Process dan thread

Konsep Proses

Program yang sedang dieksekusi
Proses tidak hanya sekedar suatu kode program (text section), melainkan meliputi beberapa aktivitas yang bersangkutan seperti program counter dan stack.
Sebuah proses juga melibatkan stack yang berisi data sementara (parameter fungsi/metode, return address, dan variabel lokal) dan data section yang menyimpan variabel-variabel global.
Proses adalah sebuah program yang dieksekusi yang mencakup program counter, register, dan variabel di dalamnya.
Sistem Operasi mengeksekusi proses dengan dua cara yaitu : Batch System yang mengeksekusi jobs dan Time-shared System yang mengatur pengeksekusian program pengguna (user) atau tasks.
Sistem operasi UNIX mempunyai system call fork yang berfungsi untuk membuat proses baru
Proses yang memanggil system call fork ini akan dibagi jadi dua, proses induk dan proses turunan yang identik.

Terminasi Proses
Suatu proses diterminasi ketika proses tersebut telah selesai mengeksekusi perintah terakhir serta meminta sistem operasi untuk menghapus perintah tersebut dengan menggunakan system call exit.Proses dapat mengembalikan data keluaran kepada proses induk-nya melalui system call wait

Status Proses

Running: status yang dimiliki pada saat instruksi-instruksi dari sebuah proses dieksekusi.
Waiting: status yang dimiliki pada saat proses menunggu suatu sebuah event seperti proses M/K.
Ready: status yang dimiliki pada saat proses siap untuk dieksekusi oleh prosesor.
New: status yang dimiliki pada saat proses baru saja dibuat.
Terminated: status yang dimiliki pada saat proses telah selesai dieksekusi.

RDY (Ready), RUN (Running), W (Wait).

PROCESS CONTROL BLOCK

Setiap proses digambarkan dalam sistem operasi oleh sebuah process control block (PCB) – juga disebut sebuah control block.

Gambar Process Control Block

PCB berisikan banyak bagian dari informasi yang berhubungan dengan sebuah proses yang spesifik, termasuk hal-hal di bawah ini:
- Status Proses
- Program counter
- CPU Register
- Informasi Manajemen Memori
- Informasi pencatatan

Gambar Status Proses

Proses Thread

Thread adalah sebuah alur kontrol dari sebuah proses. Kontrol thread tunggal ini hanya memungkinkan proses untuk menjalankan satu tugas pada satu waktu.

CONTOH MULTI-THREADING

Banyak perangkat lunak yang berjalan pada PC modern dirancang secara multi-threading.
Sebuah aplikasi biasanya diimplementasi sebagai proses yang terpisah dengan beberapa thread yang berfungsi sebagai pengendali.
Contohnya sebuah web browser mempunyai thread untuk menampilkan gambar atau tulisan sedangkan thread yang lain berfungsi sebagai penerima data dari network.
Situasi dimana sebuah aplikasi diperlukan untuk menjalankan beberapa tugas yang serupa
Contohnya adaah sebuah web server yang dapat mempunyai ratusan klien yang mengaksesnya secara concurrent
Kalau web server berjalan sebagai proses yang hanya mempunyai thread tunggal maka ia hanya dapat melayani satu klien pada pada satu satuan waktu.
Bila ada klien lain yang ingin mengajukan permintaan maka ia harus menunggu sampai klien sebelumnya selesai dilayani.
Solusinya adalah dengan membuat web server menjadi multi-threading.
Dengan ini maka sebuah web server akan membuat thread yang akan mendengar permintaan klien, ketika permintaan lain diajukan maka web server akan menciptakan thread lain yang akan melayani permintaan tersebut.

THREAD DALAM PROCESS
Perbedaan antara proses dengan thread tunggal dengan proses dengan thread yang banyak adalah proses dengan thread yang banyak dapat mengerjakan lebih dari satu tugas pada satu satuan waktu

Keuntungan Thread

Responsi
Berbagi Sumber Daya
Utilisasi arsitektur multiprocessor
Ekonomi

Responsi: Membuat aplikasi yang interaktif menjadi multithreading dapat membuat sebuah program terus berjalan meskipun sebagian dari program tersebut diblok atau melakukan operasi yang panjang, karena itu dapat meningkatkan respons kepada pengguna. Sebagai contohnya dalam web browser yang multithreading, sebuah thread dapat melayani permintaan pengguna sementara thread lain berusaha menampilkan image.
Berbagi sumber daya: thread berbagi memori dan sumber daya dengan thread lain yang dimiliki oleh proses yang sama. Keuntungannya adalah mengizinkan sebuah aplikasi untuk mempunyai beberapa thread yang berbeda dalam lokasi memori yang sama.
Ekonomi: dalam pembuatan sebuah proses banyak dibutuhkan pengalokasian memori dan sumber daya. Alternatifnya adalah dengan penggunaan thread, karena thread berbagi memori dan sumber daya proses yang memilikinya maka akan lebih ekonomis untuk membuat dan context switch thread. Akan susah untuk mengukur perbedaan waktu antara proses dan thread dalam hal pembuatan dan pengaturan, tetapi secara umum pembuatan dan pengaturan proses lebih lama dibandingkan thread. Pada Solaris, pembuatan proses lebih lama 30 kali dibandingkan pembuatan thread, dan context switch proses 5 kali lebih lama dibandingkan context switch thread.
Utilisasi arsitektur multiprocessor: Keuntungan dari multithreading dapat sangat meningkat pada arsitektur multiprocessor, dimana setiap thread dapat berjalan secara pararel di atas processor yang berbeda. Pada arsitektur processor tunggal, CPU menjalankan setiap thread secara bergantian tetapi hal ini berlangsung sangat cepat sehingga menciptakan ilusi pararel, tetapi pada kenyataannya hanya satu thread yang dijalankan CPU pada satu-satuan waktu (satu-satuan waktu pada CPU biasa disebut time slice atau quantum).

Multithreading

Thread pengguna: Thread yang pengaturannya dilakukan oleh pustaka thread pada tingkatan pengguna. Karena pustaka yang menyediakan fasilitas untuk pembuatan dan penjadwalan thread, thread pengguna cepat dibuat dan dikendalikan.
Thread Kernel: Thread yang didukung langsung oleh kernel. Pembuatan, penjadwalan dan manajemen thread dilakukan oleh kernel pada kernel space. Karena dilakukan oleh sistem operasi, proses pembuatannya akan lebih lambat jika dibandingkan dengan thread pengguna.

Model Multithreading
Model Many-to-One.
Model One-to-One.
Model Many-to-Many.

Many-to-One Model
- memetakan banyak user-level thread ke satu kernel thread
- Pengaturan thread dilakukan di user space
- Efisien tetapi ia mempunyai kelemahan yang sama dengan user thread
- tidak dapat berjalan secara pararel pada multiprocessor

One-to-One Model
- memetakan setiap user thread ke kernel thread
- menyediakan lebih banyak concurrency dibandingkan Many-to-One model
- Keuntungannya sama dengan keuntungan kernel thread
- Kelemahannya setiap pembuatan user thread membutuhkan pembuatan kernel thread yang dapat menurunkan performa dari sebuah aplikasi
- Sistem operasi yang mendukung One-to-One model adalah Windows NT dan OS/2

Many-to-Many Model
- multiplexes banyak user-level thread ke kernel thread yang jumlahnya lebih kecil atau sama banyaknya dengan user-level thread
- Jumlah kernel thread dapat spesifik untuk sebagian aplikasi atau sebagian mesin
- Developer dapat membuat user thread sebanyak yang diperlukan, dan kernel thread yang bersangkutan dapat bejalan secara pararel pada multiprocessor.
- Ketika suatu thread menjalankan blocking system call maka kernel dapat menjadualkan thread lain untuk melakukan eksekusi.
- Sistem operasi yang mendukung model ini adalah Solaris, IRIX, dan Digital UNIX.

Pustaka Thread
Pustaka Thread atau yang lebih familiar dikenal dengan Thread Library bertugas untuk menyediakan API (API (Application Programming Interface)) untuk programmer dalam menciptakan dan memanage thread. Ada dua cara dalam mengimplementasikan pustaka thread :

- Menyediakan API dalam level pengguna tanpa dukungan dari kernel sehingga pemanggilan fungsi tidak melalui system call. Jadi, jika kita memanggil fungsi yang sudah ada di pustaka, maka akan menghasilkan pemanggilan fungsi call yang sifatnya lokal dan bukan system call.
- Menyediakan API di level kernel yang didukung secara langsung oleh sistem operasi. Pemanggilan fungsi call akan melibatkan system call ke kernel.

Ada tiga pustaka thread yang sering digunakan saat ini, yaitu: POSIX Pthreads, Java, dan Win32. Implementasi POSIX standard dapat dengan cara user level dan kernel level, sedangkan Win32 adalah kernel level. Java API thread dapat diimplementasikan oleh Pthreads atau Win32.

Pembatalan Thread (Thread Cancellation)
Thread Cancellation ialah pembatalan thread sebelum tugasnya selesai. Umpamanya, jika dalam program Java hendak mematikan Java Virtual Machine (JVM). Sebelum JVM dimatikan, maka seluruh thread yang berjalan harus dibatalkan terlebih dahulu. Contoh lain adalah di masalah search. Apabila sebuah thread mencari sesuatu dalam database dan menemukan serta mengembalikan hasilnya, thread sisanya akan dibatalkan. Thread yang akan diberhentikan biasa disebut target thread.

Penjadwalan Thread
Begitu dibuat, thread baru dapat dijalankan dengan berbagai macam penjadwalan. Kebijakan penjadwalanlah yang menentukan setiap proses, di mana proses tersebut akan ditaruh dalam daftar proses sesuai proritasnya dan bagaimana ia bergerak dalam daftar proses tersebut.

Definisi Agent
Software Agent adalah entitas perangkat lunak yang didedikasikan untuk tujuan tertentu yang memungkinkan user untuk mendelegasikan tugasnya secara mandiri, selanjutnya software agent nantinya disebut agent saja. Agen bisa memiliki ide sendiri mengenai bagaimana menyelesaikan suatu pekerjaan tertentu atau agenda tersendiri. Agen yang tidak berpindah ke host lain disebut stationary agent. Definisi agen yang lebih rinci, ditinjau dari sudut pandang sistem, adalah obyek perangkat lunak yang :

1. Diletakan dalam lingkungan eksekusi
2. Memiliki sifat sebagai berikut :
3. Dapat mempunyai sifat ortogonal sebagai berikut :

Karakteristik dari Agent

Autonomy
Intelligence, Reasoning, dan Learning
Mobility dan Stationary
Delegation
Reactivity
Proactivity dan Goal-Oriented
Communication and Coordination Capability

Klasifikasi Software Agent

1. Desktop Agent
Yaitu agent yang hidup dan bertugas dalam lingkungan Personal Computer (PC), dan berjalan diatas suatu Operating System (OS). Yang termasuk dalam klasifikasi ini adalah:
- Operating System Agent
- Application Agent
- Application Suite Agent

2. Internet Agent
Yaitu agent yang hidup dan bertugas dalam lingkungan jaringan Internet, melakukan tugasnya yaitu memanage informasi yang ada di Internet. Yang termasuk dalam klasifikasi ini adalah :
- Web Search Agent
- Web Server Agent
- Information Filtering Agent
- Information Retrieval Agent
- Notification Agent
- Service Agent
- Mobile Agent

Karakteristik Bahasa Pemrograman

Object-Oriented
Platform Independence
Communication Capability
Security
Code Manipulation

Definisi client server
Definisi client server menurut Budhi irawan (2005 : 30), Server adalah komputer database yang berada di pusat, dimana informasinya dapat digunakan bersama-sama oleh beberapa user yang menjalankan aplikasi di dalam komputer lokalnya yang disebut dengan Client.

Model Client Server

Model Two Tier
Dalam model client/server, pemrosesan pada sebuah aplikasi terjadi pada client dan server.. Aplikasi ditempatkan pada computer client dan mesin database dijalankan pada server jarak-jauh. Aplikasi client mengeluarkan permintaan ke database yangmengirimkan kembali data ke client-nya. Model Two-tier terdiri dari tiga komponen yang disusun menjadi dua lapisan : client (yang meminta serice) dan server (yang menyediakan service).

Model Three Tier
Pada arsitektur Three Tier ini terdapat Application Server yang berdiri di antara Client dan Database Server. Contoh dari Application server adalah IIS, WebSphere, dan sebagainya. Konsep model three-tier adalah model yang membagi fungsionalitas ke dalam lapisan-lapisan, aplikasi mendapatkan skalabilitas, keterbaharuan, dan keamanan.

Model Multi tier
Arsitektur Multi Tier adalah suatu metode yang sangat mirip dengan Three Tier. Bedanya, pada Multi Tier akan diperjelas bagian UI (User Interface) dan Data Processing. Yang membedakan arsitektur ini adalah dengan adanya Business Logic Server. Database Server dan Bussines Logic Server merupakan bagian dari Data Processing, sedangkan Application Server dan Client/Terminal merupakan bagian dari UI.