SESUAIKAN DIRI ANDA DENGAN KADAR SESUATU YANG TERSIMPAN DALAM JATIDIRI ANDA Home
TI Punya
Lain-lain

Senin, 06 Juni 2011

Wide Area Network

WAN adalah jaringan komputer yang mencakup areal yang luas, melintas batas gedung, batas kota, batas daerah, bahkan batas negara. WAN dapat merupakan koneksi beberapa LAN yang terletak berjauhan sehingga data harus ditransfer melalui jaringan komunikasi.

Sejak ditemukannya telepon, teknik switching merupakan teknologi yang dominan untuk komunikasi suara, dan juga komunikasi data (suara, gambar, video, data biasa). Berbagai teknologi telah digunakan untuk mentransfer data jarak jauh: circuit switcing, packet switcing, asynchronous transfer mode (ATM), frame relay, dan integrated service digital network (ISDN).

Circuit Switching

Circuit Switching adalah jaringan simpul-simpul komunikasi yang secara fisik dirancang untuk melaksanakan pemindahan data dari satu simpul ke simpul yang lain hingga tujuan dicapai.

Ada simpul yang terhubung ke simpul lain, tugasnya semata-mata hanya untuk switching data. Simpul lain terhubung ke stasiun, tugasnya selain untuk switching juga untuk menerima data dari stasiun. Jalur-jalur simpul biasanya di-multipleks, baik FDM (frequency division multiplexing) maupun TDM (time division multiplexing). Biasanya jaringan tidak sepenuhnya dikoneksikan, untuk menjaga reliabilitas jaringan, selalu disediakan kelebihan jalur.

Komunikasi melalui jaringan simpul meliputi tiga tahap, yaitu:

  • Pembangunan Circuit: circuit atau jaringan simpul yang akan dilewati dari satu stasiun ke stasiun lainnya ditetapkan, misalnya untuk mengirim data dari stasiun A ke stasiun E (lihat gambar yang menyertai posting ini), dapat ditetapkan jalur yang melewati simpul 4, simpul 5, dan simpul 6.
  • Transfer data: data kemudian di-transfer melalui circuit yang sudah ditetapkan.
  • Diskoneksi Circuit: setelah semua data selesai ditransfer maka sinyal dirambatkan ke simpul 4,5, dan 6 untuk membebaskan simpul tersebut agar bisa dipakai oleh stasiun lain.
GAMBAR Jaringan Circuit Switching Sederhana

GAMBAR Jaringan Circuit Switching Sederhana

Teknologi switching berkembang mulai sistem manual hingga sistem elektronik/digital:

  • Manual switch
  • Step-by-step switch
  • Crossbar switch
  • Electronic Common Control (ECC) switch

Packet Switching

Packet switching diperkenalkan tahun 1971 melalui proyek ARPA-net (Advanced Research Project Agency Network). Packet Switching telah dikembangkan dan masih dimanfaatkan hingga kini terutama pada jaringan internet.

Ada dua hal yang menyebabkan “packet switcing” diperkenalkan, yaitu:

  • Untuk beberapa koneksi data sebagian besar waktunya berada pada keadaan idle sehingga pendekatan circuit switching menjadi tidak effisien
  • Dalam jaringan circuit switching koneksi yang terjadi memungkinkan dilakukannya transmisi pada rate data yang konstan. Masing-masing perangkat yang berhubungan harus bekerja pada rate data yang sama sehingga dapat membatasi kegunaan jaringan yang memiliki interkoneksi berbagai macam komputer.

Pada teknik packet-switching data yang akan di-transfer dari satu stasiun lain yang jaraknya berjauhan “dibagi” menjadi beberapa paket dengan ukuran tetap dan terbatas, kemudian setiap paket diberi nomor dan alamat.

Setiap paket data akan memilih jalurnya sendiri meuju stasiun tujuan, dengan demikian pada dasarnya beberapa stasiun bisa menggunakan saluran komunikasi yang sama sehingga biaya transmisi data bisa lebih murah

Ada dua pendekatan yang digunakan untuk menyalurkan data dalam teknik packet switching, yaitu pendekatan datagram dan pendekatan virtual circuit.

Pada pendekatan datagram masing-masing paket data diperlakukan secara terpisah, tanpa dikaitkan dengan paket yang sudah lewat sebelumnya. Sebagai akibatnya dapat saja terjadi bahwa paket sampai dengan urutan yang berbeda sewaktu dikirim. Kemungkinan lain adalah beberapa paket hilang di tengah jalan dan tidak sampai ke tujuan. Adalah tanggung jawab stasiun penerima untuk mengatasi masalah yang timbul pada penerimaan data

Pada pendekatan virtual circuit jalur yang akan dilewati telah direncanakan terlebih dahulu sebelum paket-paket data dikirim. Kondisinya mirip dengan circuit switching, namun virtual circuit emungkinkan stasiun lain menggunakan jalur secara bersama, sementara pada circuit switching jalur dikuasai oleh dua stasiun yang saling berkomunikasi.

Perbedaan antara pendekatan datagram dan virtual circuit terletak pada pemilihan jalur (routing). Datagram melakukan routing setiap tiba pada satu simpul sedangkan virtual circuit hanya melakukan routing sekali, pada saat jalur ditetapkan.

Pendekatan datagram lebih fleksibel dibanding virtual circuit, karena pada saat terjadi kemacetan pada simpul tertentu maka routing dapat dipindahkan ke simpul yang lain.

GAMBAR Pewaktuan Packet & Circuit Switching

GAMBAR Pewaktuan Packet & Circuit Switching

Asynchronous Transfer Mode (ATM)

GAMBAR Arsitektur Protokol ATM

GAMBAR Arsitektur Protokol ATM

Asynchronous Transfer Mode (ATM) merupakan interface transfer paket yang efisien. ATM menggunakan paket-paket data yang berukuran tertentu yang disebut ‘cell”. Penggunaan cell ini menghasilkan skema yang efisien untuk pentransmisian pada jaringan berkecepatan tinggi

ATM memiliki cara yang sama dengan packet-switching. ATM melibatkan pentransferan data dalam bentuk potongan-potongan yang memiliki ciri-ciri tersendiri. ATM memungkinkan koneksi logik multipel dimultipleks melalui sebuah interface fisik tunggal.

ATM merupakan protokol yang efisien dengan kemampuan kontrol kesalahan (error control) dan kontrol aliran minimal (flow control). Hal ini menyebabkan berkurangnya overhead saat pengolahan sel-sel ATM sekaligus mengurangi bit-bit overhead yang diperlukan masing-masing sel.

Lapisan fisik melibatkan spesifikasi media transmisi dan skema pengkodean sinyal. Rate data yang ditetapkan pada lapisan fisik berkisar mulai dari 25,6 Mbps sampai 622,08 Mbps.

Dua lapis diatasnya berkaitan dengan fungsi-fungsi ATM, yaitu pelayanan transfer paket (ATM layer) dan lapisan adaptasi (AAL) untuk pelayanan protokol transmisi yang tidak berbasis ATM.

Model referensi protokol melibatkan tiga taraf yang berbeda:

  • Taraf pemakai: tersedia untuk transfer informasi pemakai, bersama-sama dengan kontrol-kontrol yang terkait.
  • Taraf kontrol: menampilkan fungsi-fungsi kontrol panggilan dan kontrol koneksi
  • Taraf manajemen: menampilkan fungsi-fungsi manajemen yang berkaitan dengan sistem secara keseluruhan

Koneksi logik ATM disebut “Virtual Channel Connection” (VVC) atau koneksi melalui saluran maya.

GAMBAR Relasi Koneksi ATM

GAMBAR Relasi Koneksi ATM

Konsep jalur virtual dikembangkan untuk memenuhi trend jaringan kecepatan tinggi dimana biaya kontrol jaringan meningkat melebihi biaya jaringan secara keseluruhan.

Beberapa keuntungan dari VCC adalah:

  • Arsitektur jaringan yang sederhana
  • Kinerja dan keandalan jaringan yang meningkat
  • Waktu setup koneksi lebih pendek dan waktu pengolahan yang berkurang
  • Layanan jaringan yang tinggi

Flowchart proses penetapan panggilan menggunakan VCC dapat dilihat pada gambar pertama di postingan Frame Relay.

Sel-sel ATM memuat header 5-byte dan informasi 48-byte. ATM dapat memberi layanan baik “real time” maupun tidak

Protokol Frame Relay

Frame-relay sama halnya dengan ATM, dirancang sedemikian rupa untuk menampilkan skema transisi yang lebih efisien dibanding X.25. Standar frame-relay muncul lebih awal dibanding ATM, banyak aplikasi komersial yang memanfaatkannya, namun belakangan ketika ATM muncul beberapa aplikasi untuk networking data berkecepatan tinggi berpindah dari frame-relay ke ATM.

GAMBAR: Penetapan koneksi menggunakan virtual path

GAMBAR: Penetapan koneksi menggunakan virtual path

Frame-relay dirancang untuk menghilangkan overhead yang ada pada X.25. Perbedaan utama antara frame-relay dan X.25 adalah:

  • Pensinyalan kontrol panggilan bahwa pada koneksi logik yang terpisah dari data pemakai. Simpul-simpul (node) perantara tidak perlu mempertahankan tabel-tabel status.
  • Koneksi logik untuk multiplexing dan switching dilakukan pada lapisan 2 sebagai pengganti lapisan 3, berarti menghilangkan satu lapisan pengolahan secara keseluruhan.
  • Tidak terdapat flow-control dan error-control lompatan demi lompatan. Bila diaplikasikan secara keseluruhan maka flow-control dan kontrol kesalahan ujung-ke-ujung merupakan tanggung jawab lapisan yang lebih tinggi

Jadi dengan frame-relay sebuah frame data pemakai tunggal dikirim dari sumber ke tujuan, dan sebuah balasan, yang dibangkitkan oleh lapisan yang lebih tinggi dibawa kembali di dalam frame. Tidak terdapat pertukaran frame-frame data dan balasan lompatan demi lompatan.

Kekurangan utama frame-relay adalah hilangnya kemampuan flow-control dan error-control jalur demi jalur

Kelebihan frame-relay adalah adanya proses komunikasi yang ringan, penundaan lebih rendah dan laju penyelesaian yang lebih tinggi. Frame-relay dapat dipergunakan pada akses dengan kecepetan sampai 2 Mbps.

Arsitektur protokol frame-relay adalah sebagai berikut:

GAMBAR: Arsitektur protokol user-network interface

GAMBAR: Arsitektur protokol user-network interface

Ada dua operasi yang terpisah yaitu: taraf kontrol (control plane) yang terlibat dalam penetapan dan penghentian koneksi logic, dan taraf pemakai (user plane) yang bertanggung jawab dalam hal transfer data pemakai diantara pelanggan. Taraf kontrol berada diantara pelanggan dan jaringan sedang taraf pemakai menampilkan fungsi ujung-ke-ujung.

Integrated Services Digital Network (ISDN)

ISDN (Integrated Service Digital Network) merupakan hasil penggabungan antara teknologi komunikasi dengan teknologi komputer, dimaksudkan untuk jaringan telekomunikasi publik yang mampu memberi layanan terintegrasi, seperti suara, video, dan data.

Narrowband ISDN adalah generasi pertama ISDN yang didasarkan pada pemakaian saluran 64 Kbps sebagai unit dasar switching dan berorientasi circuit switching. Kontribusi teknis utama dari narrowband ISDN adalah frame-relay.

Broadband ISDN, generasi kedua, mendukung rate data yang sangat tinggi (100 Mbps) dan berorientasi packet switching. Kontribusi teknis utama dari broadband ISDN adalah Asynchronous Transfer Mode (ATM) yang juga disebut sebagai cell-relay.

Channel-channel ISDN adalah:

  • Channel B: 64 Kbps
  • Channel D: 16 atau 64 Kbps
  • Channel H: 384 Kbps (H0), 1536 Kbps (H11), dan 1920 Kbps (H12)

Channel B: adalah channel pemakai dasar, dapat dipergunakan untuk membawa suara digital (64 Kbps PCM), data berkecepatan tinggi (circuit switched dan packet switched), faksimile, dan juga video.

Channel D: memiliki dua tujuan, pertama untuk membawa informasi pensinyalan kontrol panggilan circuit switched, dan kedua bisa dipakai untuk sebagai packet switching atau hubungan jarak jauh berkecepatan rendah pada saat tidak ada informasi pensinyalan.

Channel H: tersedia bagi informasi pemakai pada rate bit yang tinggi. Pemakai dapat menggunakan channel tertentu seperti trunk berkecepatan tinggi atau membagi-bagi channel sesuai skema TDM yang dimiliki. Contoh aplikasinya meliputi faksimile cepat, video, data berkecepatan tinggi, audio bermutu tinggi, serta aliran-aliran informasi multiple pada rate data yang lebih rendah.

Ada layanan akses utama yaitu: BRI (Basic Rate Interface) dan PRI (Primary Rate Interface). BRI menyediakan 2 channel B dan 1 channel D, total 192 Kbps. PRI menyediakan 23 channel B, dan 1 channel D (64 Kbps) dengan total 1,544 Mbps, atau 30 channel B ditambah 1 channel D (64 Kbps) dengan total 2,048 Mbps.

Domain Name System (DNS)

Sebelum dipergunakannya DNS, jaringan komputer menggunakan HOSTS files yang berisi informasi dari nama komputer dan IP address-nya. Di Internet, file ini dikelola secara terpusat dan di setiap loaksi harus di copy versi terbaru dari HOSTS files, dari sini bisa dibayangkan betapa repotnya jika ada penambahan satu komputer di jaringan, maka kita harus copy versi terbaru file ini ke setiap lokasi. Dengan makin meluasnya jaringan internet, hal ini makin merepotkan, akhirnya dibuatkan sebuah solusi dimana DNS di desain menggantikan fungsi HOSTS files, dengan kelebihan unlimited database size, dan performace yang baik. DNS adalah sebuah aplikasi services di Internet yang menerjemahkan sebuah domain name ke IP address. Sebagai contoh, www untuk penggunaan di Internet, lalu diketikan nama domain, misalnya: yahoo.com maka akan di petakan ke sebuah IP mis 202.68.0.134. Jadi DNS dapat di analogikan pada pemakaian buku telepon, dimana orang yang kita kenal berdasarkan nama untuk menghubunginya kita harus memutar nomor telepon di pesawat telepon. Sama persis, host komputer mengirimkan queries berupa nama komputer dan domain name server ke DNS, lalu oleh DNS dipetakan ke IP address.

Prinsip dasar DNS

Domain Name System (DNS) adalah distributed database system yang digunakan untuk pencarian nama komputer (name resolution) di jaringan yang mengunakan TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). DNS biasa digunakan pada aplikasi yang terhubung ke Internet seperti web browser atau e-mail, dimana DNS membantu memetakan host name sebuah komputer ke IP address. Selain digunakan di Internet, DNS juga dapat di implementasikan ke private network atau intranet. DNS dapat disamakan fungsinya dengan buku telepon. Dimana setiap komputer di jaringan Internet memiliki host name (nama komputer) dan Internet Protocol (IP) address. Secara umum, setiap client yang akan mengkoneksikan komputer yang satu ke komputer yang lain, akan menggunakan host name. Lalu komputer anda akan menghubungi DNS server untuk mencek host name yang anda minta tersebut berapa IP address-nya. IP address ini yang digunakan untuk mengkoneksikan komputer anda dengan komputer lainnya.

Struktur DNS

Domain Name System merupakan sebuah hirarki pengelompokan domain berdasarkan nama, yang terbagi menjadi beberapa bagian diantaranya:

Root-Level Domain

Domain ditentukan berdasarkan tingkatan kemampuan yang ada di struktur hirarki yang disebut dengan level. Level paling atas di hirarki disebut dengan root domain. Root domain di ekspresikan berdasarkan periode dimana lambang untuk root domain adalah (“.”).

Top-Level Domain

Pada bagian dibawah ini adalah contoh dari top-level domains:

  • com Organisasi Komersial
  • edu Institusi pendidikan atau universitas
  • org Organisasi non-profit
  • net Networks (backbone Internet)
  • gov Organisasi pemerintah non militer
  • mil Organisasi pemerintah militer
  • num No telpon
  • arpa Reverse DNS
  • int Organisasi internasional, seperti NATO
  • xx dua-huruf untuk kode negara (id:Indonesia, sg:singapura, au:australia, dll)

Top-level domains dapat berisi second-level domains dan hosts. Pada jaringan Internet top level domain untuk Indoenesia adalah id. Pada saat ini telah ada kesepakatan di antara provider dan pengelola jaringan di Indonesia untuk pengaturan sub-domain di bawah top level domain id. Kesepakatan ini ditujukan untuk mempermudah pengaturan routing dan manajemen jaringan. Kesepakatan tentang sub-domain di bawah top level domain id adalah :

  • go.id Sub-domain untuk organisasi pemerintahan, mis LIPI (lipi.go.id), BPPT (bbpt.go.id).
  • co.id Sub-domain untuk organisasi komersial, mis LEN (len.co.id), PT.Agung Teknik (atw.co.id).
  • ac.id Sub-domain untuk organisasi pendidikan, mis UIN Alauddin (uin-alauddin.ac.id.), UI (ui.ac.id), UGM (ugm.ac.id).
  • net.id Sub-domain untuk provider network, mis IndoInternet (indo.net.id), Radnet (radnet.net.id), Idola (idola.net.id).
  • or.id Sub-domain untuk organisasi kemasyarakatan, mis WALHI (walhi.or.id).

Penamaan sub-domain di bawah sub-domain di atas diserahkan sepenuhnya kepada pengelola jaringan di domain tersebut. Misalkan UIN Alauddin dapat memilih domain uin-alauddin.ac.id ataupun uinalauddin.ac.id. Yang perlu dipertahankan adalah konsistensi penamaan domain. Sebaiknya domain yang digunakan bersifat permanen, tidak berganti-ganti. Karena pergantian domain akan memerlukan updating pada seluruh jaringan. Perluasan domain (domain expanding) di bawah suatu domain juga diserahkan sepenuhnya kepada pengelola jaringan di masing-masing sub-domain. Misalkan di domain uin-alauddin.ac.id terdapat beberapa subdomain lagi yang lebih kecil seperti Fakultas Sains dan Teknologi di lingkungan UIN Alauddin digunakan sub domain fst.uin-alauddin.ac.id, di lingkungan jurusan Teknik Informatika digunakan domain tin.fst.uin-alauddin.ac.id.

Second-Level Domains

Second-level domains dapat berisi host dan domain lain, yang disebut dengan subdomain. Untuk contoh: Domain akademik, ac.id terdapat komputer (host) seperti uin-alauddin.ac.id dan subdomain kuliah.uin-alauddin.ac.id. Subdomain kuliah.uin-alauddin.ac.id juga bisa terdapat komputer (host) misalnya jarkom.kuliah.uin-alauddin.ac.id.

GAMBAR: Struktur DNS

GAMBAR: Struktur DNS

Host Names

GAMBAR: Prinsip Kerja DNS

GAMBAR: Prinsip Kerja DNS

Domain name yang digunakan dengan host name akan menciptakan fully qualified domain name (FQDN) untuk setiap komputer. Sebagai contoh, jika terdapat jarkom.kuliah.uin-alauddin.ac.id, dimana jarkom adalah host name dan kuliah.uin-alauddin.ac.id adalah domain name. Fungsi dari DNS adalah menerjemahkan nama komputer ke IP address (memetakan). Client DNS disebut dengan resolvers dan DNS server disebut dengan name servers. Resolvers atau client mengirimkan permintaan ke name server berupa queries. Name server akan memproses dengan cara mencek ke local database DNS, menghubungi name server lainnya atau akan mengirimkan message failure jika ternyata permintaan dari client tidak ditemukan. Proses tersebut disebut dengan Forward Lookup Query, yaitu permintaan dari client dengan cara memetakan nama komputer (host) ke IP address.

  1. Resolvers mengirimkan queries ke name server
  2. Name server mencek ke local database, atau menghubungi name server lainnya, jika ditemukan akan diberitahukan ke resolvers jika tidak akan mengirimkan failure message
  3. Resolvers menghubungi host yang dituju dengan menggunakan IP address yang diberikan name server

Sabtu, 04 Juni 2011

Preemptive Shortest Job First (PSJF)

Nama Proses Saat Tiba Lama Proses
A
B
C
D
E
0
0
0
0
0
7
10
2
4
8

Gambar Kasus I – antrian lima proses dengan saat tiba = 0

Nama Proses Saat Tiba Lama Proses
A
B
C
D
E
0
1
8
2
5
7
10
2
4
8

Gambar Kasus II – antrian lima proses saat tiba berbeda

Preemptive Shortest Job First (PSJF) disebut juga sebagai teknik Proses Terpendek Dipertamakan Preempsi (PTDP). PSJF merupakan penjadwalan dengan prioritas dan dengan preempsi. Prioritas didasarkan kepada pendeknya sisa proses. Makin pendek sisa proses makin tinggi prioritasnya. Selanjutnya dengan ketentuan ini, ketika tiba, proses terpendek di bagian belakang antrian tidak saja berpindah ke bagian depan antrian, melainkan juga melalui preempsi, mengeluarkan proses yang pada saat itu berada di dalam proses (jika ada).

Digunakan dua langkah untuk melihat pelaksanaan penjadwalan ini. Langkah pertama: setiap kali, perhatikan saat proses tiba atau saat proses rampung. Langkah kedua: hitung lama sisa proses dari semua proses yang ada pada saat itu. Kalau ada proses dengan sisa proses yang lebih pendek dari sisa proses pada proses yang sedang dikerjakan, maka atas dasar preempsi, proses yang sedang dikerjakan itu dikeluarkan dari prosesor. Dan sebagai gantinya, proses dengan sisa terpendek itulah yang dikerjakan oleh prosesor.

Di sini muncul pertanyaan. Bagaimana jika proses yang tiba berikut itu memiliki lama proses yang sama dengan sisa proses pada proses yang sudah ada. Apakah preempsi terjadi juga? Jika lama proses atau sisa proses adalah sama, maka perlakuan diatur berdasarkan urutan antrian yang ada.

Agar lebih jelas, mari melihat contoh pada kasus II kita menemukan sekumpulan proses dengan tiba berbeda seperti tampak pada Gambar berikut.

Nama
Proses
Saat
Tiba
Lama
Proses
Saat
Mulai
Saat
Rampung
Waktu
Sia-Sia
Lama
Tanggap
A
B
D
E
C
0
1
2
5
8
7
10
4
8
2
0
21
7
13
11
7
31
11
21
13
0
20
5
8
3
7
30
9
16
5




Jumlah
Rerata
36
7,2
67
13,4

Gambar Unjuk kerja prosesor dengan algoritma PSJF untuk kasus II

Gambar Barisan saat algoritma PSJF untuk kasus II

Gambar Barisan saat algoritma PSJF untuk kasus II

Popularity: 13% [?]

Algoritma Penjadwalan Shortest Job First

Nama Proses Saat Tiba Lama Proses
A
B
C
D
E
0
0
0
0
0
7
10
2
4
8

Gambar Kasus I – antrian lima proses dengan saat tiba = 0

Nama Proses Saat Tiba Lama Proses
A
B
C
D
E
0
1
8
2
5
7
10
2
4
8

Gambar Kasus II – antrian lima proses saat tiba berbeda


Disebut juga sebagai teknik Proses Terpendek Dipertamakan (PTD). SJF merupakan penjadwalan dengan prioritas tanpa preempsi. Dasar prioritas adalah pendeknya proses. Makin pendek proses makin tinggi prioritasnya.

Pada algoritma ini di ditempuh dua langkah. Langkah pertama: menentukan urutan prioritas berdasarkan pendeknya proses yang dilayani. Langkah kedua: menentukan pada saat tertentu, proses mana yang perlu dilayani oleh prosesor.

Sekalipun urutan prioritas proses sudah ditentukan pada langkah pertama, namun masih ada masalah yang dapat menghambat pelaksanaan proses menurut urutan itu. masalah itu adalah masalah saat tiba dari setiap proses. Kalau pada saat prosesor siap menerima proses, serta proses terpendek sudah tiba, maka proses terpendek itulah yang dikerjakan oleh prosesor sesuai dengan pengaturan pada langkah pertama. Tetapi kalau pada saat prosesor sudah siap menerima proses. Sedangkan proses yang memperoleh giliran pada saat itu belum juga tiba, maka kita perlu mempunyai ketentuan tentang proses mana yang akan dikerjakan oleh prosesor.

Ketentuan itu adalah: pada saat prosesor siap menerima proses sedangkan proses terpendek yang memperoleh giliran pada saat itu belum juga tiba, maka lihat semua proses yang sudah tiba pada saat itu. Proses yang sudah rampung diabaikan. Dari proses yang sudah tiba tapi belum diproses itu dipilih proses terpendek, dan proses terpendek itulah yang pada saat itu dikerjakan oleh prosesor.

Kalau dalam penentuan urutan proses ini, ditemukan dua atau lebih proses yang memiliki prioritas sama, maka pelayanan dilakukan berdasarkan urutan antrian diantara proses berprioritas sama itu.

Lihat contoh kasus I pada bagian atas postingan ini yang menunjukkan sekumpulan proses A, B, C, D, dan E yang mempunyai saat tiba yang sama yaitu 0. Namun lama proses mereka berbeda. Berdasarkan lama proses yang berbeda ini, pada langkah pertama, kita menyusun prioritas berdasarkan pendeknya proses, maka urutan proses berubah menjadi C, D, A, E, dan B. Karena semua proses sudah tiba, maka langkah kedua tidak mengalami kesulitan. Seperti tampak pada Gambar dibawah ini urutan antriannya berubah sehingga sesuai dengan urutan prioritas.

Tampak disini bahwa algoritma SJF menyebabkan rerata lama tanggap semua proses itu menjadi 14,6 satuan waktu. Rerata ini menjadi lebih singkat jika dibandingkan dengan rerata lama tanggap untuk penjadwalan FCFS.

Nama
Proses
Saat
Tiba
Lama
Proses
Saat
Mulai
Saat
Rampung
Waktu
Sia-Sia
Lama Tanggap
C
D
A
E
B
0
0
0
0
0
2
4
7
8
10
0
2
6
13
21
2
6
13
21
31
0
2
6
13
21
2
6
13
21
31




Jumlah
Rerata
42
8,4
73
14,6

Gambar Ujuk kerja prosesor dengan algoritma SJF untuk kasus I

Selanjutnya lihat contoh II untuk sekumpulan proses dengan saat tiba tidak sama seperti pada Gambar paling atas posting ini (kasus II) mula-mula kita menyusun urutan proses itu berdasarkan prioritas.

Dalam pelaksanaannya, kita mulai dari saat = 0. Pada saat = 0 ini, proses terpendek C belum tiba. Bahkan proses satu-satunya yang sudah tiba adalah proses A. Karena itu pada saat = 0, proses A yang dikerjakan. Untuk lebih jelasnya perhatikan barisan saat dibawah. Proses A selesai ketika saat = 7. Ketika itu proses yang telah tiba adalah proses B, D, dan E, dan yang terpendek dari keduanya adalah D, sehingga proses berikutnya adalah D. Ketika D selesai saat = 11, dan proses yang telah tiba dalam ready queue adalah B, C dan E. Dan yang terpendek dari ketiganya adalah C, maka C dikerjakan dahulu. Ketika C telah selesai diproses oleh CPU, saat = 13 berarti sisa proses yang menunggu adalah B dan E, dan yang terpendek dari keduanya adalah E, maka E didahulukan, setelah selesai barulah B diproses. Inilah perbedaan yang terjadi jika algoritma SJF diterapkan pada beberapa proses yang memiliki waktu tiba tidak sama.

Dengan demikian didapatkan bahwa A diproses mulai saat = 0 hingga 7, D mulai saat = 7 hingga 11, C mulai saat = 11 hingga 13, E mulai saat = 13 hingga 21, dan B mulai saat = 21 hingga 31.

Nama
Proses
Saat
Tiba
Lama
Proses
Saat
Mulai
Saat
Rampung
Waktu
Sia-Sia
Lama Tanggap
A
D
C
E
B
0
2
8
5
1
7
4
2
8
10
0
7
11
13
21
7
11
13
21
31
0
5
3
8
20
7
9
5
16
30




Jumlah
Rerata
36
7,2
67
13,4

Gambar Ujuk kerja prosesor dengan algoritma SJF untuk kasus II

GAMBAR Algoritma Shortest Job First

Gambar Barisan Saat Algoritma Shortest Job First

Popularity: 6% [?]

Algotima Penjadwalan First Come First Served

Nama Proses Saat Tiba Lama Proses
A
B
C
D
E
0
0
0
0
0
7
10
2
4
8

Gambar Kasus I – antrian lima proses dengan saat tiba = 0

Nama Proses Saat Tiba Lama Proses
A
B
C
D
E
0
1
8
2
5
7
10
2
4
8

Gambar Kasus II – antrian lima proses saat tiba berbeda

Algoritma First Come First Served (FCFS) disebut juga sebagai teknik Pertama Tiba Pertama Dilayani (PTPD). FCFS merupakan penjadwalan tanpa prioritas dan tanpa preempsi (lihat posting penjadwalan cpu). Karena itu, proses ini serentak tersusun dalam antrian murni.

Pada FCFS, proses yang tiba lebih dahulu akan dilayani lebih dahulu. Kalau proses itu tiba pada waktu yang sama, maka pelayanan dilakukan berdasarkan urutan mereka pada antrian. Tidak menjadi soal apakah waktu proses mereka singkat atau lama. Untuk dapat dilayani oleh prosesor, proses di antrian belakang harus menunggu sampai semua proses di depannya rampung dilaksanakan.

Kita dapat langsung memasukkan proses ini ke dalam tabel proses pada kerja prosesor. Pada contoh kasus I, proses B hanya dapat dilaksanakan setelah proses A rampung dilaksanakan. Proses C hanya dapat dilaksanakan setelah proses B rampung dilaksanakan. Demikian seterusnya sehingga didapatkan nilai seperti pada tabel Gambar berikut.

Nama
Proses
Saat
Tiba
Lama
Proses
Saat
Mulai
Saat
Rampung
Waktu
Sia-Sia
Lama Tanggap
A
B
C
D
E
0
0
0
0
0
7
10
2
4
8
0
7
17
19
23
7
17
19
23
31
0
7
17
19
23
7
17
19
23
31




Jumlah
Rerata
66
13,2
97
19,4

Gambar Ujuk kerja prosesor dengan algoritma FCFS untuk kasus I

Tampak di sini bahwa rerata lama tanggap adalah 19,4 satuan waktu. Nilai ini cukup besar dibandingkan dengan lama proses dari masing-masing proses itu. Berikut ilustrasi untuk contoh kasus kedua .

Nama
Proses
Saat
Tiba
Lama
Proses
Saat
Mulai
Saat
Rampung
Waktu Sia-Sia Lama Tanggap
A
B
D
E
C
0
1
2
5
8
7
10
4
8
2
0
7
17
21
29
7
17
21
29
31
0
6
15
16
21
7
16
19
24
23




Jumlah
Rerata
58
11,6
89
17,8

Gambar Ujuk kerja prosesor dengan algoritma FCFS untuk kasus II

Pada Gambar Contoh kasus di bagian atas postingan ini, proses belum terurut sesuai waktu tibanya, oleh karena itu setelah diurut berdasarkan waktu tibanya, maka antrian menjadi A, B, D, E, dan C. Tampak di sini bahwa rerata lama tanggap adalah 17,8 satuan waktu. Nilai ini masih cukup besar dibandingkan dengan lama proses dari masing-masing proses tetapi masih lebih kecil dari rerata lama tanggap untuk kasus I. Perbedaan dengan contoh pertama terletak pada perhitungan lama tanggap. Kalau pada contoh pertama, lama tanggap sama dengan saat rampung, maka di sini mereka tidak sama karena saat tiba proses tidaklah sama.

Kedua contoh ini menunjukkan bahwa lama tanggap sangat dipengaruhi oleh lama proses pada proses yang terletak di bagian depan antrian. Jika lama proses pada proses di bagian depan antrian itu besar, maka proses dengan lama proses yang singkat di bagian belakang antrian, tetap harus lama menunggu, sebelum mereka dapat dilayani oleh prosesor. Itu sebabnya penjadwalan FCFS ini kurang menguntungkan bagi keseluruhan pelayanan.

Salah satu cara untuk mengatasi hal itu adalah melalui prioritas. Proses dengan lama proses yang singkat memperoleh prioritas untuk didahulukan ke prosesor. Makin singkat masa prosesnya, makin cepat proses itu dilayani oleh prosesor. Penjadwalan ini dikenal sebagai Proses Terpendek Dipertamakan (PTD)

Konsep Penjadwalan CPU

Penjadwalan proses didasarkan pada sistem operasi yang menggunakan prinsip multiprogramming. Dengan cara mengalihkan kerja CPU untuk beberapa proses, maka CPU akan semakin produktif.

Pada multiprogramming, selalu akan terjadi beberapa proses berjalan dalam suatu waktu. Sedangkan pada uniprogramming hal ini tidak akan terjadi, karena hanya ada satu proses yang berjalan pada saat tertentu.

Konsep dasar dari multiprogramming ini adalah: suatu proses akan menggunakan CPU sampai proses tersebut dalam status wait (misalnya meminta I/O) atau selesai. Pada saat wait , maka CPU akan nganggur (idle). Untuk mengatasi hal ini, maka CPU dialihkan ke proses lain pada saat suatu proses sedang dalam wait, demikian seterusnya.

Peker-jaan

Saat Tiba

Lama

Proses

Saat

Mulai

Saat

rampung

Lama tanggap

Waktu Sia-Sia

Rp

Rt

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)










Tabel proses kerja prosesor

Dalam menggambarkan sebuah penjadwalan dapat dilakukan dengan menyusun kerja proses seperti Gambar di atas, atau ada kalanya diperlukan barisan saat proses untuk dapat menyusun tabel kerja proses. Selanjutnya, dari kedua cara ini, dapat dihitung waktu sia-sia (T-t), rerata lama tanggap Tt, nilai rasio tanggap Rt, dan rasio penalti Rp.

Penjadwalan prosesor dapat dibagi menjadi beberapa kategori setelah proses sudah berada dalam antrian yaitu prioritas dan preempsi. Dalam keadaan tanpa prioritas atau preempsi, maka penjadwalan adalah melalui antrian. Dengan demikian dapat disusun ketegori penjadwalan berdasarkan prioritas dan preempsi itu kedalam Gambar berikut:


Tanpa
prioritas

Dengan
prioritas

Tanpa
preempsi

I

II

Dengan
preempsi

III

IV

Gambar Kategori kerja prosesor

Kesemuanya ada empat kategori meliputi (I) tanpa prioritas dan tanpa preempsi melalui antrian biasa, (II) dengan prioritas dan tanpa preempsi, (III) tanpa prioritas dan dengan preempsi, dan (IV) dengan prioritas dan dengan preempsi. Selanjutnya kategori penjadwalan ini dapat kita uraikan dalam berbagai algoritma penjadwalan.

Algoritma Penjadwalan

Proses memerlukan prosesor. Proses memerlukan penjadwalan pemakaian prosesor. Berdasarkan berbagai ketentuan pada penjadwalan proses serentak, dapat disusun teknik penjadwalan prosesor. Dapat dipandang semua proses serentak itu sebagai satu kumpulan proses yang memerlukan prosesor.

Di sini, dianggap semua proses sebagai satu kumpulan proses serentak. Proses ini akan diolah oleh prosesor baik dalam bentuk antrian maupun dalam bentuk prioritas atau preempsi. Beberapa algoritma penjadwalan yang umum akan dibahas pada bagian ini. Untuk memudahkan mengamati setiap algoritma akan digunakan dua buah contoh (kedua Gambar berikut) antrian tetap yang akan kita gunakan untuk diterapkan pada berbagai algoritma penjadwalan yang akan kita bahas.

Nama Proses

Saat Tiba

Lama Proses

A

B

C

D

E

0

0

0

0

0

7

10

2

4

8

Gambar Kasus I – antrian lima proses dengan saat tiba = 0

Nama Proses

Saat Tiba

Lama Proses

A

B

C

D

E

0

1

8

2

5

7

10

2

4

8

Gambar Kasus II – antrian lima proses saat tiba berbeda

Jumat, 03 Juni 2011

Operasi Sistem pada PC

Sistem komputer serbaguna berisi satu CPU dan sejumlah device controller yang dihubungkan melalui bus yang menyediakan adanya pemakaian memori secara bersama-sama seperti yang terlihat pada gambar berikut. CPU dan device controller tersebut dapat bekerja secara bersama-sama dan saling berkompetisi untuk menggunakan memori.

GAMBAR: Sistem Komputer

GAMBAR: Sistem Komputer

Siklus Instruksi

Untuk memproses suatu instruksi dilakukan melalui 2 tahapan: (1) mengambil instruksi (instruction fetch) dari memori, dan (2) mengeksekusi instruksi tersebut (instruction execution). Siklus instruksi dimulai dengan pengambilan instruksi di memori utama oleh prosesor (gambar berikut). program counter (PC) menyimpan alamat instruksi yang akan diambil tersebut. Pada kebanyakan komputer, setelah instruksi tersebut diambil, nilai PC akan berubah ke instruksi berikutnya yang akan diambil (biasanya bertambah naik).

Siklus Instruksi

GAMBAR: Siklus Instruksi

Sebagai contoh andaikan suatu komputer mengandung 16-bit word memory, dan PC pertama kali bernilai 300. Prosesor akan mengambil instruksi di memori pada alamat 300, yang kemudian dilanjutkan dengan 301, 302, 303, dan seterusnya. Instruksi yang diambil akan diletakkan pada Instruction Register (IR).

Interrupt

Interrupt merupakan sinyal dari peralatan luar atau permintaan dari program untuk melaksanakan suatu tugas khusus. Jika interrupt terjadi, maka program dihentikan terlebih dahulu untuk menjalankan rutin interrupt. Ketika program yang sedang berjalan tadi dihentikan, prosesor menyimpan nilai register yang berisi alamat program (CS dan IP) ke stack, dan mulai menjalankan rutin interrupt. Alamat setiap rutin interrupt disimpan dalam sebuah tabel yang disebut dengan interrupt services table. Sesudah rutin tersebut selesai dijalankan, program akan mengambil kembali nilai register (CS dan IP) dari stack dan program dijalankan (CS dan IP) dari stack dan program dijalankan kembali. Dua Gambar berikut menunjukkan proses interrupt.

GAMBAR: Proses Interupt

GAMBAR: Proses Interrupt

Jenis-jenis interrupt:

  1. Software, Interrupt yang disebabkan oleh software sering disebut dengan nama System Call. Misalnya suatu program ingin mencetak hasil dengan printer.
  2. Hardware, Terjadi karena adanya aksi pada perangkat keras, seperti penekanan tombol keyboard atau menggerakkan mouse. Interrupt ini terbagi menjadi dua, yaitu: Maskable Interrupt (terjadi karena aksi dari luar, seperti: timer, keyboard, serial port, fixed disk, diskette drive); dan Non Maskable Interrupt (terjadi karena memori atau kesalahan parity pada I/O).

Penyebab terjadinya interrupt:

  1. Program, terjadi sebagai akibat dari eksekusi suatu instruksi, Contoh: arithmatic overflow, devision by zero, dll.
  2. Timer, disebabkan oleh timer prosesor.
  3. I/O, disebabkan oleh I/O controller baik sebagai tanda bahwa suatu operasi telah selesai, maupun memberi tanda adanya error.
  4. Kegagalan hardware, disebabkan oleh kesalahan hardware, seperti power failure atau memory parity error
GAMBAR: Siklus Proses dengan Interupt

GAMBAR: Siklus Proses dengan Interrupt

Pada saat komputer dijalankan (powered up atau rebooted), komputer membutuhkan suatu program inisial untuk dijalankan, program ini sering disebut dengan bootstrap program. Program tersebut menginisialisasikan semua aspek sistem, dari CPU register ke device controller ke isi memory. Program bootstrap harus tahu bagaimana program harus dapat mengalokasikan sistem operasi dan meletakkannya di memori. Kemudian sistem operasi mulai mengeksekusi proses pertama dan menunggu beberapa event yang akan terjadi. Event tersebut ditandai dengan adanya interrupt baik datang dari software maupun hardware.

Pada kebanyakan sistem operasi menggunakan interrupt driven, jika tidak ada proses yang akan dieksekusi, tidak ada I/O device yang melayani sesuatu, dan tidak ada tanggapan dari user, maka sistem operasi akan tetap diam menunggu sesuatu terjadi. Suatu event yang akan terjadi selalu ditandai dengan adanya iterrupt atau trap. Trap adalah suatu software yang memberikan interrupt yang disebabkan oleh suatu error (misalnya devide by zero atau invalid memory access) atau permintaan khusus dari user program yang menyebabkan dibutuhkannya sistem operasi.

Sejarah Singkat Sistem Operasi

Perkembangan sistem operasi dipengaruhi oleh perkembangan hardware. Sistem operasi mulai dikembangkan sejak ±40 tahun lalu, yaitu:

  1. Generasi ke-nol (1940).
    • Komponen utama tabung hampa udara;
    • Sistem komputer belum menggunakan sistem operasi;
    • Sistem operasi komputer dilakukan secara manual melalui plugboard, dan hanya bisa digunakan untuk menghitung (+,-, dan *).
  2. Generasi pertama (1950).
    • Komponen utama transistor;
    • Sistem operasi berfungsi terutama sebagai pengatur pergantian antar job agar waktu instalasi job berikutnya lebih efisien. Dalam masa ini muncul konsep batch system (semua job sejenis dikumpulkan jadi satu);
    • Input pemakai punch card.
  3. Generasi kedua (1960).
    • Komponen utama IC;
    • Berkembang konsep-konsep:
    • Multiprogramming, satu prosesor mengerjakan banyak program yang ada di memori utama;
    • Multiprosesing, satu job dikerjakan oleh banyak prosesor berguna untuk meningkatkan utilitas;
    • Spooling Simultaneous Peripheral Operation On Line, bertindak sebagai buffer (penyangga) saja, dan mampu menerima pesanan meskipun belum akan dikerjakan;
    • Device Indipendence, masing-masing komponen memiliki sifat yang saling berbeda (misal: tiap-tiap printer memiliki driver);
    • Time Sharing atau Multitasking, sistem bagi waktu yang diberikan oleh CPU terhadap berbagai job yang sedang dijalankan.
    • Real-time system, berguna sebagai kontrol bagi mesin-mesin.
  4. Generasi ketiga (1970)
    • Komponen utama VLSI (Very Large Scale Integrated Circuit);
    • Ditandai dengan berkembangnya konsep general purpose system, sehingga sistem operasi menjadi sangat kompleks, mahal dan sulit untuk dipelajari;
  5. Generasi keempat (pertengahan 1970-an hingga sekarang).
    • PC makin populer;
    • Ditandai dengan berkembangnya sistem operasi untuk jaringan komputer dengan tujuan: data sharing, hardware sharing, dan program sharing;
    • User interface semakin user friendly tanpa harus mengorbankan unjuk kerja.

Definisi Sistem Operasi Komputer

Secara umum sebuah sistem komputer terdiri atas hardware, software dan brainware dimana ketiganya saling terkait satu sama lain (lihat gambar di bawah ini). Ketiganya merupakan syarat mutlak untuk menjalankan sebuah sistem komputer.

Sistem Komputer

GAMBAR: Sistem Komputer

Sebuah sistem operasi merupakan program yang bertindak sebagai perantara antara pengguna (user) komputer dengan hardware (perangkat keras) komputer. Tujuan dari sistem operasi adalah untuk menyediakan lingkungan dimana user dapat mengeksekusi program yang diinginkan dengan efisien.

Sebuah sistem operasi sama halnya dengan sebuah pemerintahan. Komponen-komponen seperti hardware, software, dan data. Sistem operasi menyediakan kemudahan untuk menggunakan berbagai sumberdaya dalam sebuah operasi. Sama halnya dengan sebuah pemerintahan, sistem operasi tidak bekerja sendirian. Sistem operasi harus menyediakan sebuah lingkungan yang didalamnya terdapat berbagai program untuk menyelesaikan berbagai pekerjaan.

Gambar 1.2 Abstraksi Komponen-Komponen Komputer

Gambar 1.2 Abstraksi Komponen-Komponen Komputer

Sistem operasi dapat dipandang sebagai pengontrol sumberdaya yang ada. Sebuah sistem komputer memiliki berbagai sumberdaya (hardware dan software) yang dibutuhkan untuk menyelesaikan berbagai masalah: CPU time, ruang memori, ruang penyimpanan file, perangkat I/O (input/output), dan lain sebagainya. Sistem operasi bertindak sebagai manajer bagi semua sumberdaya ini dan mengalokasikannya pada program dan user tertentu untuk melakukan berbagai tugas (task). Dengan demikian ada peluang terjadinya konflik permintaan sumberdaya, sistem operasi harus mengambil keputusan, request (permintaan) sumberdaya mana yang harus dilayani untuk menjaga efisiensi operasi komputer.

Pandangan lain terhadap sebuah sistem operasi terfokus pada kebutuhan pengendalian (control) program. Control program mengendalikan eksekusi program user untuk mencegah error dan penggunaan yang tidak efisien, khususnya pengoperasian dan pengendalian perangkat I/O.

Tujuan utama sebuah sistem operasi adalah untuk kenyamanan user. Sistem operasi ada untuk lebih memudahkan user mengoperasikan komputer dibanding tanpa sistem operasi. Tujuan lainnya adalah untuk mengefisienkan operasi sistem komputer.