RANGKUMAN KONKRUENSI DAN KEAMANAN SYSTEM

KONKRUENSI DAN KEAMANAN SYSTEM

Ini adalah penjelasan dari istilah-istilah yang ada di Modul Pertemuan Ke- 6 Mata Kuliah Sistem Operasi

Konkurensi

Proses-Proses yang disebut kongruen apabila proses-proses (lebih dari satu proses) berada pada saat yang sama. Karena proses tersebut bisa saja tidak saling bergantung tetapi saling berinteraksi.



Prinsip-prinsip konkurensi meliputi :

Konkurensi meliputi hal-hal sbb:

>> Alokasi waktu pemroses untuk semua proses

Bertugas menjadwalkan alokasi pemroses di antara proses-proses ready dalam memori . Saat proses diberi jatah waktuoleh pemroses.

>> Pemakaian bersama dan persaingan untuk mendapatkan sumber daya

Persaingan antar proses terjadi ketika beberapa proses akan menggunakan sumber daya yang sama.

Jika ada 2  proses yang akan mengakses ke suatu sumber daya tunggal, kemudian satu proses dialokasikan kesumber daya tersebut oleh SO proses yang lainnya akan menunggu.

>> Komunikasi antar proses

Adalah cara atau mekanisme pertukaran data antara satu proses dengan proses lainnya, baik itu proses yang berada di dalam komputer yang sama, atau komputer jarak jauh yang terhubung melalui jaringan.

Sistem berbagi memori

Sistem berbagi memori atau yang disebut juga sebagai Shared Memory System merupakan salah satu cara komunikasi antar proses dengan cara mengalokasikan suatu alamat memori untuk dipakai berkomunikasi antar proses. Alamat dan besar alokasi memori yang digunakan biasanya ditentukan oleh pembuat program. Pada metode ini, sistem akan mengatur proses mana yang akan memakai memori pada waktu tertentu sehingga pekerjaan dapat dilakukan secara efektif.

Sistem berkirim pesan

Sistem berkirim pesan adalah proses komunikasi antar bagian sistem untuk membagi variabel yang dibutuhkan. Proses ini menyediakan dua operasi yaitu mengirim pesan dan menerima pesan. Ketika dua bagian sistem ingin berkomunikasi satu sama lain, yang harus dilakukan pertama kali adalah membuat sebuah link komunikasi antara keduanya. Setelah itu, kedua bagian itu dapat saling bertukar pesan melalui link komunikasi tersebut. Sistem berkirim pesan sangat penting dalam sistem operasi. Karena dapat diimplementasikan dalam banyak hal seperti pembagian memori, pembagian bus, dan melaksanakan proses yang membutuhkan pengerjaan bersama antara beberapa bagian sistem operasi.

Terdapat dua macam cara berkomunikasi, yaitu:

1. Komunikasi langsung. Dalam komunikasi langsung, setiap proses yang ingin berkirim pesan harus mengetahui secara jelas dengan siapa mereka berkirim pesan. Hal ini dapat mencegah pesan salah terkirim ke proses yang lain. Karakteristiknya antara lain:

1.                   Link dapat otomatis dibuat

2.                   Sebuah link berhubungan dengan tepat satu proses komunikasi berpasangan

3.                   Diantara pasangan itu terdapat tepat satu link

4.                   Link tersebut biasanya merupakan link komunikasi dua arah

2. Komunikasi tidak langsung. Berbeda dengan komunikasi langsung, jenis komunikasi ini menggunakan sejenis kotak surat atau port yang mempunyai ID unik untuk menerima pesan. Proses dapat berhubungan satu sama lain jika mereka membagi port mereka. Karakteristik komunikasi ini antara lain:

0.                   Link hanya terbentuk jika beberapa proses membagi kotak surat mereka

1.                   Sebuah link dapat terhubung dengan banyak proses

2.                   Setiap pasang proses dapat membagi beberapa link komunikasi

3.                   Link yang ada dapat merupakan link terarah ataupun link yang tidak terarah

>> Sinkronisasi aktivitas banyak proses

Sinkronisasi aktivitas banyak proses yaitu kerja sama diantara proses.

Adapun kerjasama diantara proses terbagi kedalam 2 bagian, diantaranya :

a. Kerjasama diantara proses dengan pemakaian bersama

Dalam kasus kerjasama pemakaian sumber daya bersama meliputi proses-proses yang saling berinteraksi tanpa dinyatakan secara eksplisit. Contoh : Banyak proses mengakses variabel atau berkas yang dipakai bersama. Proses-proses dapat menggunakan dan memperbarui data yang dipakai bersama tanpa peduli proses-proses lain. Proses mengetahui bahwa proses-proses lain dapat juga mengakses data yang sama. Proses-proes harus bekerja sama untuk menjamin integritas data yang dipakai bersama tersebut.

Kerjasama diantara proses-proses dalam pemakaian bersama mempunyai masalah:

Ø Mutual exclusion

Ø Deadlock

Ø Starvation

Karena data disimpan pada suatu sumber daya (peralatan, memori), maka terdapat masalah pengendalian mutual exclusion, deadlock dan starvation. Perbedaannya adalah item-item data dapat diakses dengan dua mode, yaitu :

1. Operasi pembacaan dan penulisan harus mutually exclusive (yaitu benar-benar hanya satu proses yang berada di critical section).

2. Operasi penulisan saja yang harus mutually exclusive.

Pada situasi ini, masalah baru muncul yaitu mengenai koherensi data. Critical section digunakan untuk menjamin integritas data.

b. Kerjasama diantara proses dengan komunikasi

Pada kasus persaingan, proses-proses memakai sumber daya tanpa peduli prosesproses lain. Pada kasus kedua, proses-proses memakai bersama nilai dan meski masingmasing proses tidak secara eksplisit peduli proses-proses lain. Tapi proses-proses peduli untuk menjaga integritas data. Ketiak proses-proses bekerja sama dengan komunikasi, beragam proses berpartisipasi dalam suatu usaha dengan menghubungkan semua proses. Komunikasi menyediakan cara untuk sinkronisasi atau koordinasi beragam aktivitas. Komunikasi dicirikan dengan berisi pesan-pesan dengan suatu urutan. Primitif untuk mengirim dan menerima pesan disediakan sebagai bagian bahasa pemrograman atau disediakan kernel sistem operasi. Karena tak ada sesuatu yang dipakai bersama diantara proses-proses itu dalam melewatkan pesan-pesan, tak ada masalah mutual exclusion. Tetapi masalah deadlock dan starvation dapat muncul.

Konkurensi dapat muncul pada konteks berbeda, antara lain:

>> Banyak aplikasi atau Banyak pemakai (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 (untuk strukturisasi dari aplikasi)

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 (untuk strukturisas sistem operasi)

Keunggulan strukturisasi dapat juga 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 (untuk strukturisasi dari 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.

A. Beberapa Kesulitan Yang Ditimbulkan Konkurensi

>> 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.

>> Pengelolaan alokasi sumber daya agar optimal

Jika proses A meminta suatu kanal masukan/keluaran tertentu dan dapat terjadi kemudian proses A di suspendsebelum menggunakan kanal itu. Jika sistem operasi mengunci kanal tersebut dan orang lain tidak dapat menggunakannya, maka akan terjadi inefisiensi.

>> Pencarian kesalahan pemrograman (Debuging)

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

>> Mengetahui Proses-Proses Aktif

Sistem operasi harus mengetahui proses-proses yang aktif.

>> Alokasi dan Dealokasi bragam sumber daya untuk tiap proses aktif

Sistem operasi harus mengalokasikan dan mendealokasikan beragam sumber daya untuk tiap proses aktif. Sumber daya yang harus dikelola, antara lain:

1. Waktu pemroses
2. Memori
3. Berkas-berkas
4. Perangkat I/O

>> Proteksi Data dan Sumber Daya Fisik

Sistem operasi harus memproteksi data dan sumber daya fisik masing-masing proses dari gangguan proses-proses lain.

>> Hasil-hasil harus Independen

Hasil-hasil proses harus independen terhadap kecepatan relatif proses-proses lain dimana eksekusi dilakukan.

B. Tiga Katagori Interaksi dengan Banyak Proses (Kongkruen)

Pada system dengan banyak proses (konkuren), terdapat 3 kategori interaksi,
yaitu:

1. Proses-proses tidak saling peduli (Independent)

Proses-proses tidak dimaksudkan untuk bekerja bersama untuk mencapai tujuan tertentu.

2. Proses-proses saling mempedulikan secara tidak langsung

Proses-proses tidak perlu saling mempedulikan identitas prosesproses
lain tapi samasama mengakses objek tertentu (seperti buffer Input/Output).
Prosesproses itu perlu bekerja sama dalam memakai bersama objek tertentu.

3. Proses-proses saling mempedulikan secara langsung

Proses-proses dapat saling bekomunikasi dan dirancang bekerja sama
untuk suatu aktivitas.

C. Masalah-masalah Kongkuren diantaranya :

1. MUTUAL EXCLUSION

Mutual Exclusion adalah jaminan hanya satu proses yang mengakses sumber daya pada satu interval tertentu. Terdapat sumber daya yang tak dapat dipakai bersama pada saat bersamaan (mis. printer).  Sumber daya ini disebut dengan sumber daya kritis. Bagian program yang menggunakan sumber daya kritis disebut memasuki critical region/station. Hanya satu program pada satu saat yang diijinkan masuk critical region. Programmer tidak dapat bergantung pada system operasi untuk memehami dan memaksa batasan ini karena maksud program tidak dapat diketahui.
Sistem hanya menyediakan layanan (system call) untuk mencegah proses
masuk critical regionyang sedang dimasuki proses lain. Programmer harus
menspesifikasi bagianbagian
critical region sehingga system operasi akan
menjaganya dengan suatu mekanisme untuk mencegah proses lain masuk
critical region yang sedang dipakai proses lain.
Pemaksaaan adanya mutual exclusion menimbulkan deadlock dan startvation

Kriteria penyelesaian mutual exclusion:

1. Mutual exclusion harus dijamin, hanya satu proses pada saat yang
diijinkan masuk ke critical section.
2. Prosesyang berada di noncritical section,  dilarang memblocked proses lain yang ingin masuk critical section.
3. Harus dijamin proses yang ingin masuk critical section tidak menunggu
selama waktu yang tak berhingga.
4. Ketika tidak ada proses pada critical section maka proses yang ingin
masuk critical section harus diijinkan masuk tanpa tertunda.
5. Tidak ada asumsi mengenai kecepatan relative proses atau jumlah
proses yang ada.

2. DEADLOCK

Proses disebut deadlock jika prose menunggu suatu kejadian yang tak
pernah terjadi. Sekumpulan proses berkondisi deadlock bila setiap proses
yang ada menunggu suatu kejadian yang hanya dapat dilakukan proses
lain yang juga berada di kumpulan tersebut.

Ilustrasi:
· Terdapat dua proses P1 dan P2
· Dua sumber kritis R1 dan R2
· Proses P1 dan P2 harus mengakses kedua sumber daya itu (R1 dan R2).
· R1 diberikan pada P1 sedang R2 diberikan pada P2.
· Karena untuk melanjutkan eksekusi memerlukan dua sumber daya sekaligus maka proses akan saling menunggu sumber daya lain selamanya.

Syarat terjadinya deadlock:
· Mutual exclusion
Tiap sumber daya saat diberikan pada satu proses.
· Hold and wait Condition
Proses-proses yang sedang menggenggam sumber daya, menunggu
sumberdaya-sumberdaya baru
· Non Preemption Condition
Sumberdaya- sumberdaya yang sebelumnya duberikan tidak dapat
diambil paksa dari proses itu.  Sumberdaya –  sumberdaya
harus secara eksplisit dilepaskan dari proses yang menggenggamnya.
· Circulair Wait Condition
Harus terdapat rantai sirkuler dari dua proses atau lebih, masing-masing
menunggu sumber daya yang digenggam oleh berikutnya pada rantai itu.

Metode Mengatasi deadlock :
· Pencegahan terjadinya deadlock
· Pengindaran terjadinya deadlock
· Deteksi dan pemulihan deadlock

3. STARVATION

Proses dikatakan mengalami starvation jika proses-proses itu menunggu
alokasi sumber daya sampai tak berhingga, sementara proses-proses lain dapat memperoleh alokasi sumber daya.

Ilustrasi:
Misal terdapat 3 (tiga) proses P1,P2 dan P3.
P1,P2 dan P3.memerlukan akses sumber daya R secara periodik.
Selanjutnya :
P1 sedang diberi sumber daya R, P2 dan P3 blocked menunggu
sumber sumber daya R.
Ketika P1 keluar dari critical region, P2 dan P3 diijinkan
mengakses R.
Asumsi P3 diberi hak akses.  Kemudian setelah selesai, hak akses kembali diberikan ke P1 yang saat itu membutuhkan sumber daya R.
Jika pemberian hak akses bergantian terusmenerus antara P1 dan P3 , maka P2 tidak pernah memperoleh akses sumber daya R, meski tidak ada deadlock. Pada situasi ini P2 disebut mengalami startvation.

4. SINKRONISASI

Latar Belakang :

- Akses-akses yang dilakukan secara bersama-sama ke data yang sama, dapat menyebabkan data

memori bersama atau untuk sistem tersebar.

DAFTAR PUSTAKA menjadi tidak konsisten.

- Untuk menjaga agar data tetap konsisten, dibutuhkan mekanisme-mekanisme untuk memastikan pemintaan ekseskusi dari proses yang bekerja. 

- Race Condition: Situasi dimana beberapa proses mengakses dan memanipulasi data secara bersamaan. Nilai terakhir dari data bergantung dari proses mana yang selesai terakhir.

-Untuk menghindari Race Condition, proses-proses secara bersamaan harus disinkronisasikan.

D. 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.

Adanya memori bersama lebih memudahkan penyelesaian masalah kongkurensi.

Metode memori bersama dapat dipakai untuk singleprocessor ataupun multiprocessor yang mempunyai memori bersama.

Penyelesaian ini tidak dapat digunakan untuk multiprocessor tanpa

www.google.com

www.google.co.id

http://syahrie.files.wordpress.com/2009/01/kongkurensi1.pdf

http://komputasi.files.wordpress.com/2009/03/so2009-05.pdf

http://mohiqbal.staff.gunadarma.ac.id/…/06.Sinkronisasi+dan+Deadlock.ppt

http://puva.multiply.com/journal/item/52/about_Sistem_Operasi

http://youfan.wordpress.com/2008/05/26/mutual-exclusion/

http://lecturer.ukdw.ac.id/anton/download/SO6.pdf

http://d4roel.wordpress.com/2009/03/23/sistem-operasi-week-3/

http://yayangarya-blog.blogspot.com/2009/11/kongkurensi-mutual-exclusion-dan.html

http://yogapw.wordpress.com/2009/10/21/konkurensi/

http://s-operasimnjmn.blogspot.com/2010/10/konkurensi-dan-keamanan.htm
l