Alokasi Ruang Swap Pada Disk Abas Ali Pangera, Dony Ariyus, Jurusan Teknik Informatika, STMIK AMIKOM Yogyakarta, Jl. Ring Road Utara, Condong Catur, Sleman, Yogyakarta - Indonesia Strategi dan algoritma yang dibahas adalah untuk mencatat memori utama. Ketika proses akan dimasukkan ke memori utama (swap-in), sistem dapat menemukan ruang untuk proses-proses itu. Terdapat dua strategi utama penempatan proses yang dikeluarkan dari memori utama (swapout) ke disk, yaitu : • Ruang disk tempat swap dialokasikan begitu diperlukan. Ketika proses harus dikeluarkan dari memori utama, ruang disk segera dialokasikan sesuai ukuran proses. Untuk itu diperlukan algoritma untuk mengelola ruang disk seperti untuk mengelola memori utama. Ketika proses dimasukkan kembali ke memori utama segera ruang disk untuk swap didealokasikan. • Ruang disk tempat swap dialokasikan lebih dulu. Saat proses diciptakan, ruang swap pada disk dialokasikan. Ketika proses harus dikeluarkan dari memori utama, proses selalu ditempatkan ke ruang yang telah dialokasikan, bukan ke tempat-tempat berbeda setiap kali terjadi swap-out. Ketika proses berakhir, ruang swap pada disk didealokasikan Fragmentasi Fragmentasi Eksternal terjadi pada situasi dimana terdapat cukup ruang memoritotal untuk memenuhi permintaan, tetapi tidak dapat langsung dialokasikan karena tidak berurutan. Fragmentasi eksternal dilakukan pada algoritma alokasi dinamis, terutama strategi first-fit dan best-fit. Fragmentasi Internal terjadi pada situasi dimana memori yang dialokasikan lebih besar dari pada memori yang diminta tetapi untuk satu partisi tertentu hanya berukuran kecil sehingga tidak digunakan. Pada multiple partition, fragmentasi internal mungkin terjadi pada situasi berikut. Misalnya terdapat lubang 18464 byte, dan proses meminta 18462 byte seperti pada Gambar Alokasi dilakukan sesuai permintaan maka sisa lubang 2 byte. Penyimpanan lubang ini akan memerlukan memori lebih besar dari lubang itu sendiri. Pendekatannya adalah dengan mengalokasikan lubang yang sangat kecil sebagai bagian dari permintaan yang besar.
Fragmentasi Internal Solusi untuk masalah fragmentasi eksternal adalah dengan teknik pemadatan (compaction) yaitu memadatkan sejumlah lubang kosong menjadi satu lubang besar sehingga dapat digunakan untuk proses. Pemadatan tidak selalu dapat dipakai. Agar proses dapat dieksekusi pada lokasi baru, semua alamat internal harus direlokasi. Pemadatan hanya dilakukan pada relokasi dinamis dan dikerjakan pada waktu eksekusi. Karena relokasi membutuhkan pemindahan program dan data dan kemudian mengubah register basis (atau relokasi) yang mencerminkan alamat basis baru. Terdapat beberapa cara pemadatan seperti pada Gambar
Fragmentasi
Paging Sistem paging menimplemtasikan ruang alamat besar pada memori kecil menggunakan index register, base register, dan segment register, dan sebagainya. user seolah mempunyai ruang memori sangat besar tanpa mengelola overlay. Terdapat beberapa istilah pada sistem paging diantaranya adalah: • Alamat maya (virtual address) : alamat maya merupakan alamat yang dihasilkan dari perhitungan menggunakan index register, base register, segment register dan sebagainya. raung alamat yang dibentuk oleh alamat maya disebut ruang alamat maya (virtual address spaces) yang diberi symbol V, sedangkan jumlah alamat pada V disimbolkan dengan |V|. Alamat maya diacu dari proses yang running ala
•
• •
•
Alamat nyata (real address) : alamat nyata merupakan suatu alamat di memori utama fisik, ruang alamat yang dibentuk alamat nyata disebut sebagai ruang alamat nyata (real address space) yang diberi timbol R, sedangkan jumlah alamat nyata disimbolkan dengan |R| Page : page merupakan unit terkecil virtual memori space, ruang alamat maya merupakan proses kelibatan dari page yang berukuran sama Page frame: page frame merupakan unit terkecil dari memori fisik, memori fisik secara konseptual dibagi menjadi jumlah unit berukuran tetap tapi page frame kandang juga disebut frame Page fault :page fault merupakan exception untuk permintaan alokasi page ke memori, dalam konks memori maya, page fault sering juga disingkat dengan fault
Konsep Dasar Paging Paging merupakan kemungkinan solusi untuk permasalahan fragmentasi eksternal dimana ruang alamat logika tidak berurutan; mengijinkan sebuah proses dialokasikan pada memori fisik yang terakhir tersedia. Memori fisik dibagi ke dalam blok-blok ukuran tetap yang disebut frame. Memori logika juga dibagi ke dalam blokblok dg ukuran yang sama yang disebut page. Semua daftar frame yang bebas disimpan. Untuk menjalankan program dengan ukuran n page, perlu menemukan n frame bebas dan meletakkan program pada frame tersebut. Tabel page (page table) digunakan untuk menterjemahkan alamat logika ke alamat fisik Setiap alamat dibangkitkan oleh CPU dengan membagi ke dalam 2 bagian yaitu : • Page number (p) digunakan sebagai indeks ke dalam table page (page table). Page table berisi alamat basis dari setiap page pada memori fisik. • Page offset (d) mengkombinasikan alamat basis dengan page offset untuk mendefinisikan alamat memori fisik yang dikirim ke unit memori.
Arsitektur Sistem Paging Ukuran page (juga frame) didefinisikan oleh perangkat keras. Ukuran page merupakan bilangan 2 pangkat k, mulai 512 (29) s/d 8192 (213) tergantung arsitektur computer. Bila ukuran ruang
alamat logika 2m dan ukuran satu page adalah 2n address unit (byte/word) maka (m-n) bit orde tinggi dari alamat logika menunjukkan nomor page (page number) dan n bit orde rendah menunjukkan page offset.
Model Paging Proses pemetaan dari alamat logika ke alamat fisik yang menggunakan ukuran page 4 byte dan memori fisik 32 byte (8 page) dapat dilihat pada Gambar 7-13. Sebagai contoh alamat logika 2 berada pada page 0 akan dipetakan ke frame 5, sehingga alamat fisiknya adalah (5 X 4) + 2 = 22. Alamat logika 4 berada pada page 1 akan dipetakan ke frame 6, sehingga alamat fisiknya adalah (6 X 4) + 0 = 24. Alamat logika 9 berada pada page 3 akan dipetakan ke frame 1, sehingga alamat fisiknya adalah (1 X 4) + 1 = 5. Alamat logika 15 berada pada page 4 akan dipetakan ke frame 2, sehingga alamat fisiknya adalah (2 X 4) + 3 = 11.
Pemetaan Alamat Logika ke Alamat Fisik Pada skema paging, tidak terjadi fragmentasi eksternal, karena “sembarang” frame dapat dialokasikan ke proses yang memerlukannya. Tetapi beberapa fragmentasi internal masih mungkin terjadi. Hal ini dikarenakan frame dialokasikan sebagai unit dan jika kebutuhan memori dari proses tidak menemukan page, maka frame terakhir mungkin tidak dialokasikan penuh. Bila suatu proses datang untuk dieksekusi, maka ukurannya diekspresikan dengan page. Setiap page membutuhkan satu frame. Bila proses membutuhkan n page, maka proses tersebut juga membutuhkan n frame. Jika tersedia n frame, maka memori dialokasikan untuk proses tersebut. Alokasi page pada frame bebas dapat dilihat pada Gambar
Alokasi frame: (a) Sebelum Alokasi (b) Setelah Alokasi Pada paging, user memandang memori sebagai bagian terpisah dari memori fisik aktual. Program user memandang memori sebagai satu ruang berurutan yang hanya berisi program user tersebut. Faktanya, program user terpecah pada memori fisik, yang juga terdapat program lain. Karena sistem operasi mengatur memori fisik, perlu diwaspadai lokasi detail dari memori fisik, yaitu frame mana yang dialokasikan, frame mana yang tersedia, berapa jumlah frame dan lainlain. Informasi tersebut disimpan sebagai struktur data yang disebut “frame table”. Daftar Pustaka Ariyus,Dony,2006, “Computer Security”, Andi Offset, Yogyakarta Ariyus, Dony,2005,” kamus hacker”, Andi offset, Yogyakarta Bob DuCharme, 2001,” The Operating System Handbook or, Fake Your Way Through Minis and Mainframes” Singapore: McGraw-Hill Book Co Bill Venners.1998. “Inside the Java Virtual Machin”e . McGraw-Hill. Deitel, Harvey M, 2004 “ operating systems” 3th Edition, Massachusetts: Addison-Wesley Publshing Company Gary B. Shelly, 2007, ”Discovering Computers: Fundamentals” Thomson Gollmann, Dieter,1999 “Computer Security” Jhon Willey & Son Inc, Canada
Grosshans,D. 1986,” File system: design and implementation”, Englewwod Cliffs, New Jersey : Prentice-Hall Inc. Harvey M Deitel dan Paul J Deitel. 2005. Java How To Program. Sixth Edition. Prentice Hall. Hoare, C.A.R. 1985” Communication sequential processes”Englewood Cliffs, New Jersey, Prentice Hall Inc Jean Bacon, Tim Harris, 2003 “Operating Systems: Concurrent and Distributed Software Design” Massachhussets. Addison Wesley Kenneth H Rosen. 1999. “Discrete Mathematics and Its Application”. McGraw Hill. Madnick,Stuart E dan John J. Donovan, 1974 “ operating system”, Singapore: McGraw-Hill Book Co Michael Kifer and Scott A. Smolka, 2007 Introduction to Operating System Design and Implementation The OSP 2 Approach, Springer-Verlag London Microsoft 1999. Microsoft Windows User Experience. Microsoft Press. Milenkovie, Milan. 1992. “Operationg system: Concepts and Design”, Singapore: McGraw-Hill Book Co Randall Hyde. 2003. The Art of Assembly Language. First Edition. No Strach Press Robert betz, 2001 “Intoduction to Real-time operation system”, Department of Electrical and Computer Engineering University of Newcastle, Australia Robert Love. 2005. Linux Kernel Development . Second Edition. Novell Press Ron White,1998, How Computers Work, Fourth Edition, Que corporation, A Division of Macmillan Computer Publishing, USA Shay, William A. 1993, “ Introduction to Operationg System” New York: HarperCollins College Publishers Silberschatz, Peter Galvin, dan Grag Gagne. 2000. “Applied Operating System, 1s”t “ John Wile & Hiil Book Co Silberschatz, A., dan Galvin, P.2003, “Operating Sistem Concept. Sixth Edition”. Massachhussets. Addisson- Wasley Silberschatz, Peter Galvin, dan Grag Gagne. 2005. “Operating Systems Concepts”. Seventh Edition. John Wiley & Sons.
Stalling, William, 1995, “Operating Sistems”. New Jersey. Prentice – Hall Stalling, William, 1996” Computer Organization and Architecture”. New Jersey. Prentice – Hall Stalling William, 1995, “Network and Internetwork Security” Prentice-Hall, USA Tanenbaum, Andrew S, 1992 “Modern Operating Sistems”. New Jersey. Prentice – Hall Taenbaum, Andrew S, 2006, “Operating Systems Design and Implementation, Third Edition” Massachusetts
