi aktifitas ini. Linux mendukung sejumlah mekanisme komunikasi antarproses (IPC) antara lain:
1. Signal
2. Pipe
3. Named pipe (FIFO)
4. Mekanisme IPC pada Unix system V AT&T
• Semaphore
• Message queue
• Shared memory
Signal
Cara memberitahu proses bahwa ‘sesuatu yang penting telah terjadi, maka melepaskan yang saat itu sedang dilakukan dan tanganilah’. Signal sering disebut sebagai software interrupt.

Pipe
Metode menghubungkan standard output proses ke standard input proses lain. Pipe adalah metode komunikasi satu arah (disebut half-duplex) antara proses-proses.

Mekanisme IPC pada Unix system V AT&T
System V AT&T memperkenalkan 3 bentuk fasilitas IPC, yaitu :
• Message queue
• Semaphore
• Shared memory

Linux mendukung 3 tipe mekanisme IPC di UnixPM  system V.

Message Queue
Message queue paling baik di deskripsikan sebagai internal linked list diruang alamat kernel. Message queues memungkinkan 2 proses atau lebih menulis pesan yang akan dibaca oleh satu proses pembaca atau lebih.

Message dikirim ke queue secara berurutan dan diambil dari antrian dengan beragam cara. Tiap message queue diidentifikasi didentifier IPC secara Unix.

Semaphore
Bentuk semaphore paling sederhana adalah lokasi di memory yang mempunyai nilai dan dapat diuji dan di set (operasi test and set) oleh lebih dari satu proses. Operasi test and set tidak dapat diitrupsi atau atomic, begitu operasi dimulai tidak ada yang dapat menghentikannya.

Shared Memory
Shared memory memungkinkan satu proses atau lebih berkomunikasi lewat memori dimuncul diruang alamat memory maya-nya.


DAFTAR PUSTAKA

 Hariyanto, Bambang, Dr,"Sistem Operasi-Revisi Kelima", Bandung: Informatika, Januari 2006.
 www.google.com