TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung VIII. Manajemen Memory Pada uniprograming, main memory dibagi menjadi dua yaitu untuk sistem operasi (resident monitor, kernel) dan program yang dieksekusi sedangkan dalam multiprograming, main memory yang digunakan user dibagi-bagi untuk beberapa proses. Tugas pembagian ini yang disebut manajemen memori Fungsi manajemen memori - Mengelola informasi memori yang dipakai dan tidak dipakai - Mengalokasikan memori dari proses yang telah selesai - Mendealokasikan memori dari proses yang telah selesai - Mengelola swapping antar main memory dan virtual memory TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

Klasifikasi Manajemen Memori VIII.1. Fixed Memory Main Memory dibagi menjadi sejumlah partisi tetap dan pada partisi tersebut ditempatkan proses-proses Berdasarkan ukurannya dapat dibedakan menjadi partisi dengan ukuran sama dan partisi dengan ukuran berbeda TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

Kesulitan partisi tetap dengan ukuran yang sama Bila program ukurannya lebih besar dibanding partisi yang tersedia maka tidak dapat dimuatkan. Pemrogram harus mempersiapkan overlay sehingga hanya bagian program yang benar-benar dieksekusi yang dimasukkan ke main memory Untuk program yang sangat kecil dibanding ukuran partisi akan terjadi ketidakefisien yang disebut fragmentasi internal TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung Placement Algorithm Untuk partisi tetap dengan ukuran yang sama, penempatan proses di main memory dilakukan dengan trivial, selama ada partisi yang tersedia proses dapat di load ke partisi tersebut.Bila sudah penuh digunakan swapping. Untuk partisi tetap dengan ukuran berbeda dua cara penempatan proses kedalam partisi : 1. Satu antrian proses untuk tiap partisi 2. Satu antrian proses untuk seluruh partisi Proses ditempatkan pada partisi yang ukuranya paling kecil yang dapat memuat proses tersebut TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

Masalah di dalam partisi tetap Relokasi Penempatan proses sesuai alamat fisik yang bisa berubah tergantung penempatannya dalam partisi Proteksi Suatu proses tidak boleh masuk ke alamat partisi yang telah berisi proses lain TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung Partisi Dinamik Partisi yang digunakan memiliki panjang dan jumlah yang bervariasi Saat suatu proses dibawa ke main memory, proses tersebut dialokasikan dengan ukuran memori yang tepat sama dengan yang diperlukan Berikut ini contoh efek partisi dinamik pada main memory 1 MB TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung (a) mula-mula memori kosong hanya ada sistem operasi (b, c, d) proses 1, 2, 3 diload ke main memory Pada (d) terdapat “hole” di akhir memori yang tidak cukup untuk proses 4 (e) Karena belum ada proses yang ready, proses 2 diswap sehingga cukup untuk proses 4 (f) Proses 4 berukuran lebih kecil dari proses 2 sehingga terbentuk hole lain (g) Kemudian proses 2 menjadi ready, karena ukuran memori tersedia belum cukup maka proses 1 yang diswap (h) proses 2 menempati ruang memori dan menghasilkan hole baru TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung Partisi dinamik ini menghasilkan beberapa lubang (hole) di memori yang semakin lama memori akan semakin ter-fragment dan penggunaan memori berkurang. Fenomena ini disebut Fragmentasi Eksternal Teknik untuk mengatasi Fragmentasi Eksternal dengan Compaction (pemadatan). Dari waktu ke waktu sistem operasi menggeser proses-proses sehingga menjadi berdampingan (contiguous) dan free memory dijadikan satu blok. Misal dari gambar (h) akan diperoleh free memory 256 k sebagai hasil dari compaction Kesulitan dari compaction adalah prosedurnya menyita waktu prosesor dan diperlukan kemampuan relokasi dinamik TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung RELOCATION Penempatan suatu proses yang telah diswap kembali ke main memory. Pada partisi tetap suatu proses yang diswap balik (swap in) akan menempati partisi yang sama seperti sebelum diswap. Ini merupakan contoh relokasi sederhana. Saat pertama diload, seluruh acuan memori relatif dalam bentuk code akan digantikn alamat main memory absolut yang ditentukan oleh base address dari proses yang diload Sedangkan pada single-process queue untuk unequal-size partition dan partisi dinamik suatu proses bisa menempati partisi yang berbeda pada saat diswap balik ke main memory atau saat terjadi pergeseran (shift). Sehingga alamat suatu proses tidak tetap di main memory. TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung Untuk itu dibedakan beberapa jenis alamat Logical Address : Acuan pada suatu lokasi memory yang tergantung pengerjaan data ke memory, penerjemahan ke alamat fisik harus dilakukan terlebih dahulu sebelum memori diakses Relative Address : Contoh khusus dari logical address, alamat dinyatakan sebagai suatu lokasi yang relatif pada titik yang diketahui, biasanya awal dari program Physical Address/Absolute Address : Lokasi aktual di main memory TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

Penerjemahan ke alamat fisik di main memory TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung Saat suatu proses ditugaskan menjadi status running, base register diisi alamat awal proses di main memory. Juga terdapat sebuah bound register yang menunjukkan lokasi akhir dari program, nilai akhir ini harus diatur saat program diload atau process image diswap masuk (ke main memory) Pada saat proses dieksekusi, alamat relatif dilibatkan. Alamat relatif terdiri dari isi instruction register (IR), alamat instruksi yang terjadi di dalam cabang dan instruksi pemanggilan, dan alamat data yang terjadi saat instruksi load dan store Tiap-tiap alamat relatif mengalami 2 langkah manipulasi oleh prosesor : 1. Nilai di dalam base register ditambahkan pada relative address untuk menghasilkan absolute address 2. Hasilnya dibandingkan dengan nilai di dalam bound register. Jika alamatnya di dalam range nilai ini maka instruksi eksekusi akan dikerjakan dan jika tidak akan dibangkitkan interrupt ke sistem operasi berupa error TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

Placement Algorithm Diperlukan algoritma penempatan untuk menutup lubang yaitu pada saat load atau swap proses ke main memory terdapat beberapa blok memori bebas yang ukurannya cukup maka sistem operasi akan memutuskan yang mana yang akan dialokasikan Terdapat 3 algoritma penempatan : best-fit, first-fit dan next-fit - Best-fit memilih blok memori yang ukurannya sangat dekat dengan ukuran proses yang dibawa - First-fit mulai dengan menscan memori dari awal dan memilih blok memori yang pertama ditemui yang memiliki ukuran yang cukup besar - Next-fit mulai menscan memori dari lokasi terakhir penempatan dan memilih blok berikutnya yang memiliki ukuran yang cukup besar

Berikut ini contoh ketiga algoritma Berikut ini contoh ketiga algoritma. Pada gambar ini blok terakhir yang digunakan adalah blok 22 kb yang kemudian dipartisi 14 kb. Akan dialokasikan 16 kb

Algoritma yang terbaik adalah First-fit meskipun akan menghasilkan memori bebas berukuran kecil diawal memori. Yang kedua adalah Next-fit dan yang paling buruk adalah algoritma Best-fit karena akan menghasilkan memori bebas berukuran kecil yang banyak sehingga compaction harus lebih sering dilakukan Replacement Algorithm Pada sistem multiprogramming menggunakan partisi dinamik terdapat suatu waktu saat seluruh proses di main memory dalam status block dan meski telah dilakukan compaction masih kekurangan memori untuk penambahan proses baru Maka ada proses yang diswap dari main memory untuk proses baru atau proses dengan status ready suspend. Pemilihan proses yang akan diswap memerlukan algoritma penempatan ulang yang akan dibahas pada virtual memory

TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung Simple Paging Main memory dipartisi menjadi potongan memory berukuran relatif kecil dan setiap proses juga dibagi menjadi potongan kecil berukuran sama dengan potongan memory yang disebut page. Page ini dapat ditempatkan pada potongan main memory yang disebut frame. Berikut ini contoh penggunaan page dan frame TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

(a), (b), (c), (d) proses A (4 page), B (3 page), C (4 page) menempati frame yang kosong (e) kemudian proses B suspended dan diswap out dari main memory (f) 5 page dari proses D menempati frame 4, 5, 6 dan 11, 12. Tidak perlu contiguous

TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung Sistem Operasi menyediakan page table untuk setiap proses, page table ini berisi lokasi frame untuk tiap page dari proses. Di dalam program setiap logical address berisi nomor page dan offset Menggunakan logical address (page number, offset) dan page table, prosesor akan menentukan physical address (frame number, offset) Pages table untuk contoh di atas TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung Untuk memudahkan ukuran page dan ukuran frame ditentukan sebagai kelipatan 2. Sehingga relative address menjadi sama dengan logical address. Contoh : digunakan pengalamatan 16 bit dan ukuran page 1 k = 1024 byte. Relative address 1502 yang dalam bentuk biner : 000001 0111011110 Dengan ukuran page 1 k diperlukan offset 10 bit sehingga 6 bit sisa untuk nomor page. Sehingga program maksimum dapat terdiri dari 26 = 64 page berukuran 1 kb TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

Relative Address 1502 sesuai dengan offset = 478 dan page = 1

Langkah-langkah menterjemahkan alamat untuk alamat n + m bit Ekstrak page number dari n bit paling kiri pada logical address Gunakan page number untuk mencari frame number (k) di page table Physical Address awal = k x 2m Physical Address dari byte yang diacu : k x 2m + offset TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung Simple segmentation Program dan datanya dibagi menjadi beberapa segmentasi. Ukuran tiap segmentasi tidak perlu sama. Logical Address yang menggunakan segmentasi terdiri dari segment number dan offset. TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

Langkah menerjemahkan alamat n+m bit Ekstrak segment number dari n bit paling kiri pada logical address Gunakan segment number ini untuk mencari awal physical address dari segmentasi pada segment table Bandingkan offset (m bit paling kanan) dengan panjang segment. Jika offset lebih besar dari panjang segment berarti alamat tidak absah (valid) Alamat fisik diperoleh dengan menjumlahkan awal physical address dengan offset TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung

TEKNIK KOMPUTER - UNIKOM Jalan Dipatiukur 112 Bandung