APLIKASI PEMBELAJARAN SISTEM OPERASI DALAM MATERI
PROSES PENJADWALAN FCFS, SJF DAN ROUND ROBIN
Oleh : Yasir Hasan
Dosen Tetap STMIK Budi Darma Medan Jl. Sisingamangaraja No. 338 Simpang Limun Medan www.stmik-budidarma.ac.id//Email:[email protected]
Abstrak
Cara pelaksanaan pembelajaran yang memvisualisasikan teori dalam peningkatan kualitas pembelajaran merupakan pencapaian konsep untuk pemahaman secara cepat dan tepat. Komputer salah satu media yang dapat digunakan untuk memvisualisasikan teori-teori dalam belajar dan mengajar. Penerapan visualisasi teori merupakan model pembelajaran yang bersifat simulasi dan kooperatif sehingga dalam aktifitasnya materi yang disampaikan dapat dengan mudah dipahami oleh pelajar. Adapun kesulitan pelajar dalam menerima dan menyimpulkan materi diketahui berdasarkan orientasi, kondisi, dan responsif dalam kelas. Pada tulisan ini akan dibahas pembuatan aplikasi pembelajaran yang memvisualisasikan materi proses dalam Sistem Operasi yang terdiri dari teori algoritma-algoritma penjadwalan yaitu First Come First Serve (FCFS), Shortest Job First (SJF) dan Round Robin. Penggunaan aplikasi pembelajaran ini diharapkan mampu mempermudah penyampaian dan pemahaman materi Sistem Operasi
Kata kunci: Pembelajaran, First Come First Serve (FCFS), Shortest Job First (SJF), Round Robin,Sistem Operasi
1. Pendahuluan
Proses adalah program yang dieksekusi dalam memori. Dalam sistem operasi kata lain dari proses adalah job dan task. Proses yang dikerjakan berdasarkan waktu eksekusi dari CPU (processor) tergantung dari jenis dan arsitektur komputer.
Keragaman CPU dalam evolusi Processor menciptakan kedinamisan pengetahuan yang juga berlandaskan pada pencapaian pengetahuan tersebut di bidang pendidikan ilmu komputer teknik informatika. Sehingga perlunya penerapan konsep pemahaman secara tepat dan cepat dari pengetahuan yang selalu bertambah sesuai dengan perkembangan ilmu teknologi komputer.
Sistem operasi adalah kumpulan perangkat lunak yang berfungsi sebagai penghubung pengguna (User) dan perangkat lunak(software) terhadap perangkat keras (Hardware). Dalam pembelajaran sistem operasi terdapat materi ajar proses, penyelesaian proses dan hubungan proses dengan sumber daya (resources). Hal tersebut merupakan mekanisme yang harus dimiliki sistem operasi yang disebut penjadwalan. Penjadwalan adalah ketentuan secara matematis yang diterapkan dalam penyelesaian proses baik secara singlethread atau multithread dan bertujuan optimalisasi eksekusi proses terhadap sumber daya fisik dan abstrak.
Tuntutan atas rumitnya pemahaman terhadap kinerja sistem operasi dalam materi proses penjadwalan yang disampaikan dalam waktu singkat di perkuliahan sangat tidak relevan. Sehingga hal ini dapat membuat mahasiswa sebagai pelajar menjadi bingung karena membutuhkan gambaran dalam membantu peningkatan penalaran dan responsif dalam pembelajaran sistem operasi.
Tindakan memvisualisasikan materi teori sistem
operasi dalam bentuk aplikasi pembelajaran atau simulasi dapat memberikan pengaruh yang baik dalam bidang pendidikan. Dengan bantuan komputer pembelajaran yang bersifat teori dapat disampaikan secara aplikatif dan interaktif sehingga dapat mencapai konsep pemahaman secara cepat dan tepat.
2. Landasan Teori 2.1 Sistem Operasi
Pengertian sistem operasi secara umum ialah pengelola seluruh sumber-daya yang terdapat pada sistem komputer dan menyediakan sekumpulan layanan (system calls) yang sering disebut “tools atau utility” berupa aplikasi kepemakai sehingga memudahkan dan menyamankan penggunaan ketika Memanfaatkan sumber-daya sistem komputer tersebut.
Sistem Operasi merupakan program utama yang menghubungkan Software Aplikasi yang digunakan oleh user dengan hardware.
Sistem Operasi yang sangat populer pada sistem komputer pada milenium sekarang ini yaitu Windows, Linux, dan Mac OS. Sedangkan untuk komputer mobile yaitu Symbian, Android, RIM Black Berry, dan Bada.
2.2 Penjadwalan
Penjadwalan proses merupakan kumpulan kebijaksanaan dan mekanisme di sistem operasi yang berkaitan dengan urutan kerja yang dilakukan sistem komputer.
Terdapat dua tipe penjadwalan (Scheduller) pada sistem operasi, yaitu :
1. Preemtive, proses yang dapat digantikan atau bersifat kooperatif.
2. Non-Preemtive, proses yang tidak dapat digantikan disebut juga independent.
2.2.1 Algoritma penjadwalan.
Terdapat berbagai jenis penjadawalan antara lain. 1. First Come First Serve (FCFS)
FCFS
merupakan algoritma penjadwalan yang paling sederhana yang digunakan CPU. Dengan menggunakan algoritma FCFS setiap proses yang berada pada status ready dimasukkan ke dalam antrian. FIFO sesuai dengan waktu kedatangannya. Proses yang tiba terlebih dahulu yang akan dieksekusi terlebih dahulu.2. Shortest Job First (SJF)
Dengan algoritma ini maka setiap proses yang ada di antrian ready akan dieksekusi berdasarkan burst
time terkecil. Hal ini mengakibatkan waiting time
yang pendek untuk setiap proses dan karena hal tersebut maka waiting time rata-ratanya juga menjadi pendek, sehingga dapat dikatakan bahwa algoritma ini adalah algoritma yang optimal.
Ada beberapa kekurangan dari algoritma ini yaitu: 1. Kesulitan untuk memprediksi burst time proses
yang akan dieksekusi selanjutnya .
2. Proses yang mempunyai burst time yang besar akan memiliki waiting time yang besar pula karena yang dieksekusi terlebih dahulu adalah proses dengan burst time yang lebih kecil.
3. Round Robin
Algoritma ini didesin untuk sistem time-sharing. Proses akan mendapat jatah sebesar time quantum dengan nilai quantum umumnya sebesar 10-100 ms. Jika time quantum-nya habis atau proses sudah selesai CPU akan dialokasikan ke proses berikutnya. Tentu proses ini cukup adil karena tak ada proses yang diprioritaskan, semua proses mendapat jatah waktu yang sama dari CPU (1/n), dan tak akan menunggu lebih lama dari (n-1)/q. Algoritma ini sepenuhnya bergantung besarnya time quantum. Jika terlalu besar, algoritma ini akan sama saja dengan algoritma come first-served. Jika terlalu kecil, akan semakin banyak peralihan proses sehingga banyak waktu terbuang.
2.3.1 Computer Assisted Instruction (CAI)
Pengajaran Berbantuan komputer adalah aplikasi komputer sebagai bagian integral dalam sistem pembelajaran terhadap proses belajar dan mengajar yang bertujuan membantu siswa dalam belajarnya bisa melalui pola interaksi dua arah melalui terminal komputer maupun multi arah yang diperluas melalui jaringan komputer dan juga diperluas fungsinya melalui interface multimedia. CAI dikembangkan
berdasarkan model penelitian dan pengembangan, secara garis besar meliputi empat tahap yaitu [4]: 1. Pendahuluan, yaitu studi pustaka yang terdiri dari
mempelajari teori dan hasil penelitian terdahulu dilanjutkan dengan studi lapangan yang terdiri dari profil sasaranpenelitian, kekuatan dan kelemahan.
2. Pengembangan, yakni terdiri dari tujuan, kemampuan penelitian, parisipan, prosedur dan uji kelayakn terbatas. Kemudian dilanjutkan dengan desain hipotetik.
3. Uji lapangan, yang terdiri dari tiga tahap diantaranya preliminary field testing, main fieldtesting dan operational field testing. Diakhiri dengan desain final sebelum menuju ke tahap diseminasi.
4. Desiminasi, setelah uji lapangan dilanjutkan dengan sosialisai dan desiminasi.
Ciri-ciri Computer Assisted instruction: 1. Langkah-langkah kecil
2. Menanggapi dengan jelas 3. Umpan balik cepat 4. Lompatan diri sendiri
Jenis-Jenis Computer Assited Instruction [4] : 1. Tutorial
Tutorial bertujuan untuk menyampaikan atau menjelaskan materi tertentu dimana komputer menyamakan materi, mengajukan pertanyaan dan memberikan umpan balik sesuai dengan jawaban siswa. Dalam menyajikan materi, tutorial dapat dibedakan menjadi tutorial linear dan tutorial bercabang. Tutorial linear menyajikan suatu topik ke dalam topik berikutnya sesuai urutan yang telah ditetapkan oleh pemrograman, sehingga siswa tidak dapat memilih materi pembelajaran sesuai keinginan dan kemampuannya. Dengan demikian, setiap siswa harus mempelajari materi yang sama, tutorial linear mengabaikan perbedaan kemapuan individu. Sebaliknya pada tutorial bercabang perbedaan individu diperhatikan dengan memberikan kebebasan pada siswa untuk mempelajari materi sesuai keinginan dan kemapuan. Penyajian materi dan topik pada tutorial bercabang menyesuaikan dengan pilihan dan kemampuan siswa.
2. Latihan dan Praktik (Drill)
Model drill merupakan suatu model dalam pembelajaran dengan jalan melatih siswa terhadap bahan pelajaran yang sudah diberikan. Dengan latihan yang terus menerus, maka akan tertanam dan kemudian akan menjadi kebiasaan. Secara umum tahapan materi penyajian model drill adalah sebagai berikut :
a. Penyajian masalah-masalah dalam bentuk latihan soal tingkat tertentu dari penampilan siswa. b. Siswa mengerjakan soal-soal latihan
c. Program menekan penampilan siswa, mengevaluasi, kemudian memberikan umpan balik.
d. Jika jawaban siswa benar program menyajikan materi selanjutnya dan jika jawaban siswa salah program menyediakan fasilitas untuk mengulang latihan (temedial) yang dapat diberikan secara parsial atau pada akhir keseluruhan soal.
3. Simulasi
Simulasi digunakan untuk memperagakan sesuatu keterampilan, sehingga siswa merasa seperti berada dalam keadaan sebenarnya. Simulasi banyak digunakan pada pembelajaran materi yang membahayakan, sulit atau memerlukan biaya tinggi, misalnya melatih pilot pesawat terbang atau pesawat tempur.
3. Analisa Dan Pembahasan 3.1 Analisa
Tahapan-tahapan yang dilakukan dalam proses pembuatan perangkat lunak pembelajaran yaitu :
Gambar 1. Skema Pembuatan Perangkat Lunak
Dalam analisa untuk pengaplikasian teori dari materi proses penjadwalan dapat dirincikan sebagai berikut, yaitu :
1. Menyajikan materi-materi algoritma penjadwalan FCFS, SJF dan Round Robin.
2. Mendefenisikan Proses-proses, waktu kedatangan (Arrival Time), Waktu layanan (BurstTime), waktu tunggu (waiting time) dan waktu keseluruhan (turnaround time) serta waktu jatah eksekusi(Quantum time) untuk Round Robin. 3. Menyajikan prosedur algoritma penjadwalan
FCFS, SJF dan Round Robin
4. Melakukan proses penyelesaian gantt chart simulasi penjadwalan dengan variasi nilai input yang dinamis
Materi yang akan disajikan dalam perangkat lunak pembelajaran yaitu proses penjadwalan FCFS, SJF dan Round Robin.
Kriteria Penjadwalan, yaitu :
1. CPU utilization: tingkat penggunaan CPU
2. Throughput: jumlah proses yang diselesaikan persatuan waktu
3. Turnaround time: waktu tunggu sejak sebuah proses di-submit hingga selesai eksekusi
4. Waiting time: total waktu sebuah proses berada dalam ready queue
5. Response time: waktu tunggu sejak sebuah proses
di-submit sampai respon pertama diperoleh.
Pendefenisian
1. Proses adalah program-program yang dijadwalakan
Æ Process = P , jika terdapat 4 proses maka proses-proses yang di input P1, P2, P3, P4 2. Waktu kedatangan proses
Æ Arrival Time = ATP, maka terdapat ATP1, ATP2, ATP3, ATP4
3. Waktu Layanan adalah jumlah waktu pengerjaan yang diberikan CPU
Æ BurstTime = BTP, maka terdapat BTP1, BTP2, BTP3, BTP4.
4. Waktu tunggu adalah total waktu proses menunggu dikarenakan terpengaruh oleh waktu layanan proses lain
Æ Waiting Time = WTP, maka terdapat WTP1, WTP2, WTP3, WTP4.
5. Waktu keseluruhan adalah banyaknya waktu layanan dan waktu tunggu yang dialami oleh setiap proses.
ÆTurnAroundTime = TAP, maka terdapat TAP1, TAP2, TAP3, TAP4
6. Waktu Jatah untuk penjadwalan Round Robin adalah waktu pengerjaan yang sama terhadap setiap proses dan telah ditentukan
ÆQuantumTime = QT
Ædalam pengerjaan waktu tersebut disebut runningtime process (RP) yaitu BTP dibagi QT dengan ketentuan, yaitu :
1. Hasil bagi menyatakan jumlah perulangan QT
2. Sisa bagi menyatakan melanjutkan perulangan QT sebanyak nilai sisa bagi.
1. Algoritma First Come First Serve (FCFS)
Input :
Æ Proses(P), Arrival Time (ATP), Burst Time (BTP)
Æ prosesname = m Jmlproses = r Output :
Æ Waiting Time (WTP), Turn Around Time (TAP), Proses:
Æ Kerjakan ArrivalTime terkecil setiap proses. urutan proses
i = i + 1 until i < r
j = jika P(1) digantikan ke P(2) maka ambil BTP(1)
k = jika P(1) mengantikan P(2) maka ambil BTP(2)
Æ WaitingTime WTPr = cek jika j atau k Æ TurnAroundTime = BTP + WTP Modul Teori Penjadwalan Percobaan Algoritma Penjadwalan Rancangan Desain yang akan dibuat Implementasi pada program Proses Penyesuaian dan analisa Hasil aplikasi media belajar
2. Algoritma Shortest Job First (SJF)
Input :
Æ Proses(P), Arrival Time (ATP), Burst Time (BTP)
Æ prosesname = m Jmlproses = r Output :
Æ Waiting Time (WTP), Turn Around Time (TAP), Proses:
Æ Kerjakan BurstTime yang terkecil setiap proses Jika sama kerjakan ArrivalTime terkecil setiap proses
j = jika P(1) digantikan ke P(2) maka ambil BTP(1)
k = jika P(1) mengantikan P(2) maka ambil BTP(2)
Æ WaitingTime WTPr = cek jika j atau k Æ TurnAroundTime = BTP + WTP
3. Round Robin (RR)
Input :
Æ Proses(P), Arrival Time (ATP), Burst Time (BTP) Æ QuantumTime = q Æ prosesname = m Jmlproses = r RunningProses = rp Output :
Æ Waiting Time (WTP), Turn Around Time (TAP), Proses: Æ BTP/QT i = i + 1 until i < r Æ hasil bagi = rp(r) sisa bagi = rp(n) maka rp(r) next rp(n) Æ jika BTP < QT|=QT maka BTP = rp(r)
Æ Kerjakan rp(r) dari urut proses terkeci setiap proses
j = jika rp(r) berpengaruh ke P(n) maka ambil BTP(r)
k = jika P(r) dipengaruhi P(n) maka ambil BTP(n)
Æ WaitingTime WTPr = cek jika j atau k Æ TurnAroundTime = BTP + WTP
3.2 Pembahasan
Adapun Pembelajaran yang dibuat datampilkan dalam bentuk visualisasi seperti berikut ini :
1. Form Utama
Dalam aplikasi diperlukan menu agar fungsi dari aplikasi tersebut dapat diakses dengan cepat oleh pengguna.
Gambar 1. Tampilan Menu Utama
2. Form Simulasi First Come First Serve (FCFS)
Pada form ini ditampilkan Simulasi Algoritma Penjadwalan FCFS
Gambar 2. Tampilan Simulasi Algoritma Penjadwalan FCFS
3.Form Simulasi Shortest Job First (SJF)
Pada form ini ditampilkan Simulasi Algoritma Penjadwalan FCFS
Gambar 3. Tampilan Simulasi Algoritma Penjadwalan SJF
1. Form Simulasi Round Robin
Tampilan simulasi menunjukan proses enkripsi dan dekripsi Caesar Chiper
Gambar 7. Tampilan Simulasi Algoritma Penjadwalan Round Robin
4. Kesimpulan Dan Sararan 4.1. Kesimpulan
Berdasarkan studi dan penelitian yang dilakukan maka dapat disimpulkan yaitu :
1. Pembelajaran teori yang divisualisasikan dengan metode Computer Assisted Instruction
mempermudah pemahaman dalam penyampaian materi yang disajikan.
2. Proses penjadwalan FCFS, SJF dan Round Robin merupakan mekanisme optimasi penyelesaian waktu proses-proses
3.
Perangkat lunak dapat membantu pemahaman cara kerja CPU terhadap proses.
5.1 Saran
Beberapa saran yang dapat dipertimbangkan untuk pengembangan selanjutnya.
1. Aplikasi dapat dikembangkan dengan menyajikan materi penjadwalan yang lebih lainnya.
2. Aplikasi dapat ditambahkan fasilitas multimedia dan animasi agar lebih menarik.
3. Metode CAI (Computer Assisted Instruction) dapat diganti dengan metode pembelajaran yang baru misalnya yang berbasiskan web.
Daftar Pustaka
[1] Bambang Hariyanto,. Ir. 2002. Sistem Operasi. Edisi kedua. Informatika. Bandung
[2] Masyarakat Digital Gotong Royong (MDGR). 2006. Pengantar Sistem Operasi KomputerPlus
Illustrasi Kernel Linux.
http://bebas.vlsm.org/v06/Kuliah/SistemOperasi/ BUKU/. Diakses 31 Agustus 2007
.[3] http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/1315683 00/ pembelajaranberbantuan komputer [4] http://repository.upi.edu/operator/upload/s_ktp _ 060110_chapter2.pdf [5] http://www.sabah.edu.my/skpmtdon/notes/Teori model p p.pdf
