Manajemen Memori

MANAJEMEN MEMORI

A.    Berdasarkan keberadaan swapping :

1.      Manajemen tanpa swapping.

Manajemen memori tanpa pemindahan citra proses antara memori utama dan disk selama ekseskusi.

2.      Manajemen dengan swapping.

Manajemen memori dengan pemindahan citra proses antara memori utama dan disk selama ekseskusi.

B.     Manajemen Memori Berdasarkan Alokasi Memori

Terdapat dua cara menempatkan informasi ke dalam memori kerja

1.      Alokasi Memori Berurutan (contigouos Allocation)

-    Pada alokasi memori berurutan, setiap proses menempati satu blok tunggal lokasi memori yang berurutan.

-    Kelebihan : sederhana, tidak ada rongga memory bersebaran, proses berurutan dapat dieksekusi secara cepat.

-    Kekurangan : memori boros, tidak dapat disisip apabila tidak ada satu blok memori yang mencukupi.

2.      Alokasi Memori Tak Berurutan (Non Contiguous Allocation)

-    Program / proses ditempatkan pada beberapa sagmen berserakan, tidak perlu saling berdekatan atau berurutan. biasanya digunakan untuk lokasi memori maya sebagai lokasi page-page.

-    Kelebihan : sistem dapat memanfaatkan memori utama secara lebih efisien, dan system operasi masih dapat menyisip protes bila jumlah lubang-lubang memori cukup untuk memuat proses yang akan dieksekusi.

-    Kekurangan : memerlukan pengendalian  yang lebih rumit dan memori jadi banyak berserakan tidak terpakai.

Terdapat 2 manajemen memori:

a)      Manajemen Memori Statis

Dengan pemartisian statis, jumlah, lokasi, dan ukuran prosesdi memori tidak beragam sepanjang waktu secara tetap.

b)     Manajemen Memori Dinamis

Dengan pemartisian dinamis, jumlah, lokasi, dan ukuran proses di memori dapat berseragam sepanjang waktu secara dinamis.

MANAJEMEN MEMORI PEMARTISIAN STATIS

Kondisi tanpa swapping :

a.      Monoprogramming

Monoprogramming merupakan manajemen memori paling sederhana, sistem komputer hanya mengijinkan satu program/pemakai berjalan pada satu waktu. Semua sumber daya sepenuhnya dikuasi proses yang sedang berjalan.

Dalam monoprogramming :

1.      Hanya terdapat satu proses pada satu saat, sehingga proses baru akan menimpa proses lama yang sudah selesai eksekusi.

2.      Hanya satu proses mengunakan semua memori.

3.      Pemakai memusatkan program keseluruh memori dari disk atau tape.

4.      Program mengambil kendali seluruh mesin.

Monoprogramming masih dipakai untuk sistem kecil yaitu sistem tempelan (embedded system) yang menempel atau terdapat di sistem lain. Sistem-sistem tempelan menggunakan mikroprosesor kecil, seperti Intel 8051, dan sebagainya. Sistem ini biasanya untuk mengendalikan satu alat sehingga menjadi bersifat intelejen (intelegent devices) dalam menyediakan satu fungsi spesifik. Karena hanya satu fungsi spesifik, dapat diprogram di mikroprosesor dengan memori kecil (1-64 Kb).

Masalah Proteksi Di Monoprogramming

Merupakan cara memproteksi rutin sistem operasi dari penghancuran program pemakai. Program pemakai dapat tersesat sehingga memanipulasi atau menempati ruang memori rutin sistem operasi. Aktivitas program pemakai ini dapat merusak sistem operasi. Untuk mengatasinya Sistem operasi harus diproteksi dari modifikasi program pemakai.

Proteksi ini diimplementasikan menggunakan satu register batas (boundary register) di pemroses. Setiap kali program pemakai mengacu alamat memori dibandingkan register batas untuk memastikan proses pemakai tidak merusak sistem operasi, yaitu tidak melewati nilai register batas.

           

b.      Multiprogramming dengan pemartisian statis

Multiprogramming dapat dilakukan dengan pemartisian statis, yaitu memori dibagi menjadi beberapa sejumlah partisi tetap. Pada partisi-partisi tersebut proses-proses ditempatkan.

Manajemen Memori Multiprogramming

Melibatkan banyak pemakai secara simultan sehingga di memori akan terdapat lebih dari satu proses bersamaan. Oleh karena itu dibutuhkan sistem operasi yang mampu mendukung dua kebutuhan tersebut.

Melakukan dua aktivitas :

1.      Proteksi memori dengan isolasi ruang-ruang alamat secara disjoint (terpisah).

2.      Pemakaian bersama memori.

Memungkinkan proses-proses bekerja sama mengakses daerah memori bersama. Ketika konsep multiprogramming digunakan, pemakaian CPU dapat ditingkatkan.

Multiprogramming Pemartisian Statis,

Terdapat beberapa alasan :

·         Mempermudah pemogram

Pemrogram dapat memecah program menjadi dua proses atau lebih.

·         Agar dapat memberi layanan interaktif ke beberapa orang secara simultan

Untuk itu diperlukan kemampuan mempunyai lebih dari satu proses di memoriagar memperoleh kinerja yang baik.

·         Efisiensi penggunaan sumber daya

Bila pada multiprogramming maka proses tersebut diblocked (hanya DMA yang bekerja) dan proses lain mendapat jatah waktu pemroses, maka DMA dapat meningkatkan efisiensi sistem.

·         Eksekusi lebih murah jika proses besar dipecah menjadi beberapa proses kecil

·         Dapat mengerjakan sejumlah job secara simultan

PEMARTISIAN STATIS BERDASARKAN UKURAN

Partisi-partisinya terbagi dua :

1.      Pemartisian menjadi partisi berukuran sama (ukuran semua partisi memori sama), yaitu:

Beberapa proses yang ukurannya kurang atau sama dengan ukuran partisi dimasukkan ke sembarang partisi yang tersedia.

Kelemahan :

-          Bila program berukuran lebih besar dibanding partisi yang tersedia, maka tidak dapat dimuatkan, tidak dapat dijalankan. Pemogram harus mempersiapkan overlay sehingga hanya bagian program yang benar-benar dieksekusi yang dimasukkan ke memori utama dan saling bergantian. Untuk overlay diperlukan sistem operasi yang mendukung swapping.

-          Untuk program yang sangat kecil dibanding ukuran partisi yang ditetapkan, maka banyak ruang yang tak dipakai yang diboroskan,  disebut fragmentasi internal. Kelemahan ini dapat dikurangi dengan partisi-partisi tetap berukuran berbeda.

2.      Pemartisian menjadi partisi-partisi berukuran berbeda, yaitu ukuran semua partisi memori adalah berbeda

Strategi penempatan program ke partisi

DESKRIPSI :

a)      Strategi penempatan pada pemartisian menjadi partisi-partisi berukuran sama. Penempatan proses ke memori dilakukan secara mudah karena dapat dipilih sembarang partisi yang kosong.

b)      Strategi penempatan pada pemartisian menjadi partisi-partisi berukuran berbeda.

Satu antrian untuk tiap partisi (banyak antrian untuk seluruh partisi).

Proses ditempatkan ke partisi paling kecil yang dapat memuatnya.

Keuntungan :

-          teknik ini adalah meminimalkan pemborosan memori.

Kelemahan :

-          dapat terjadi antrian panjang disuatu partisi sementara antrian partisi-partisi lain kosong.

Satu antrian untuk seluruh partisi.

Proses-proses diantrikan di satu antrian tunggal untuk semua partisi. Proses segera ditempatkan di partisi bebas paling kecil yang dapat memuat.

Keunggulan :

-          Lebih fleksibel serta implementasi dan operasi lebih minimal karena hanya mengelola satu antrian.

Kelemahan :

-          Proses dapat ditempatkan di partisi yang banyak diboroskan, yaitu proses kecil ditempatkan di partisi sangat besar.

FRAGMENTASI PADA PEMARTISIAN STATIS

Fragmentasi yaitu Penyiaan/pemborosan memori akan terjadi pada setiap organisasi penyimpanan. Fragmentasi pada pemartisian tetap terdiri dari:

a.      Fragmentasi internal.

Proses tidak mengisi penuh partisi yang telah ditetapkan untuk proses.

b.      Fragmentasi ekstenal.

Partisi dapat tidak digunakan karena ukuran partisi lebih kecil dibanding ukuran proses yang menunggu di antrian, sehingga tidak digunakan

FUNGSI MANAJEMEN MEMORI

1.      Mengelola informasi memori yang dipakai dan tidak dipakai.

2.      Mengalokasikan memori ke proses yang memerlukan.

3.      Mendealokasikan memori dari proses yang telah selesai.

4.      Mengelola swapping antara memori utama dan disk.

DESKRIPSI HIRARKI MEMORI

1.      Pemakaian memori dua tingkat, menggunakan cache memory yang dapat meningkatkan kinerja dan utilisasi memori secara dinamik.

2.      Chace memory merupakan penyimpan berkecepatan tinggi lebih cepat dibanding memori utama.

3.      Chace memory lebih mahal dibanding memori utama, sehingga kapasitas cache relatif kecil. 

ADDRESS BINDING

-          Sebelum eksekusi, program/proses berada di dalam disk, dan pada saat dieksekusi ia perlu berada pada suatu lokasi dalam memori fisik.

-          Address binding adalah menempatkan address relatif program/proses ke dalam address fisik meori (real memory address). Dapat berlangsung dalam salah satu tahapan: kompilasi, load atau eksekusi

TAHAPAN RUNNING PROGRAM

1.      Tahapan Kompilasi : source program (source code) dikompilasi menjadi object module (object code).

2.      Tahapan link & load : object module di-link dengan object module lain menjadi load module (execution code) kemudian di-load ke memori untuk dieksekusi.

3.      Tahapan eksekusi : mungkin juga dilakukan dynamic linking dengan resident library.

ADDRESS BINDING SAAT KOMPILASI

1.      Jika lokasi dari proses sudah diketahui sebelumnya maka saat kompilasi address-address instruksi dan data ditentukan dengan alamat fisik.

2.      Jika terjadi perubahan pada lokasi tersebut maka harus di rekompilasi.

ADDRESS BINDING SAAT LOAD

1.      Code hasil kompilasi masih menunjuk address-address secara relatif, saat di-load address-address disubstitusi dengan alamat fisik berdasar relokasi proses yang diterima.

2.      Jika terjadi perubahan relokasi maka code di-load ulang.

ADDRESS BINDING SAAT EKSEKUSI

1.      Binding (ikatan) bisa dilakukan ulang selama proses

-    Hal ini untuk memungkinkan pemindahan proses dari satu lokasi ke lokasi lain selama run.

2.      Perlu adanya dukungan hardware untuk pemetaan address

-    Contoh : base register dan limit register