UTS Sistem Operasi 2025

UTS Sistem Operasi, gasal 2025/2026. Selasa, 14 Oktober 2025. 10.00–11.40 WIB (100 menit). Open 1 lembar catatan.

Tuliskan NIM dan nama pada setiap lembar jawab. Jawab pada lembar jawab dan sertakan asumsi/gambar bila perlu.

Soal 1 — 15%

Jelaskan secara singkat proses fetch dan execution dari satu instruksi dalam siklus eksekusi program. Sebutkan peran Program Counter (PC) dan Accumulator (AC) dalam proses tersebut.

Soal 2 — 15%

Jelaskan bagaimana interupsi dapat menyebabkan pengalihan proses dalam sistem operasi. Kaitkan dengan diagram tiga keadaan proses: running – ready – blocked.

Soal 3 — 30%

Diberikan empat proses:

Proses	Waktu tiba	Burst time (ms)
A	0	8
B	1	4
C	2	9
D	3	5

a. Gambarkan Gantt chart eksekusi dengan SRF (Shortest Remaining-time First) dan HRN (Highest Ratio Next). b. Hitung rata-rata waiting time dan rata-rata turnaround time untuk masing-masing algoritma.

Soal 4 — 20%

Perhatikan skema monitor berikut:

monitor ProducerConsumer
    condition full, empty;
    integer count;
    procedure insert(item: integer);
    begin
        if count = N then wait(full);
        insert_item(item);
        count := count + 1;
        if count = 1 then signal(empty)
    end;
    function remove: integer;
    begin
        if count = 0 then wait(empty);
        remove = remove_item;
        count := count - 1;
        if count = N - 1 then signal(full)
    end;
    count := 0;
end monitor;

a. Jelaskan secara singkat mengapa kondisi pada kedua sinyal (wait/signal) diperlukan dalam skema monitor. b. Sebutkan satu keuntungan pendekatan monitor dibanding skema sleep/wakeup murni, terkait risiko lost wakeup.

Soal 5 — 20%

Jelaskan Readers and Writers Problem. Apa perbedaan utama proses reader dan writer? Apa tantangan yang muncul dalam mengatur sinkronisasi antarproses ini?

Soal 1–2 di halaman PDF 1; soal 3–5 di halaman PDF 2.

Siklus instruksi, interupsi, penjadwalan proses, monitor, serta readers-writers.

1. Fetch dan execution

PC menyimpan alamat instruksi berikutnya. Pada fetch, CPU membaca instruksi dari memori berdasarkan PC ke register instruksi, lalu memperbarui PC ke alamat berikutnya. Pada execution, CPU mendekode dan menjalankan instruksi: misalnya mengambil operand, melakukan operasi ALU, dan menyimpan hasil. Pada mesin berbasis akumulator, AC menampung operand atau hasil sementara ALU. Instruksi cabang dapat mengganti PC dengan alamat target; peran persis AC bergantung arsitektur.

2. Interupsi dan tiga keadaan

Ketika interupsi diterima, CPU menyimpan konteks proses berjalan dan masuk ke handler OS. Setelah penanganan, scheduler dapat memilih proses siap lain, lalu memulihkan konteksnya. Interupsi timer dapat memindahkan running → ready (preemption); interupsi penyelesaian I/O memindahkan proses yang menunggu dari blocked → ready. Proses running menjadi blocked ketika meminta I/O atau menunggu kejadian; ready → running terjadi saat dijadwalkan. Interupsi itu sendiri tidak selalu menghasilkan pergantian proses.

3. SRF dan HRN

Data: A (tiba 0, burst 8), B (1, 4), C (2, 9), D (3, 5). SRF preemptive memilih sisa burst terkecil; HRN nonpreemptive memilih rasio $(waktu\ tunggu+burst)/burst$ tertinggi saat CPU bebas.

SRF: 0–1 A | 1–5 B | 5–10 D | 10–17 A | 17–26 C. Pada t=1, B (4) mengalahkan sisa A (7); pada t=5 D (5) lebih pendek daripada A (7) dan C (9).

HRN: 0–8 A | 8–12 B | 12–17 D | 17–26 C. Pada t=8 rasio B = 11/4, C = 15/9, D = 10/5; pada t=12 rasio D = 14/5 dan C = 19/9.

Proses	SRF selesai	SRF turnaround	SRF tunggu	HRN selesai	HRN turnaround	HRN tunggu
A	17	17	9	8	8	0
B	5	4	0	12	11	7
C	26	24	15	26	24	15
D	10	7	2	17	14	9

Turnaround = selesai − tiba; tunggu = turnaround − burst. Rata-rata SRF: tunggu 6,5 ms, turnaround 13 ms. Rata-rata HRN: tunggu 7,75 ms, turnaround 14,25 ms.

4. Monitor producer-consumer

a. Jika count = N, produsen menunggu full agar tidak menimpa isi. Setelah konsumen menghapus item dari buffer penuh, count = N−1 dan signal(full) membangunkan produsen. Jika count = 0, konsumen menunggu empty agar tidak mengambil dari buffer kosong. Setelah produsen memasukkan item pertama, count = 1 dan signal(empty) membangunkan konsumen. Sinyal pada transisi batas ini memberitahu bahwa kondisi penghalang berubah.

b. Monitor menggabungkan saling eksklusi dengan operasi tunggu yang melepaskan lock secara atomik, sehingga pemeriksaan kondisi dan mulai menunggu tidak disela produsen/konsumen lain seperti pada sleep/wakeup murni. Pada semantik monitor Mesa, gunakan while untuk memeriksa ulang kondisi setelah bangun; sinyal bukan token yang disimpan.

5. Readers dan writers

Beberapa reader boleh membaca data yang sama bersamaan selama tidak ada writer. Writer memodifikasi data dan harus eksklusif terhadap reader maupun writer lain agar tidak terjadi pembacaan parsial atau pembaruan hilang. Sinkronisasi harus menjaga eksklusivitas sambil memilih kebijakan keadilan: preferensi reader dapat membuat writer kelaparan, dan preferensi writer dapat membuat reader kelaparan. Antrian adil atau batas giliran dapat mengurangi starvation.

Pembahasan ditulis independen oleh belajar.myudak, bukan kunci jawaban resmi. Soal asli tetap milik pengampu mata kuliah dan ditampilkan langsung dari arsip Google Drive.