SISTEM OPERASI Pertemuan 5 : Manajemen Memori Pengenalan konsep memori dan pengalokasian memori Disusun oleh : Silvester Dian Handy Permana, S.T., M.T.I. Fakultas Telematika, Universitas Trilogi

OUTLINE Hierarki organisasi memori pada sistem komputer Pengalamatan Memori

Hierarki Organisasi Memori Definisi: Memori adalah tempat penyimpanan kode program dan data di dalam suatu sistem komputer. Memori umumnya diorganisasi secara hierarki, sbb:

Hierarki Organisasi Memori-2 Dalam hierarki memori tsb, semakin kebawah: Biaya per bit semakin rendah Kapasitas penyimpanan semakin besar Waktu Akses semakin besar Frekuensi pengaksesan memori oleh prosesor semakin berkurang. Alasan/tujuan pengorganisasian memori adalah: Meningkatkan kecepatan akses instruksi/data oleh CPU. Meningkatkan utilitas CPU yang sebesar-besarnya. Mengefisienkan pemakain memori utama yang memiliki kapasitas yang terbatas.

Pengalamatan Memori Prosesor mengakses data atau kode instruksi menggunakan referensi alamat I/O dan alamat memori utama. Kompilatormengubah source program yang ditulis programmer menjadi file yang berisi konde instruksi program yang dapat dijalanankan oleh prosesor. Untuk melakukan fungsinya kompilator mengacu pada metode pengalamatan memori Pengalamatan memori dibedakan atas pengalamatan secara fisik, relatif, dan logika

Pengalamatan Memori-2 Physical/absolute addresing Alamat yang ditulis pada kode instruksi program hasil kompilasi merupakan alamat fisik memori utama yang sesungguhnya. Pada saat penyalinan image proses ke memori utamakode instruksi dan data program harus disalin pada posisi yang sesuai dengan referensi tsb. Pada eksekusiprosesor akan memproses alamat pada kode instruksi program secara langsung tanpa translasi alamat memori

Pengalamatan Memori-3 Relative addresing Digunakan pada sistem yang menggunakan alokasi memori berturut Alamat pada kode instruksi program merupakan alamat relative, offset terhadap posisi awal program. Pada penyalinan image alamat awal memori dicatat ke register alokasi Pada eksekusipengaksesan alamat akan ditranslasi dengan menjumlahkan alamat referensi pada instruksi dengan isi register alokasi untuk mendapatkan alamat fisik memori yang akan benar-benar diakses. Proses translasi dilakukan menggunakan perangkat keras khusus: MMU (Memory Management Unit)

Pengalamatan Memori-4 Relative addresing Proses alokasi memori dan tranlasi alamat pada pengalamatan relatif

Pengalamatan Memori-5 Logical addresing Alamat pada kode program merupakan alamat logika yang perlu di translasikan ke alamat fisik memori utama saat eksekusi. Kelebihan: relokasi program dapat dilakukan secara fleksibel. Kapasitas alamat meori logika dapat lebih besar dari kapasitas fisik memori utama Image proses dapat dialokasikan secara pasial dan tersebar pada memori utama

Pengalamatan Memori-6 Logical addresing Proses alokasi memori dan tranalasi alamat pada pengalamatan secara logika V2008-DEV

Pengalamatan Memori-7 Logical addresing Cara alokasi memori pada pengalamatan secara logika: Paging membagi ruang alamat logika program dalam partisi statis yang berukuran samapage Segmentasi membagi ruang logika alamat logikaprogram dalam fragmen yang berukuran berbeda-beda dan pemartisian memori utama bersifat dinamis dengan ukuran yang bervariasisegmen Hal ini mempengaruhi: Bagaimana memori utama di partisi dan dialokasikan ke aplikasi Informasi yang perlu dicatat di tabel alokasi proses saat terjadi alokasi memori Proses translasi alamat

Address Binding Address Binding adalah proses pengikatan/pemberian/penentuan alamat absolut (fisik) memori dari kode dan data program. Pada umumnya, address binding dapat terjadi pada tahap: Compile time Jika lokasi instruksi di memori sudah diketahuii sebelumnya, maka pada saat compile, alamat absolut kode program sudah bisa ditentukan. Pada saat loading, kode program harus diletakkan pada lokasi memori yang sudah ditentukan sebelumnya.

Address Binding-2 Loading time Jika lokasi kode program di memori belum diketahui sebelumnya, maka pada saat compile time, alamat yang bisa direlokasi (mis alamat relatif) diberikan kepada kode program. Alamat fisik diberikan/diikatkan kepada kode saat program diload ke memori. Proses binding harus diulangi jika kode program dipindahkan ke bagian lain dari memori. Execution time Pada kasus swapping, kode program bisa dipindahkan ke lokasi memori yang berlainan selama siklus hidupanya. Dalam kasus ini, alamat absolut diberikan kepada kode program pada saat kode dieksekusi. Hal ini bisa diwujudkan dengan bantuan hardware khusus seperti MMU.

Address Binding-3 Kemungkinan saat terjadinya address binding

Manajemen Memori pada Sistem Monoprogramming Ciri-ciri manajemen memori pada sistem monoprogramming: Hanya ada satu proses pada suatu saat dan menggunakan seluruh area memori pengguna Program dimuatkan seluruhnya ke memori dari disk/tape Program mengambil kendali seluruh daya komputer saat eksekusi Alokasi memori dilakukan secara berurutan

Manajemen Memori pada Sistem Monoprogramming-2 Alokasi Memori Pada sistem monoprogramming, bagian memori utama yang tidak dipakai untuk sistem operasi atau device driver dialokasikan semuanya kepada proses pengguna.

Manajemen Memori pada Sistem Monoprogramming-3 Proteksi Memori Pada sistem monoprogramming, kode instruksi dan data dari sistem operasi butuh dilindungi dari akses langsung ataupun modifikasi oleh proses aplikasi pengguna. Proteksi dapat diimplementasikan dengan bantuan register relokasi dan register pembatas (berisi jangkauan atau lebar ruang alamat logika dari proses aplikasi pengguna).

Manajemen Memori pada Sistem Monoprogramming-4 Proteksi Memori Model proteksi memori pada sistem monoprogramming

Manajemen Memori pada Sistem Multiprogramming Ciri-ciri manajemen memori pada sistem multiprogramming antara lain: Ada sejumlah proses yang menempati memori pada setiap saat. Image proses dari program dapat dimuat seluruhnya atau sebagian saja ke memori utama. Alokasi memori ke proses bisa secara berurutan ataupun tidak berurutan. Dimungkinkan seluruh atau sebagian image proses berpindah lokasi memori utama selama eksekusinya. Dimungkinkan suatu lokasi memori bisa diakses oleh beberapa proses (sharing)

Manajemen Memori pada Sistem Multiprogramming-2 Pada sistem multiprogramming, metode alokasi memori ke proses-proses dapat dikategorikan sebagai berikut : Alokasi berurut mengalokasikan suatu proses secara utuh ke suatu bagian memori yang berurut. Alokasi tak berurut bisa membagi suatu proses menjadi beberapa bagian kecil dan mengalokasikan setiap bagian ke lokasi memori yang berbeda.

Manajemen Memori pada Sistem Multiprogramming-3 Alokasi berurut dan tak berurut

Manajemen Memori pada Sistem Multiprogramming Pengalokasian Berurut Dengan Partisi Statis Ciri-ciri alokasi berurut dengan partisi statis: Memori dibagi menjadi partisi-partisi dengan ukuran yang tetap. Satu proses hanya menggunakan satu partisi. Jika proses sudah selesai, partisi tersebut bisa digunakan oleh proses lain. Membutuhkan pengelolaan informasi mengenai partisi-partisi yang kosong (bisa dialokasikan). Alokasi berurut dengan partisi statis dapat dibedakan atas: Partisi statis berukuran sama. Besarnya tiap partisi adalah sama besarnya Partisi statis berukuran tidak sama Ukuran tiap partisi berbeda-beda

Manajemen Memori pada Sistem Multiprogramming Pengalokasian Berurut Dengan Partisi Statis-2 Kelemahan pemartisian statis dengan ukuran yg sama: Proses yang ukurannya lebih besar dari ukuran partisi tidak dapat dialokasikan, sehingga dibutuhkan overlay. Jika ukuran proses lebih kecil dibanding ukuran partisi yg dialokasikan, maka akan terjadi fragmentasi internal, yaitu terjadi sisa ruang di dalam partisi yang tidak terpakai.

Manajemen Memori pada Sistem Multiprogramming Pengalokasian Berurut Dengan Partisi Statis-3 Pemartisian statis dengan ukuran berbeda mengantisipasi beragamnya ukuran proses, proses berukuran kecil diusahakan dialokasi ke partisi yang kecil, sedangkan proses besar diusahakan dialokasikan ke partisi yang besar, sehingga fragmentasi internal bisa ditekan seminim mungkin Pada pemartisian statis dgn ukuran berbeda, pengalokasian memori bisa dilakukan dengan 2 jenis strategi: Satu antrian untuk tiap partisi Proses diantrikan pada partisi dengan ukuran terkecil yang bisa memuat proses (namun bisa terjadi antrian yg panjang) Satu antrian untuk seluruh partisi Semua proses berada dlm satu antrian. Proses dialokasikan ke partisi terkecil yg tersedia yg bisa memuat proses tersebut pada saat dijadwalkan. (namun bisa terjadi suatu proses kecil terpaksa dialokasikan ke partisi besar yang tersisa)

Manajemen Memori pada Sistem Multiprogramming Pengalokasian Berurut Dengan Partisi Statis-4 Alokasi berurut dengan partisi statis berukuran berbeda

Mind Mapping Session

QA