Algoritma Penjadwalan

 Penjadwalan proses yaitu kumpulan kebijaksanaan dan mekanisme di system operasi yang berkaitan dengan urutan kerja yang dilakukan oleh sistem computer. Adapun tugas penjadwalan yaitu untuk memutuskan 1.proses yang harus berjalan 2.kapan dan brapa lama proses itu berjalan. Ini adalah gambar type2 penjadwalan:

Disini saya akan membahas mengenai algoritma penjadwalan proses diantaranya :

1. Round robin
2. MFQ(Multiple feedback Queue)
3. SRF(Short Ratio First)
4. HRN(Highest Ratio next)
5. PS(Priority Scheduling)
6. GR(Guaranteed Scheduling)
7.  Preemptive Shortest Job First (PSJF)
8. First In First Out (FIFO) 

1 Round Robin
Merupakan Penjadwalan yang paling tua, sederhana, adil,banyak digunakan algoritmanya dan mudah diimplementasikan. Penjadwalan ini bukan dipreempt oleh proses lain tetapi oleh penjadwal berdasarkan lama waktu berjalannya proses (preempt by time). Penjadwalan tanpa prioritas. 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), seperti nampak dalam gambar berikut ini :

Algoritma yang digunakan :
1. Jika kwanta habis dan proses belum selesai, maka proses menjadi runnable
dan pemroses dialihkan ke proses lain.
2. Jika kwanta belum habis dan proses menunggu suatu kejadian (selesainya
operasi I/O), maka proses menjadi blocked dan pemroses dialihkan ke proses lain.
3. Jika kwanta belum habis tetapi proses telah selesai, maka proses diakhiri dan
pemroses dialihkan ke proses lain.

Penjadwalan ini :
a. Baik untuk sistem interactive-time sharing dimana kebanyakan waktu
dipergunakan menunggu kejadian eksternal.
Contoh : text editor, kebanyakan waktu program adalah untuk menunggu
keyboard, sehingga dapat dijalankan proses-proses lain.
b. Tidak cocok untuk sistem waktu nyata apalagi hard-real-time applications.

2 Multiple Feedback Queues (MFQ)
Algoritma ini merupakan penjadwalan berprioritas dinamis Penjadwalan ini  bertujuan untuk mencegah (mengurangi) banyaknya swapping dengan 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.
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.
berikut ini proses algoritmanya:

3 Short Ratio First (SRF)
Merupakan penjadwalan berprioritas.dinamis.Preemptive untuk timesharing dan 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.
4 Highest Ratio Next (HRN)
Algoritma ini merupakan Penjadwalan berprioritas dinamis Penjadwalan untuk mengoreksi kelemahan SJF. Adalah strategi penjadwalan dengan prioritas proses tidak hanya merupakan
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.
5 Priority Scheduling (PS)
Adalah tiap proses diberi prioritas dan proses yang berprioritas tertinggi mendapat jatah waktu lebih dulu (running). Berasumsi 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.
Keunggulan dari algoritma ini mudah diimplementasikan dan mempunyai overhead relative kecil. Kelemahan Tidak tanggap terhadap perubahan lingkungan yang mungkin menghendaki dan penyesuaian prioritas.
Proses-proses yang sangat banyak operasi masukan/keluaran menghabiskan kebanyakan waktu menunggu selesainya operasinya masukan/keluaran. Prosesproses 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 prosesproses 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.

6 Guaranteed Scheduling (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.

Algoritma Preemptive Shortest Job First

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

8)      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 memberwaktu tanggap yang baik.

      Tidak dapat digunakan untuk sistem waktu nyata (real-time applications).