Operating System Manajemen Memori Fak. Teknik Jurusan Teknik Informatika Universitas Pasundan Dosen : Caca E. Supriana, S.Si
[email protected]
Managemen Memori z Memori adalah pusat kegiatan pada sebuah komputer, karena setiap proses yang akan dijalankan, harus melalui memori terlebih dahulu. CPU mengambil instruksi dari memori sesuai yang ada pada Program Counter. z Instruksi dapat berupa menempatkan/menyimpan dari/ke alamat di memori, penambahan, dan sebagainya. Tugas sistem operasi adalah mengatur peletakan banyak proses pada suatu memori. z Memori harus dapat digunakan dengan baik, sehingga dapat memuat banyak proses dalam suatu waktu.
Alamat Logika – Alamat Fisik zAlamat Logika adalah alamat yang dibentuk di CPU, disebut juga alamat virtual. Alamat fisik adalah alamat yang terlihat oleh memori. zWaktu kompilasi dan waktu pemanggilan menghasilkan daerah dimana alamat logika dan alamat fisik sama. Sedangkan pada waktu eksekusi menghasilkan alamat fisik dan logika yang berbeda.
Memory Management Unit (MMU) zKumpulan alamat logika yang dibuat oleh program adalah ruang alamat logika. Kumpulan alamat fisik yang berkorespondensi dengan alamat logika disebut ruang alamat fisik. zUntuk mengubah dari alamat logika ke alamat fisik diperlukan suatu perangkat keras yang bernama Memory Management Unit (MMU).
Memory Management Unit (MMU)
MMU adalah perangkat keras atau sirkuit yang mendukung memori virtual dan pemberian halaman dengan cara menterjemahkan alamat virtual ke dalam alamat fisik.
Pemanggilan Dinamis zUntuk mendapatkan utilisasi ruang memori yang baik, kita melakukan pemanggilan dinamis. zDengan pemanggilan dinamis, sebuah rutin tidak akan dipanggil sampai diperlukan. zSemua rutin diletakkan di disk, dalam format yang dapat dialokasikan ulang.
Pemanggilan Dinamis zKeuntungan dari pemanggilan dinamis adalah rutin yang tidak digunakan tidak pernah dipanggil. zMetode ini berguna untuk kode dalam jumlah banyak, ketika muncul kasus-kasus yang tidak lazim, seperti rutin yang salah. zPemanggilan Dinamis tidak memerlukan bantuan sistem operasi.
Penghubungan Dinamis dan Perpustakaan Bersama z Pada proses dengan banyak langkah, ditemukan juga penghubungan-penghubungan perpustakaan yang dinamis, dimana menghubungkan semua rutin yang ada di perpustakaan. z Tujuannya adalah menghemat tempat di disk dan memori z Ketika proses ini dieksekusi, dia akan memeriksa dan melihat apakah rutin yang dibutuhkan sudah ada di memori. Jika rutin yang dibutuhkan tidak ada di memori, program akan menempatkannya ke memori.
Overlays zOverlays berguna untuk memasukkan suatu proses yang membutuhkan memori lebih besar dari yang tersedia. zIdenya untuk menjaga agar di dalam memori berisi hanya instruksi dan data yang dibutuhkan dalam satuan waktu. zRutinnya dimasukkan ke memori secara bergantian.
Overlays
Alokasi Memori zSwap zProteksi Memori zAlokasi Memori Berkesinambungan zFragmentasi
Swap
Swap zSebuah proses dapat di-swap sementara keluar memori ke sebuah backing store untuk kemudian dibawa masuk lagi ke memori untuk melanjutkan pengeksekusian. zSalah satu proses yang memanfaatkan metode ini adalah roll out, roll in, yang pada intinya adalah proses swapping berdasarkan prioritas.
Proteksi Memori z Proteksi memori adalah sebuah sistem yang mencegah sebuah proses mengambil memori proses lain yang sedang berjalan pada komputer yang sama dan pada saat yang sama pula. z Proteksi memori selalu mempekerjakan hardware (Memory Managemen Unit) dan sistem software untuk mengalokasikan memori yang berbeda untuk proses yang berbeda dan untuk mengatasi exception yang muncul ketika sebuah proses mencoba untuk mengakses memori di luar batas.
Alokasi Memori Berkesinambungan z Alokasi memori berkesinambungan berarti alamat memori diberikan kepada proses secara berurutan dari kecil ke besar. Keuntungan menggunakan alokasi memori berkesinambungan dibandingkan menggunakan alokasi memori tidak berkesinambungan adalah: 1. Sederhana 2. Cepat 3. Mendukung proteksi memori z Sedangkan kerugian dari menggunakan alokasi memori berkesinambungan adalah apabila tidak semua proses dialokasikan di waktu yang sama, akan menjadi sangat tidak efektif sehingga mempercepat habisnya memori.
Fragmentasi Fragmentasi adalah munculnya lubanglubang yang tidak cukup besar untuk menampung permintaan dari proses. Fragmentasi dapat berupa : zFragmentasi internal zFragmentasi eksternal.
Fragmentasi z Fragmentasi eksternal 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. z Sedangkan fragmentasi internal muncul apabila jumlah memori yang diberikan oleh penjadual CPU untuk ditempati proses lebih besar daripada yang diminta proses karena adanya selisih antara permintaan proses dengan alokasi lubang yang sudah ditetapkan.
Paging z Paging (pemberian halaman) adalah suatu metoda yang memungkinkan suatu alamat fisik memori yang tersedia dapat tidak berurutan. z Prinsipnya adalah memecah memori fisik dan memori logika menjadi blok-blok dengan ukuran sama (disebut page). z Setelah itu kita membuat page table yang akan menerjemahkan memori logika menjadi memori fisik dengan perantara Memory Management Unit (MMU), dan pengeksekusian proses akan mencari memori berdasarkan tabel tersebut.
Paging
Paging z Setiap sistem operasi mempunyai caranya tersendiri untuk menyimpan tabel halaman. Biasanya sistem operasi mengalokasikan sebuah tabel halaman untuk setiap proses. Sebuah penunjuk ke tabel halaman disimpan dengan nilai register yang lain didalam blok pengontrol proses. z Proteksi memori dilingkungan halaman bisa dilakukan dengan cara memproteksi bit-bit yang berhubungan dengan setiap frame.
Paging Jika kita membuat ukuran dari masing-masing halaman menjadi lebih besar. z Keuntungan: Akses memori akan relatif lebih cepat. z Kerugian: Kemungkinan terjadinya fragmentasi intern sangat besar Jika kita membuat ukuran dari masing-masing halaman menjadi lebih kecil. z Keuntungan: Kemungkinan terjadinya internal Framentasi akan menjadi lebih kecil. z Kerugian: Akses memori akan relatif lebih lambat.
Segmentasi z Segmentasi adalah skema managemen memori dengan cara membagi memori menjadi segmen-segmen. z Segmen adalah sebuah unit logis, yaitu unit yang terdiri dari beberapa bagian yang berjenis yang sama. Contoh: z program utama, variabel lokal, procedure dsb. z Berbeda dengan halaman, ukuran tiap segmen tidak harus sama dan memiliki 'ciri' tertentu. Ciri tertentu itu adalah nama segmen dan panjang segmen. z Nama segmen dirujuk oleh nomor segmen sedangkan panjang segmen ditentukan oleh offset.
Arsitektur Segmentasi z Ukuran tiap segmen tidak harus sama. Saat sebuah program atau proses dimasukkan ke CPU, segmen yang berbeda dapat ditempatkan dimana saja di dalam memori utama (dapat menggunakan cara first-fit atau best-fit). z Alamat logis dari sebuah segmen adalah alamat dua dimensi, sedangkan alamat fisik memori adalah alamat satu dimensi. Oleh karena itu, agar implementasinya menjadi mudah (dari alamat logis ke alamat fisik) diperlukan Tabel Segmen yang yang terdiri dari base dan limit. z Base menunjukkan alamat awal segmen (dari alamat fisik) dan limit menunjukkan panjang segmen.
Arsitektur Segmentasi
s adalah nomor segmen/index di dalam tabel segmen d adalah offset. Jika offset kurang dari nol dan tidak lebih besar dari besarnya limit maka base akan dijumlahkan dengan d (offset), yang dijumlahkan itu adalah alamat fisik dari segmen tersebut.
Masalah Dalam Segmentasi zSegmen dapat Membesar. zMuncul Fragmentasi Luar. zBila Ada Proses yang Besar.
