Modul Ajar — Pertemuan 4: Sistem Operasi & Cara Kerja CPU

Haikal Adli

INFORMATIKA · KELAS X · PERTEMUAN 4 dari 4

🪟 Sistem Operasi & Cara Kerja CPU

Mengenal peran Sistem Operasi, cara komputer menjalankan banyak program sekaligus, dan bagaimana CPU bekerja di level paling dasar.

📖 Buka Ebook Bab 3 Teknologi dan Budaya Digital — Bab 3A, Hal. 114–127

🔎 Pemantik

Kenapa HP kalian bisa memutar musik sambil kalian chatting di WhatsApp secara bersamaan, padahal di dalamnya cuma ada satu atau beberapa prosesor kecil?

1 Sistem Operasi (OS)

Bab 3A · Hal. 114–116

Sistem Operasi (OS) adalah perangkat lunak dasar yang menjadi perantara antara hardware dan software aplikasi. Tanpa OS, aplikasi tidak akan bisa "berbicara" dengan hardware.

WindowsMacOSLinuxAndroid

OS memiliki lima peran utama:

⚙️

Manajemen Prosesor

🧮

Manajemen Memori

📁

Manajemen File

🔒

Keamanan

🖱️

Antarmuka Pengguna

🧠 Analogi OS ibarat resepsionis dan manajer operasional sebuah gedung. Ia yang mengatur siapa memakai ruangan (prosesor) kapan, di mana barang disimpan (memori & file), siapa yang boleh masuk (keamanan), dan menyediakan meja layanan untuk pengunjung (antarmuka pengguna).

⚠️ Hati-hati OS bukan aplikasi biasa yang bisa di-uninstall sembarangan. OS adalah lapisan dasar yang harus selalu berjalan agar seluruh aplikasi lain bisa berfungsi.

2 Multitasking & Round Robin

Bab 3A · Hal. 117–120

Multitasking adalah kemampuan menjalankan beberapa program sekaligus. Untuk mengatur ini, OS menggunakan algoritma Round Robin (RR): setiap program diberi "jatah waktu" CPU (time slice) secara bergantian, bukan benar-benar berjalan bersamaan.

Musik

Browser

Musik

Browser

Setiap program mendapat giliran singkat secara bergantian (time slice)

🧠 Analogi Bayangkan satu kasir supermarket yang melayani tiga pelanggan sekaligus dengan cara berpindah-pindah cepat: layani pelanggan A 5 detik, lalu B 5 detik, lalu C 5 detik, lalu kembali ke A. Karena perpindahannya sangat cepat, ketiga pelanggan merasa dilayani "bersamaan".

✅ Fakta Prosesor bekerja sangat cepat sehingga pergantian antar program ini tidak terasa oleh manusia — seolah-olah semua program benar-benar berjalan secara bersamaan (simultan).

3 Memory Address

Bab 3A · Hal. 121–123 · Gambar 3.12

Setiap lokasi di memori komputer memiliki alamat unik, seperti kotak surat bernomor. CPU "mengambil" instruksi dari alamat tertentu, lalu menjalankannya.

0x00

📄 Data A

0x01

📄 Data B

0x02

📄 Data C

0x03

📄 Data D

0x04

📄 Data E

🧠 Analogi Memory address seperti deretan kotak surat bernomor di kantor pos. Untuk mengambil surat tertentu, kita tidak perlu membuka semua kotak — cukup tahu nomornya, lalu langsung menuju kotak itu. CPU bekerja dengan cara yang sama saat mengambil instruksi dari memori.

⚠️ Hati-hati Alamat memori bukanlah isi datanya — alamat hanyalah "nomor lokasi". Dua konsep ini sering tertukar: alamat (nomor kotak) vs. nilai/data (isi kotak).

4 Siklus Fetch–Execute

Bab 3A · Hal. 124–127 · Gambar 3.13

Siklus Fetch-Execute menjelaskan cara CPU bekerja secara berulang, berlangsung jutaan kali per detik:

1️⃣ Fetch
ambil instruksi

→

2️⃣ Decode
terjemahkan

→

3️⃣ Execute
jalankan

→

4️⃣ Store
simpan hasil

Diagram Siklus Fetch-Decode-Execute (Wikimedia Commons)

🧠 Analogi Bayangkan proses ini seperti seseorang membaca resep masakan satu baris (Fetch), memahami maksud baris itu (Decode), benar-benar melakukannya (Execute), lalu mencatat hasilnya sebelum lanjut ke baris berikutnya (Store) — dan ini diulang untuk setiap baris resep.

✅ Fakta Siklus fetch-execute inilah yang membuat CPU disebut bekerja secara berulang (cyclical). Kecepatan prosesor (misalnya diukur dalam GHz) menunjukkan seberapa banyak siklus ini bisa dijalankan setiap detiknya.

📚 Bagaimana siklus ini terkait dengan Round Robin?

Saat time slice sebuah program habis, OS akan "menyela" siklus fetch-execute program tersebut, menyimpan sementara posisi terakhirnya, lalu mengalihkan CPU untuk menjalankan siklus fetch-execute program berikutnya. Saat gilirannya tiba lagi, program pertama akan melanjutkan siklusnya dari posisi yang tersimpan.

📝 Rangkuman

Sistem Operasi (OS) adalah perantara antara hardware dan software aplikasi, dengan lima peran utama: manajemen prosesor, memori, file, keamanan, dan antarmuka pengguna.
Multitasking dicapai lewat algoritma Round Robin — setiap program mendapat jatah waktu CPU (time slice) secara bergantian, bukan benar-benar bersamaan.
Memory address adalah alamat unik tiap lokasi di memori, seperti kotak surat bernomor.
Siklus Fetch → Decode → Execute → Store adalah cara CPU bekerja secara berulang, jutaan kali per detik.

? Latihan Berpikir (PBL/PjBL)

1. Saat HP kalian terasa "lag" ketika membuka banyak aplikasi sekaligus, jelaskan apa yang mungkin terjadi pada mekanisme Round Robin di dalamnya!

💡 Lihat petunjuk guru

Arahkan siswa untuk menjelaskan bahwa semakin banyak program yang harus dibagi time slice-nya, semakin sedikit waktu CPU yang didapat tiap program dalam satu putaran, sehingga masing-masing program terasa lebih lambat merespons — inilah yang dirasakan sebagai "lag".

2. Buatlah ilustrasi sederhana (boleh berupa gambar atau tabel) yang menunjukkan siklus Fetch-Decode-Execute-Store saat CPU menjalankan sebuah perintah penjumlahan sederhana, misalnya 5 + 3!

💡 Lihat petunjuk guru

Bimbing siswa memetakan: Fetch (CPU mengambil instruksi "5+3" dari memori) → Decode (CPU menerjemahkan bahwa ini adalah operasi penjumlahan dengan dua nilai) → Execute (ALU benar-benar menjumlahkan 5 dan 3) → Store (hasil 8 disimpan kembali ke memori atau register).

Haikal Adli Guru Informatika haikaladli.com