tugas: Manajemen Memory

Hirarki Memory

Cache Memory adalah memory yang bertugas  membantu primary memory dalam memecah data yang akan diproses dan yang belum diproses dengan tujuan mempermudah kinerja processor ( karena data dibagi-bagi / dipotong sebelum diproses). cache memory biasa ada dalam processor, mother board, maupun peralatan mikrokontroller lain. cache berukuran kecil anatara Kilo Bytes sampai dengan Mega Bytes.
Main Memory adalah memory utama dari sebuah komputer, biasa berbentuk RAM atau disebut juga memory dinamis.Fungsi utama dari Main Memory adalah untuk menyimpan sementara data yang akan diproses oleh processor dan data yang telah diproses oleh processor yang selanjutnya kan diteruskan ke media input/output yang lain VGA (ditampilkan), Sound (mengeluarkan suara), Hard Disk (menyimpan data), dan media output lain. Main Memory besarannya adalah Mega Bytes sampai dengan Giga Bytes.
Secondary Memory adalah memory pembantu dari sebuah komputer yang berbentuk Hardisk / ROM (Read Onlu Memory) dan disebut juga sebagai memory statis. Memory ini berfungsi menyerupai RAM tetapi memory ini bisa menyimpan data lebih lama. memory ini membantu tugas RAM. hal ini biasa dilakukan oleh OS dan menyimpannya dalam sebuah file yang berjenis swap ( swap file / .swp)

Manajemen Memory
hal ini dilakukan dengan membagi - bagi memory untuk mengakomdasi banyak proses. manajemen memory dilakukan untuk menjamin setiap proses yang ready dapat segera memanfaatkan processor time.
Terdapat 5 Requirement manajemen memory, yaitu:
1. Relocation
 Processor dan sistem operasi harus dpat mentranslasikan memory referensi ke alamat fisik yang mengalokasikan program dalam memory utama. Relocation penting karena jika suatu progam di-load ke meori, maka lokasi memori yang akan ditempati harus ditentukan. alamat absolut suatu program dapat berubah sebagai akibat dari swapping dan/atau compaction.

2. Protection
 Suatu proses tidak boleh mengakses lokasi memori yang lain tanpa izin dan lokasi program di memori tidak tentu maka alamat mutlak pada saat di compile tidak diketahui.
3. Sharing : Harus di mungkinkan suatu lokasi memori dapat diakses oleh lebih dari satu proses. Beberapa proses yang memerlukan data yang sama, maka tidak perlu setiap proses meng kopi data dari disk ke memori, cukup sebuah kopi saja.
4. Logical Organization : Main memory dikelompokan secara linear atau berdimensi satu yang berupa ruang alamat yang terdiri dari deretan byte atau work. Sebagian besar program dibentuk dalam sebuah modul maka penempatan di memori tidak linear dan diperlukan pengaturan secara lojik.
5. Physical Organization : Memory dikelompokan menjadi memori utama dan memori sekunder. diperlukan metode yang mengatur aliran data dari memori utama ke memori sekunder dan sebaliknya.

Beberapa teknik manajemen memori yang ada : 

• Partisi (partisi tetap, partisi dinamis )
• Paging sederhana
• Segmentasi sederhana
• Virtual memory (paging, segmentasi)

Partisi

Partisi Tetap

terdapat dua model dalam partisi tetap yaitu  partisi berukuran sama dan partisi berukuran tidak sama

1. partisi berukuran sama :

• setiap proses yang ukurannya lebih kecil atau sama dengan ukuran partisi dapat menempati partisi tersebut
• jika semua partisi telah terisi, maka sistem operasi akan melakukan swap terhadap proses yang sudah tidak aktif
• penggunaan memori tidak efisien, misal : bila ukuran partisi adalah 8MB , maka program berukuran 2MB akan menyisakan ruang memori sebesar 6MB

2. partisi berukuran tidak sama :

• lebih baik dari partisi berukuran sama karena : penggunaan memori lebih efisien , tidak perlu overlay

Partisi Dinamis

jumlah partisi yang tidak tetap menggunakan variabel , ukuran partisi sama dengan ukuran proses yang akan menempatinya untuk pertama kali atau sesudah pemadatan (compaction) yang tidak akan terjadi fragmentasi internal.

Algoritma yang digunakan adalah :

1. Best fit dengan Memilih blok memori yang paling sedikit menyisakan ruang memori. Biasanya performansi secara keseluruhan adalah yang paling jelek.
2. First fit, Pencarian blok memori kosong dimulai dari awal. Blok memori yang dipilih adalah blok memori yang pertama kali ditemukan dan ukurannya sesuai. Merupakan algoritma yang paling baik dimana merupakan paling cepat dan paling sederhana. Pencarian akan melewati sejumlah proses yang terletak pada bagian ujung awal memori sebelum menemukan blok memori yang bebas.
3. Next fit, Pencarian blok memori kosong dimulai dari lokasi placement terakhir. Lebih jelek dibanding First-fit, karena blok memori yang ditemukan sering berada pada ujung akhir memori yang merupakan blok memori berukuran paling besar. Blok memori yang besar akan lebih cepat terpartisi menjadi blok memori yang lebih kecil.

Konsep Paging 
Pages 
Alamat yang dihasilkan oleh CPU(memori logis) akan dibagi menjadi 2 yaitu nomor page (p) dan page offset(d): 
1.Nomor page akan menjadi indeks dari page table yang mengandung alamat dasar dari setiap alamat di memori fisik.
2. Page offset akan digabung dengan alamat dasar untuk mendefinisikan alamat fisik yang akan di kirim ke unit memori.

Frames
Pada alamat memori fisis akan dibagi menjadi nomor frame (f) yang nantinya akan dicocokan pada page table.Setiap alamat yang dihasilkan oleh CPU akan dicocokan nomor page-nya pada page table lalu akan dicari frame mana yang sesuai dengan nomor page tersebut.



Perangkat Keras Paging
Dikenal dengan Unit Manajemen Memori (MMU). Jika CPU ingin mengakses memori, CPU mengirim alamat memorinya ke MMU yang akan menerjemahkannya ke alamat lain sebelum mengirim kembali ke unit memori. Alamat yang dihasilkan oleh CPU disebut alamat logis. Sedangkan Alamat yang didapat setelah melalui MMU disebut alamat fisik.


Page Table
Sebuah rangkaian array dari masukan-masukan (entries) yang mempunyai indeks berupa nomor page (p).
Setiap masukan terdiri dari flags (contohnya bit valid) dan nomor frame.Alamat fisik dibentuk dengan menggabungkan nomor frame dengan offset.

Segmentasi
Salah satu cara untuk mengatur memori dengan menggunakan segmen. Program dibagi menjadi beberapa segmen. Alamat logika terdiri dari dua bagian yaitu nomor segmen (s) dan offset (d) yang dituliskan dengan

  <nomor segmen, offset>

Pemetaan alamat logika ke alamat fisik menggunakan tabel segmen (segment table), terdiri dari:

• Segmen basis (base) berisi alamat fisik awal 
• Segmen limit merupakan panjang segmen

Sifat Segmentasi

• Ukuran tiap segmen tidak harus sama.
• Dapatdiletakan di manasaja(di main memory, setelah program dimasukkankememori).TabelSegmen → menentukanlokasisegmen.
• Salingberbagi.
• Adanyaproteksi.
• Alokasi yang dinamis.

Kelebihan paging:

• Tidak ada fragmentasi luar. 
• Alokasi-nya cepat.

Kelebihan segmentasi:

• Saling berbagi.
•  Proteksi. 

Virtual Memory
Memori virtual merupakan suatu teknik yang memisahkan antara memori logis dan memori fisiknya. Menyembunyikan aspek-aspek fisik memori dari user. 

• Memori adalah lokasi alamat virtual berupa byte yang tidak terbatas. 
• Hanya beberapa bagian dari memori virtual yang berada di memori logis.

Konsep memori virtual yang dikemukakan Fotheringham pada tahun 1961 pada sistem komputer Atlas di Universitas Manchester, Inggris:
 “ Kecepatan maksimum eksekusi proses di memori virtual dapat sama, tetapi tidak pernah melampaui kecepatan eksekusi proses yang sama di sistem tanpa menggunakan memori virtual.”