ngode.in

Virtual Memori

2:22 AM

Virtual memori adalah teknik pemetaan memori yang melibatkan memori sekunder umumnya disk. Secara sistem logika, ukuran memori lebih besar daripada ukuran memori utama secara fisik. Melibatkan mekanisme swapping.

Keuntungan model virtual memori : Lebih sedikit memori yang diperlukan per proses. System response menjadi lebih cepat, karena tidak semua bagian image proses perlu dialokasikan ke memori utama(proses dapat dieksekusi lebih cepat). Lebih banyak proses yang dapat dijalankan(multiprogramming).

Konsep dasar:

1. Image proses akan diinisiasi di area swap space, yaitu suatu lokasi di media penyimpan sebagai ekstensi memori utama.

2. Swap space dapat berupa suatu berkas atau partisi khusus, dan unit terkecilnya disebut page.

3. Pengalihan page dari swap space ke memori utama menggunakan teknik lazy swapper, yaitu hanya page proses yang dibutuhkan yang akan dialihkan ke memori utama.

Mekanisme Demand Paging : untuk mengetahui page mana yang masih di swap space dan yang ada di memori utama.

Konsep dasar : Jumlah frame di memori utama tergantung tingkat multiprogramming. Semakin tinggi tingkat multiprogramming semakin sedikit jatah frame untuk tiap proses. Menggunakan bit valid/invalid di page table(missal : bit 1àberada di memori utama, bit 0à berada di swap space). Jika berstatus invalid maka trap page fault akan dibangkitkan agar ditangani lebih lanjut oleh operating system yaitu: page fault handler. Rutin page fault handler akan menangani operasi swap-in terhadap page yang diperlukan.

Langkah-langkah swap-in:

1. Mencari frame memori utama yang kosong, jika tidak ada à dipilih salah satu page dalam frame(victim page) untuk di swap out.

2. Swap in

3. Memperbarui rekaman di page tableà mengubah validation=1

4. Restart

PAGE REPLACEMENT

Secara umum dibagi menjadi 2 algoritma:

1. Global Replacement : Victim frame dapat dipilih dari semua frame yang ada.

2. Local Replacement: Victim frame dapat dipilih dari frame-frame yang sedang ditempati oleh image proses bersangkutan.

Algoritma page replacement:

1. Algoritma FIFO(First in First out)

2. Algoritma Optimal

3. Algoritma LRU(Least Recently Used)

Penjelasan :

1. Algoritma FIFO : page yang diganti adalah page yang paling lama berada di memori atau yang pertama kali masuk.

2. Algoritma Optimal : page yang diganti adalah page yag baru akan dipanggil lagi pada waktu yang masih lama. Diasumsikan sistem mampu memprediksi page-page yang akan diakses.

3. LRU: Page yang diganti adalah page yang paling lama sudah tidak diakses.

Alokasi Frame : Pengalokasian tiap-tiap proses bervariasi tergantung pada tingkat multiprogramming. Jika tingkat multiprogrammingnya semakin tinggi, maka proses akan kehilangan beberapa frame.Sebaliknya jika tingkat multiprogramming berkurang, maka proses akan mendapat frame melebihi dari yang dibutuhkan.

1. Alokasi sama rata(equal allocation)à Tiap proses mendapat jumlah frame sama banyak

2. Alokasi proporsional(proportional allocation)à Tiap proses mendapat jumlah frame sesuai dengan besarnya image proses itu.

3. Alokasi berprioritas(priority allocation)àJumlah frame yang dialokasikan untuk tiap proses berdasarkan prioritas.

Sumber : OS andy
Download materi : manajemen memori

alpro

Method Input di Java

1:23 AM

Materi Kuliah

Manajemen Memori (2)

12:53 AM

1. Manajemen memori pada sistem monoprogramming

2. Manajemen memori pada sistem multiprogramming

Pada Sistem Monoprograming ciri-cirinya :

1. Hanya ada satu proses pada suatu saat dan menggunakan seluruh area memori

2. Program diletakkan seluruhnya ke memori dari disk

3. Program mengambil kendali seluruh sumber daya computer

Pada Sistem Multiprogramming

1. Terdapat sejumlah proses yang menempati memori.

2. Alokasi memori ke proses dapat berurutan atau tidak.

3. Dimungkinkan suatu lokasi memori utama diakses bersama oleh sejumlah proses(memory sharing).

Berdasarkan pengalokasian memori, manajemen memori pada sistem multiprogramming dibagi menjadi:

1. Alokasi berurut(contiguous)àpartisi statis, partisi dinamis, sistem buddy

2. Alokasi tidak berurut(non contiguous)àpaging, segmentasi, kombinasi.

Contiguous Allocation : Memori harus mengakomodasi kebutuhan Operating System dan proses user, memori utama biasanya terbagi dalam 2 bagian yaitu Resident operating System, biasanya tersimpan di alamat memori rendah dan User process yang menggunakan memori beralamat tinggi/besar.

1. Pengalokasian berurut dengan partisi statis.

· Memori dibagi menjadi partisi dengan ukuran tetap

· Satu proses hanya memakai satu partisi, Jika proses sudah selesai, partisi tersebut dapat digunakan proses yang lain.

· Dibagi menjadi 2 bagian : Berukuran sama dan berukuran tidak sama.

Pengalokasian berurut dengan partisi statis berukuran sama : kelemahannya antara lain adalah proses yang lebih besar dari ukuran partisi tidak dapat dialokasikan, sebaliknya jika ukuran proses lebih kecil daripada ukuran partisi, maka akan terjadi pemborosan ruang memori (Fragmentasi Internal : terjadi jika jumlah memori yang diberikan oleh penjadwal CPU untuk tempat proses lebih besar daripada yang diminta proses karena adanya selisih antara permintaan proses dengan alokasi lubang yang sudah ditetapkan)

Pengalokasian berurut dengan partisi statis berukuran tidak sama : untuk mengatasi kelemahan dari pengalokasian berurut dengan partisi statis dengan ukuran sama, yaitu proses ukuran kecil diletakkan ke partisi yang kecil dan sebaliknya. Ada 2 jenis stategi dalam pengalokasian berurut jenis ini, yaitu 1 antrian untuk setiap partisi dan 1 antrian untuk seluruh partisi.

Satu antrian untuk setiap partisi : setiap proses diletakkan pada partisi dengan ukuran terkecil yang dapat dimuatnya. Kelemahan ada partisi yang memiliki antrian panjang dan ada yang kosong.

Satu antrian untuk seluruh partisi : Semua proses dimasukkan pada satu antrian yang sama dan menggunakan algoritma penjadwalan yang melakukan pemilihan partisi. Kelemahan nya adalah jika proses yang berukuran kecil terpaksa masuk ke partisi sisa yang besar, sehingga terjadi pemborosan ruang.

2. Pengalokasian berurut dengan partisi dinamis.

Ciri-ciri :

· Pada kondisi awal, memori tidak dibagi menjadi partisi-partisi.

· Pemartisian dilakukan pada saat image proses akan disalin ke memori utama.

· Ukuran partisi yang dialokasikan akan disesuaikan dengan ukuran image proses.

· Partisi akan dibebaskan jika program sudah selesai.

· Keuntuan nya adalah tidak terjadi fragmentasi internal. Alokasi memori disesuaikan dengan besarnya image proses.

Cara Kerja : Pengalokasian dilakukan dengan mencari hole(suatu ruang memori utama yang kosong, yang cukup besar untuk menampung image proses), hole sisa kadang terlalu kecil untuk dapat dialokasikan ke proses lainnya sehingga tidak bisa digunakan lagi atau terjadi fragmentasi exsternal(Muncul apabila jumlah keseluruhan memori kosong yang tersedia memang mencukupi untuk menampung permintaan tempat dari proses, tetapi letaknya tidak berkesinambungan atau terpecah menjadi beberapa bagian kecil sehingga proses tidak dapat masuk.

Untuk mengatasi masalah fragmentasi external maka dilakukan memory compaction yaitu penggeseran image proses yang ada di memori, sehingga hole terkumpul di satu tempat saja.

Kelemahan dari pengalokasian berurut dengan partisi dinamis adalah proses alokasi dan dealokasi menjadi lebih rumit dan perlu pengelolaan informasi area memori yang masih kosong, ada 2 metode pengelolaan memori kosong :

1. Peta bit(Bitmap)à menggunakan area memori khusu untuk mencatat seluruh area kosong pada memori utama, memakai nilai 0 dan 1 ( 0 à alamat memori tersebut masih kosong, 1àalamat memori tersebut sudah terisi).

2. Linked ListàInformasi mengenai hole kosong berikutnya dicatat pada hole kosong sebelumnya. Tidak diperlukan area memori khusus karena seluruh informasi tercatat di area memori kosong itu sendiri sehingga menghemat kapasitas memori utama.

Algoritma untuk menentukan hole mana yang akan dilokasikan ke suatu proses.

1. Algoritma Best-fit : Mencari memoriblok paling kecil yang dapat menampung image proses, memerlukan waktu lama karena harus searching seluruh blok memori utama, fragmentasi exsternal dapat ditekan sekecil mungkin.

2. Algoritma First-fit : mencari memori kosong dari awal alamat sampai menemukan blok yang dapat menampung image proses, sederhana dan cepat.

3. Algoritma Next-Fit : Hampir sama dengan first-fot bedanya adalah proses searching dimulai dari alamat alokasi terakhir.

4. Algoritma Worst-Fit : Mencari hole yang paling besar di seluruh area memori utama, tujuannya adalah hole sisa yang tercipta setelah alokasi masih cukup besar untuk dialokasikan ke proses lainnya.

3. Pengalokasian berurut dengan sistem buddy : berupa pemartisian secara dinamis, ciri khusus adalah partisi yang terbentuk senantiasa berukuran sebesar bilangan 2^n.

Alokasi memori pada sistem buddy:

1. Menentukan ukuran partisi : ditentukan ukuran partisi untuk menampung image proses yaitu ukuran bilangan pangkat 2 terkecil.

2. Selanjutnya adalah mencari hole yang ukurannya sebesar perhitungan, Jika tidak ada maka dicarikan hole yang berukuran sedikit lebih besar. Kemudaian dipecah secara bertahap sesuai dengan aturan bilangan pangkat 2.

Pengalokasian tak berurut(non contiguous) dengan sistem paging : Pada model pengalokasian tak berurut, bagian-bagian dari image proses dapat diletakkan secara terpisah di memori utama, pada sistem paging memerlukan pengalamatan logika khusus yang membagi menjadi blok-blok dengan ukuran sama yang disebut page. Pada Sistem paging perlu adanya translasi alamat ke memori fisik yang dipartisi secara statis yang disebut frame, yang ukurannya sama dengan page pada ruang alamat logika.

Konsep dasar alokasi memori : memori utama dibagi menjadi frame-frame kecil berukuran sama dan diberi nomor frame sebagai referensi. Ruang alamat logika proses dibagi menjadi page-page seukuran frame. Loading time(page-page image proses diletakkan pada frame-frame kosong dan dicatat pada page table)

Proteksi memori pada sistem paging : berfungsi menghindari pengaksesan memori secara illegal(missal pengaksesan bagian memori yang sudah ditempati proses lain). Proteksi frame dilakukan dengan cara menambahkan bit proteksi untuk tiap entry page table(missal : cek apakah frame tersebut bersifat read atau read-write, cek apakah alamat logika yang dituju suatu proses valid atau invalid)

Memory Sharing pada sistem paging : untuk menghemat penggunaan kapasitas memori. Jika ada 2 atau lebih proses yang memiliki bagian kode instruksi, atau data yang sama maka dapat digunakan bersama dan cukup diletakkan sekali di frame memori. Masing-masing proses mengacu ke frame yang sama pada page tablenya.

Pengalokasian tak berurut dengan sistem segmentation : memakai sistem partisi dinamis. Pada pengalamatan logika, image proses dibagi menjadi bagian-bagian yang disebut segmen. Pembagian segmen biasanya mengikuti struktur program oleh compiler, yang biasanya tiap segmen berupa main program, stack, routine, symbol table. Partisi memori utama terjadi pada saat alokasi yang besarnya sesuai dengan besar segmen program yang dialokasikan.

Konsep Alokasi memori : image proses dibagi menjadi beberapa segmen yang ukurannya tidak harus sama. Segmen-segmen image proses dialokasikan ke tempat-tempat kosong di memori utama, dan informasi alokasi dicatat pada segmen table. Segmen table berisi nilai limit(panjang segmen) dan nilai base(alamat awal bagian memori yang dialokasikan)

Proteksi memori : Membandingkan nilai segmen yang ada di pengalamatan logika dengan nilai limit yang ada di segmen table. Apabila nilai segmen yang ada di pengalamatan logika lebih besar daripada nilai limit yang ada di segmen table, berarti terjadi usaha pengaksesan lokasi diluar area segmen program itu sehingga memicu terjadinya trap(addressing error).

Memori Sharing : Sharing segmen antara 2 atau lebih proses dilakukan dengan mencatat lokasi alokasi segmen tersebut ke table segmen masing-masing proses.

Dari Konsep pengalokasian memori antara sistem paging dan segmentation maka dapat dilihat perbedaannya sebagai berikut:

Sistem Paging	Sistem Segmentation
Statis, dibagi menjadi frame-frame dengan ukuran sama	Dinamis, dibagi menjadi segmen segmen yang ukurannya tidak harus sama
Pencatatan dilakukan menggunakan page table	Informasi alokasi dicatat pada segmen table
Proteksi dilakukan dengan menambahkan bit proteksi pada tiap page	Proteksi dilakukan dengan cara membandingkan nilai segmen dengan nilai limit segmen table
Memori sharing: data yang sama cukup diletakkan sekali pada frame, masing-masing proses mengacu pada frame yang sama pada page tablenya.	Sharing segmen dilakukan dengan mencatat lokasi alokasi segmen ke table segmen masing-masing proses