IF Notes

Konsep, State, dan Penjadwalan Proses

3 min read

Back to IF2130 Sistem Operasi

Konsep, State, dan Penjadwalan Proses

Questions/Cues

  • Apa itu Proses?

  • Apa saja bagian dari proses di memori?

  • Apa itu Process State?

  • Apa itu Process Control Block (PCB)?

  • Apa itu Scheduler?

  • Beda long-term, short-term, & medium-term scheduler?

  • Beda proses I/O-bound vs CPU-bound?

  • Apa itu Context Switch?

Reference Points

  • PDF: 2. IF2130-02-2025-Processpdf.pdf

  • Slides: 3-18

Konsep Proses

Sebuah Proses adalah program yang sedang dieksekusi. Ini bukan hanya kode program itu sendiri (yang pasif), melainkan sebuah entitas aktif yang memiliki state dan sumber daya.

Sebuah proses terdiri dari beberapa bagian dalam memori:

  • Text Section: Kode program yang dapat dieksekusi.

  • Data Section: Variabel global.

  • Heap: Memori yang dialokasikan secara dinamis selama runtime.

  • Stack: Data sementara untuk pemanggilan fungsi (parameter, variabel lokal, return addresses).

  • Program Counter (PC): Menunjukkan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi.

  • Register CPU: Nilai-nilai register saat ini.

Process State (Status Proses)

Seiring berjalannya waktu, sebuah proses akan berpindah-pindah status. Diagram 5 status dasarnya adalah:

  1. New: Proses sedang dibuat.

  2. Ready: Proses siap untuk dieksekusi dan sedang menunggu jatah waktu dari CPU.

  3. Running: Instruksi-instruksi proses sedang dieksekusi oleh CPU.

  4. Waiting (or Blocked): Proses sedang menunggu suatu event terjadi (misalnya, operasi I/O selesai atau menerima sinyal).

  5. Terminated: Proses telah selesai dieksekusi.

Process Control Block (PCB)

PCB adalah struktur data di dalam kernel yang menyimpan semua informasi yang berkaitan dengan sebuah proses. Setiap proses memiliki satu PCB. PCB bisa dianggap sebagai “kartu identitas” proses.

Informasi yang disimpan di PCB meliputi:

  • Process State: Status saat ini (Ready, Running, etc.).

  • Process ID (PID): Nomor identifikasi unik.

  • Program Counter & CPU Registers: Disimpan saat proses diinterupsi agar bisa dilanjutkan kembali.

  • Informasi Penjadwalan CPU: Prioritas, pointer ke antrian penjadwalan.

  • Informasi Manajemen Memori: Peta memori atau pointer ke tabel halaman.

  • Informasi Akuntansi: Waktu CPU yang telah digunakan, batasan waktu.

  • Informasi Status I/O: Daftar perangkat I/O yang dialokasikan, daftar file yang dibuka.

Penjadwalan (Scheduling)

OS menggunakan beberapa jenis scheduler untuk mengelola alur proses:

  • Long-Term Scheduler (Job Scheduler): Memilih proses-proses dari job pool di disk untuk dimuat ke dalam memori (ready queue). Scheduler ini mengontrol tingkat multiprogramming (jumlah proses di memori). Jarang dieksekusi.

  • Short-Term Scheduler (CPU Scheduler): Memilih proses berikutnya yang akan dieksekusi dari ready queue dan mengalokasikan CPU untuknya. Sangat sering dieksekusi (setiap beberapa milidetik).

  • Medium-Term Scheduler (Swapper): Kadang-kadang digunakan untuk memindahkan proses dari memori ke disk (swapping out) untuk mengurangi tingkat multiprogramming dan membebaskan memori. Proses yang di-swap out dapat dimasukkan kembali ke memori nanti.

Jenis Proses: I/O-Bound vs. CPU-Bound

  • I/O-Bound Process: Proses yang lebih banyak menghabiskan waktu menunggu I/O daripada melakukan komputasi. Cirinya: banyak CPU burst yang singkat.

  • CPU-Bound Process: Proses yang lebih banyak menghabiskan waktu melakukan komputasi. Cirinya: sedikit CPU burst yang sangat panjang.

Long-term scheduler yang baik akan mencoba menjaga campuran seimbang antara kedua jenis proses ini di memori untuk memaksimalkan utilitas CPU dan I/O.

Context Switch

Context Switch adalah mekanisme untuk mengalihkan CPU dari satu proses ke proses lain. Prosesnya meliputi:

  1. Menyimpan konteks (nilai register, PC, dll.) dari proses yang sedang berhenti ke dalam PCB-nya.

  2. Memuat konteks dari proses baru yang akan berjalan dari PCB-nya ke register CPU.

Context switch adalah overhead karena selama proses peralihan ini, sistem tidak melakukan pekerjaan produktif apa pun.

Summary

Sebuah Proses adalah program yang sedang dieksekusi, yang statusnya (New, Ready, Running, Waiting, Terminated) dan seluruh informasinya disimpan dalam sebuah Process Control Block (PCB). Sistem Operasi menggunakan scheduler—Long-term untuk mengontrol tingkat multiprogramming dan Short-term untuk memilih proses berikutnya yang akan berjalan—untuk mengelola alur proses. Peralihan CPU antar proses, yang disebut Context Switch, adalah operasi inti yang memungkinkan multitasking tetapi juga merupakan overhead bagi sistem.

Graph View

Backlinks