Context Switching pada Preemptive Multitasking: Penjelasan Alur Kerja dan Dampaknya terhadap Kinerja CPU
Main Article Content
Christinauli Purba
Josua Simangunsong
Kezia Nindi Oktaviana Simorangkir
Indra Gunawan4
Context switching memungkinkan satu prosesor melayani banyak proses secara bergantian pada sistem operasi preemptive. Mekanisme ini tidak gratis, sebab selama perpindahan berlangsung CPU tidak mengerjakan proses pengguna. Artikel ini bertujuan menjelaskan alur kerja context switching pada preemptive multitasking dan menelaah dampaknya terhadap kinerja CPU. Metode yang digunakan adalah kajian pustaka terhadap buku teks sistem operasi, artikel jurnal terbitan 2021–2026, makalah pengukuran biaya context switch, dan dokumentasi kernel Linux, ditambah perhitungan ilustratif berdasarkan parameter dari literatur. Hasil kajian menunjukkan bahwa perpindahan proses berlangsung dalam enam tahap, mulai dari timer interrupt sampai proses berikutnya kembali ke user mode, dan biayanya terbagi menjadi biaya langsung serta biaya tidak langsung akibat cache dan TLB. Perhitungan ilustratif dengan biaya langsung 3,4 µs memberi fraksi overhead sekitar 0,03% pada time quantum 10 ms, tetapi sekitar 25% pada time quantum 10 µs. Data simulasi penelitian terdahulu juga memperlihatkan bahwa time quantum 15 ms menghasilkan 17 context switch, sedangkan 25 ms menghasilkan 10. Pemilihan time quantum karena itu perlu menimbang responsivitas terhadap overhead yang ditanggung CPU.
Abdelhafiz, A. (2021). VORR: A new round robin scheduling algorithm. Al-Azhar Bulletin of Science, 32(2), Article 12. https://doi.org/10.21608/absb.2021.99340.1141
Arpaci-Dusseau, R. H., & Arpaci-Dusseau, A. C. (2018). Operating systems: Three easy pieces. Arpaci-Dusseau Books. https://pages.cs.wisc.edu/~remzi/OSTEP/
David, F., Carlyle, J., & Campbell, R. (2007). Context switch overheads for Linux on ARM platforms. Proceedings of the 2007 Workshop on Experimental Computer Science (ExpCS '07). ACM. https://doi.org/10.1145/1281700.1281703
Gregg, B. (2018, February 9). KPTI/KAISER Meltdown initial performance regressions. https://www.brendangregg.com/blog/2018-02-09/kpti-kaiser-meltdown-performance.html
Hajjar, O., Mekhallalati, E., Annwty, N., Alghayadh, F., Keshta, I., & Algabri, M. (2024). Performance assessment of CPU scheduling algorithms: A scenario-based approach with FCFS, RR, and SJF. Journal of Computer Science, 20(9), 972–985. https://doi.org/10.3844/jcssp.2024.972.985
Li, C., Ding, C., & Shen, K. (2007). Quantifying the cost of context switch. Proceedings of the 2007 Workshop on Experimental Computer Science (ExpCS '07). ACM. https://doi.org/10.1145/1281700.1281702
Liu, F., & Solihin, Y. (2010). Understanding the behavior and implications of context switch misses. ACM Transactions on Architecture and Code Optimization, 7(4), 1–28.
Omar, H. K., Jihad, K. H., & Hussein, S. F. (2021). Comparative analysis of the essential CPU scheduling algorithms. Bulletin of Electrical Engineering and Informatics, 10(5), 2742–2750. https://doi.org/10.11591/eei.v10i5.2812
Putra, T. D., & Purnomo, R. (2021). Analisis algoritma Round Robin pada penjadwalan CPU: Algoritma scheduling CPU. Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Asia, 15(2), 85–90. https://doi.org/10.32815/jitika.v15i2.481
Ramadan, A., Anraeni, S., & Sugiarti, S. (2026). Analisis perbandingan algoritma First Come First Served dan Round Robin pada proses penjadwalan. LINIER: Literatur Informatika dan Komputer, 3(2), 260–270. https://jurnal.fikom.umi.ac.id/index.php/LINIER/article/view/3643
Sakshi, Sharma, C., Sharma, S., Kautish, S., Alsallami, S. A. M., Khalil, E. M., & Mohamed, A. W. (2022). A new median-average round Robin scheduling algorithm: An optimal approach for reducing turnaround and waiting time. Alexandria Engineering Journal, 61(12), 10527–10538. https://doi.org/10.1016/j.aej.2022.04.006
Silberschatz, A., Galvin, P. B., & Gagne, G. (2018). Operating system concepts (10th ed.). Wiley.
Tanenbaum, A. S., & Bos, H. (2015). Modern operating systems (4th ed.). Pearson.
The kernel development community. (n.d.). Page table isolation (PTI). The Linux Kernel documentation. https://www.kernel.org/doc/html/v6.9/arch/x86/pti.html
Widiarto, W., Chaerunnisa, R. A., Tsaqif, R. A., & Nadia, S. S. (2024). Analisis perbandingan penjadwalan proses menggunakan algoritma Round Robin dan Priority Preemptive. Progresif: Jurnal Ilmiah Komputer, 20(2), 762–773. https://ojs.stmik-banjarbaru.ac.id/index.php/progresif/article/view/2169
