copyrig

ht G

ilangK 2009

MUTUAL EKSKLUSI PADA SISTEM

TERDISTRIBUSIOleh :

Gilang Kurniaji

copyrig

ht G

ilangK 2009

MUTUAL EKSKLUSI

� Mutual eksklusi => Kondisi dimana hanya

mengizinkan satu buah proses yang memasuki

daerah kritisnya pada satu waktu.

� Pendekatan mutual eksklusi dapat dilakukan

dengan pendekatan algoritma, pendekatan

copyrig

ht G

ilangK 2009

dengan pendekatan algoritma, pendekatan

hardware dan dukungan sistem operasi.

� Pendekatan algoritma dapat dilakukan melalui

algoritma dekker dan algoritma peterson.

� Pendekatan hardware => interupt disabling,

instruksi mesin khusu dan instruksi exchange.

� Dukungan sistem operasi => semaphore,

messaging.

copyrig

ht G

ilangK 2009

MUTUAL EKSKLUSI TERDISTRIBUSI (MET)

� Asumsi :

� Setiap proses terdiri dari n proses, setiap proses

berada pada prosesor yan berbeda.

� Setiap proses memiliki daerah kritis yang

.membutuhkan kebijakan mutual eksklusi.

copyrig

ht G

ilangK 2009

� Kebutuhan Dasar : Jika ada satu proses

mengakses daerah kritisnya maka tidak ada

proses lain yang mengakses daerah kritis.

� Pendekatan algoritma bertujuan untuk

mengatur kebijakan mutual eksklusi.

� Mutual eksklusi menggunakan pendekatan

messaging antar proses sebagai cara utama.

copyrig

ht G

ilangK 2009

MET : KEBUTUHAN UTAMA

� Harus dipastikan tidak ada proses yang

mengakses daerah kritis secara simultan.

� Proses yang tidak memerlukan daerah kritis

harus tetap berjalan tanpa ada interferensi.

� No deadlock and Starvation.

copyrig

ht G

ilangK 2009

� No deadlock and Starvation.

� Ketika tidak ada proses di daerah kritis maka

proses yang akan masuk dapat melakukan tanpa

permisi dan gangguan.

� Proses masuk ke daerah kritis dengan waktu

yang dibatasi. Tidak ada proses yang

memonopoli daerah kritis.

copyrig

ht G

ilangK 2009

MODELOFMET

copyright GilangK 2009copyright GilangK 2009

PENDEKATAN ALGORITMA

TERSENTRALISASI

Coordina

tor

Process

Process

A

I’ll

enter

OK ‘A’

copyrig

ht G

ilangK 2009

ProcessProcess

B

Process

C

Shared

item

(critical

Section)

copyrig

ht G

ilangK 2009

ALGORITMA

PENDEKATAN TERSENTRALISASI (LANJUTAN)

� Ada satu node sebagai koordinator pengaksesan

critical section.

� Proses yang akan memasuki daerah kritis

mengirimkan pesan permintaan ke koordinator.

� Koordinator menentukan prose mana yang bisa

copyrig

ht G

ilangK 2009

� Koordinator menentukan prose mana yang bisa

mengakses daerah kritis dengan mengirimkan

balasan. Bila proses mendapatkan balasan dari

koordinator maka dapat masuk ke daerah kritis.

� Setelah proses memasuki daerah kritis maka

mengirimkan pesan release kepada koordinator,

agar daerah kritis dapat diakses oleh proses lain.

copyrig

ht G

ilangK 2009

SIFAT

PENDEKATAN TERSENTRALISASI (LANJUTAN)

� Kelebihan :

� Menjamin mutual eksklusi

� Tidak ada starvation

� Pemesanan permintaan akses

� Hanya butuh tiga pesan

copyrig

ht G

ilangK 2009

� Hanya butuh tiga pesan

� Kelemahan :

� Bila node koordinator rusak maka sistem akan crash.

� Node akan menjadi antrean, maka perlu skema

khusus bagi koordinator proses

copyrig

ht G

ilangK 2009

PENDEKATAN ALGORITMA TERDISTRIBUSI

Ciri :

� Semua proses memiliki informasi yang sama secararata-rata.

� Masing-masing node hanya memiliki gambaranparsial dan harus menentukan kebijakan dariinformasi tersebut.

copyrig

ht G

ilangK 2009

informasi tersebut.

� Seluruh node akan menjadi sama tanggung jawabnyauntuk keputusan akhir.

� Seluruh node bergantung kepada upaya rata-rata dalam pengaruh dari sebuah keputusan akhir.

� Kesalahan dari sebuah node secara umum tidakmengakibatkan seluruh sistem hancur.

� Terdapat clock umum untuk seluruh sistem denganmeregulasikan waktu even.

copyrig

ht G

ilangK 2009

SKEMA ALGORITMA TERDISTRIBUSI

Proses

AProses

Daerah

kritis

I not

use

Ok up

2 u

copyrig

ht G

ilangK 2009

AProses

C

Proses

B

I’m

inn

copyrig

ht G

ilangK 2009

MASALAH YANG TIMBUL

� Clock secara umum akan mengakibatkan adanya

deadlock, ketika ada dua proses yang

mengirimkan secara bersamaan.

� Untuk itu diperkenalkan pendekatan penanda

waktu (time stamping) untuk menyempurnakan

copyrig

ht G

ilangK 2009

waktu (time stamping) untuk menyempurnakan

algoritma terdistribusi.

� Sinkronisasi dari penanda waktu harus dipatuhi

oleh semua proses. Jika tidak akan deadlock.

copyrig

ht G

ilangK 2009

TIME STAMPING

� Timestappingmengurutkan event yang terdiri dari transmisi event. Contohnya bila ada dua buah proses A dan B, bila proses A lebihdahulu daripada proses B maka nilai timestap dari A lebih rendahdari B.

� Masing-masing event memiliki clock lokal. Clock lokal digunakansebagai penghitung sederhana yang meningkat diantara dua ataulebih event yang dieksekusi selama proses berlangsung.

� Sebuah proses meningkatkan nilai clock lokal setiap kali menerimapesan yang memiliki timestamp lebih dari nilai local clock saat ini.

copyrig

ht G

ilangK 2009

� Sebuah proses meningkatkan nilai clock lokal setiap kali menerimapesan yang memiliki timestamp lebih dari nilai local clock saat ini. Ketika proses menerima pesan, maka akan proses akan men-setcounter satu kali lebih tinggi dari nilai maksimal dari nilai clock sekarang dan waktu penanda kedatangan pesan.

� Ketika ada dua proses yang mengirimkan pesan secara bersamaandan konkuren. Prioritas ditentukan berdasarkan proses identitasuntuk menghindari deadlock. Contohnya pesan dikirim oleh P1 danP2 pada saat local clock 5. Maka yang didahulukan adalah pesanmilik P1.

� Pesan yang dikirim akan diterima oleh semua proses yang ada dalamsatu jaringan.

copyrig

ht G

ilangK 2009

PENDEKATAN ALGORITMA TERDISTRIBUSI

PENUH (FULLY DISTRIBUTED)

� Ketika proses (P1) akan mengakses ke sumber kritis, maka akan menggeneralisasi timestamp danmengirimkan pesan permintaan ke semua proses.

� Ketika proses yang lain menerima permintaan pesandari proses P1 maka akan dibalas secepatnya ataumungkin akan menolak melakukan balasan kembali.

copyrig

ht G

ilangK 2009

mungkin akan menolak melakukan balasan kembali. Hal ini tergantung ada tidaknya pesan permintaanyang telah dibalas sebelumnya.

� Ketika proses P1 telah mendapatkan balasan darisemua proses maka ia akan dapat masuk ke daerahkritisnya.

� Saat sudah keluar dari daerah kritisnya maka prosesP1 akan mengirimkan pesan pelepasan keseluruhproses.

copyrig

ht G

ilangK 2009

LANJUTAN

Pembalasan oleh proses didasarkan pada :

� Jika Proses berada dalam daerah kritis maka akanmenunda pengiriman pesan balasan ke proses yang meminta.

� Jika proses tidak menunggu untuk memasukkanbagian kritis (tidak mengeluarkan sebuah

copyrig

ht G

ilangK 2009

bagian kritis (tidak mengeluarkan sebuahpermintaan tetap) akan mentransmisikan balasan.

� Jika proses menunggu untuk memasukkan daerahkritis namun belum dilakukan maka ia akanmemeriksa timestamp yang ada pada dirinya. Jika Ts lebih besar dari waktu pada saat dia mengirimkanpesan permintaan maka pembalasan pesan akanditunda, jika tidak maka balasan akan dikirimsegera.

copyrig

ht G

ilangK 2009

SIFAT ALGORITMA TERDISTRIBUSI

SEMPURNA

� Kelebihan

� Free Deadlock

� Free Starvation

� Ensure Mutual Exclusion

� Kelemahan

� Karena setiap proses harus mengetahui keadaan dan

copyrig

ht G

ilangK 2009

� Karena setiap proses harus mengetahui keadaan danidentitas dari proses yang lain. Maka kegiatanpenambahan dan penghapusan proses menjadi kompleks.

� Bila satu proses rusak, maka seluruh sistem akan kolaps. Hal ini dapat diatasi dengan memonitoring secara holistic dan terus menerus terhadap semua proses.

� Proses yang tidak harus memasuki wilayah kritisnyaharus menghentikan sementara kegiatannya untukmemberikan kesempatan proses lain memasukki daerahkritis. Hal ini berpengaruh pada performa dari sistem

copyrig

ht G

ilangK 2009

SKEMASISTEMTERDISTRIBUSISEMPURNA

copyright GilangK 2009copyright GilangK 2009

PENDEKATAN TOKEN PASING

� Menggunakan logika cincin untuk

mendistribusikan token ke proses selanjutnya.

� Satu token hanya dipegang oleh satu proses. Dan

proses yang berhak masuk ke daerah kritis

adalah proses pembawa token.

copyrig

ht G

ilangK 2009

adalah proses pembawa token.

� Ketika telah selesai memasuki daerah kritis,

proses mengirim token ke proses selanjutnya.

� Saat proses akan membutuhkan daerah kritis

dan tidak membawa token. Maka akan

mengirimkan pesan ke seluruh proses dan

menunggu untuk gilirannya.

copyrig

ht G

ilangK 2009

SKEMA TOKEN PASSING

A

C

B

h

Sorry I

reguest

first dude

copyrig

ht G

ilangK 2009

f

E

D

C

gi’mfinish

I’ll pass

it

I need

copyrig

ht G

ilangK 2009

SIFAT TOKEN PASSING

� Kelebihan

� Tidak ada starvation

� Terpenuhinya mutual eksklusi.

� Pada saat kondisi terburuk sekalipun, tidak adaproses yang terhenti hanya untuk menunggu proseslain memasuki daerah kritisnya.

copyrig

ht G

ilangK 2009

lain memasuki daerah kritisnya.

� Kelemahan

� Kemungkinan hilangnya token diantara proses. Sulitmelakukan pencarian dan regenerasi token.

� Jika proses crash, maka sulit dideteksi. Dan ketikaada proses yang mati tidak dapat dideteksi olehproses sebelahnya karena sistem ini terlalu mudahdalam melakukan recover.

copyrig

ht G

ilangK 2009

KESIM

PULAN

copyright GilangK 2009

�None is Robust to System Crash

copyright GilangK 2009

DAFTAR RUJUKAN

� Stalling, William.2005. Sistem Operasi :Internal

dan Prinsip Prinsip Perancangan Jilid 1 edisi

keempat.Jakarta : PT Indeks Kelompok

Gramedia.

� Stalling, William.2005. Sistem Operasi :Internal

copyrig

ht G

ilangK 2009

� Stalling, William.2005. Sistem Operasi :Internal

dan Prinsip Prinsip Perancangan Jilid 2 edisi

keempat.Jakarta : PT Indeks Kelompok

Gramedia.

� Fornacario, William.2003. Operating System

Mutual Exclusion in Distributed System.pdf,

(Online), diakses pada 5 Desember 2009

copyrig

ht G

ilangK 2009