Manajemen Memori 1

Manajemen Memori
(1)Manajemen Memori Manajemen Memori Manajemen Memori
Memori utama harus diatur sebaik mungkin agar :
 meningkatkan utilitas CPU yang sebesar-besarnya
 data dan instruksi dapat diakses dengan cepat oleh
CPU
 memori utama memiliki kapasitas yang sangat


terbatas, sehingga pemakaiannya harus seefisien
mungkin
 transfer data dari/ke memori utama ke/dari CPU
dapat efisien. Manajemen Memori Manajemen Memori Manajemen Memori
 Manajemen memori berkaitan dengan memori
utama sebagai sumber daya yang harus
dialokasikan dan dipakai bersama diantara
sejumlah proses yang aktif.
 Manajemen memori juga berkaitan dengan
usaha agar pemrogram atau pemroses tidak
dibatasi oleh kapasitas memori fisik yang
terdapat pada sistem komputer. Fungsi Manajemen Memori Fungsi Manajemen Memori Fungsi Manajemen Memori
 mengelola informasi memori yang terpakai
dan yang tidak terpakai
 mengalokasikan memori ke proses yang
memerlukan
 mendealokasikan memori dari proses telah
selesai
 mengelola swapping antara memori utama
dan disk Swapping Swapping Swapping
 Suatu proses dapat dialihkan sementara dari
memori ke suatu tempat penyimpanan dan
dipanggil kembali ke memori jika akan
melanjutkan eksekusi.
 Manajemen memori berdasarkan keberadaan
swapping :
 manajemen tanpa swapping
 manajemen dengan swapping Manajemen Tanpa Swapping Manajemen Tanpa Swapping Manajemen Tanpa Swapping
 manajemen memori tanpa pemindahan
proses antara memori utama dan disk selama
eksekusi
 Terdiri dari :
 monoprogramming
 multiprogramming dengan pemartisian statis Monoprogramming Monoprogramming Monoprogramming
 Merupakan manajemen memori paling sederhana. Sistem komputer
hanya mengijinkan 1 program/pemakai berjalan pada 1 waktu.
 Semua sumber daya sepenuhnya dikuasai proses yang sedang
berjalan.
 Ciri-ciri manajemen memori monoprogramming :
 hanya 1 proses pada 1 saat
 hanya 1 proses menggunakan semua memori
 pemakai memuatkan program ke seluruh memori dari disk
/ tape
 program mengambil kendali seluruh mesin
 Karena hanya terdapat 1 proses dan menguasai seluruh sistem
maka alokasi memori dilakukan secara berurutan.Monoprogramming Monoprogramming MonoprogrammingMultiprogramming dengan Multiprogramming dengan Multiprogramming dengan
Pemartisian Statis Pemartisian Statis Pemartisian Statis
 Multiprogramming = banyak proses pada memori utama pada
saat bersamaan.
 Alasan menggunakan multiprogramming :
 mempermudah pemrogram karena pemrogram dapat
memecah program menjadi 2 proses/lebih
 agar dapat memberi layanan interaktif ke beberapa
orang secara simultan
 efisiensi penggunaan sumber daya
 eksekusi lebih murah jika proses besar dipecah
menjadi beberapa proses kecil
 dapat mengerjakan sejumlah job secara simultan Partisi Statis Partisi Statis Partisi Statis
 memori dibagi menjadi sejumlah partisi tetap.
Pada partisi tersebut proses-proses ditempatkan.
 Berdasarkan ukurannya, dibagi 2 :
 Pemartisian dengan partisi berukuran sama
(Ukuran semua partisi memori adalah sama.
Beberapa proses yang ukurannya kurang/sama
dengan ukuran partisi dimasukkan ke sembarang
partisi yang tersedia. )
 Pemartisian dengan partisi berukuran berbeda
( ukuran semua partisi memori berbeda )Pemartisian dengan Partisi Pemartisian dengan Partisi Pemartisian dengan Partisi
Berukuran Sama Berukuran Sama Berukuran Sama
Kelemahan :
 Bila program berukuran lebih besar dibanding partisi yang tersedia,
maka tidak dapat dimuatkan dan dijalankan. Pemrogram harus
mempersiapkan overlay. Overlay adalah program dipecah menjadi
bagian-bagian yang dapat dimuat ke memori. Sehingga hanya
bagian program yang benar-benar dieksekusi yang dimasukkan ke
memori utama dan saling bergantian. Untuk overlay diperlukan
sistem operasi yang mendukung swapping.
 Bila program lebih kecil daripada ukuran partisi yang tersedia, maka
akan ada ruang yang tak dipakai, yang disebut fragmentasi internal
→ pemborosan memori. Kelemahan ini dapat dikurangi dengan
membuat partisi tetap dengan ukuran yang berbeda.Pemartisian dengan Partisi Pemartisian dengan Partisi Pemartisian dengan Partisi
Berukuran Sama Berukuran Sama Berukuran SamaPemartisian dengan Partisi Pemartisian dengan Partisi Pemartisian dengan Partisi
Berukuran Berbeda Berukuran Berbeda Berukuran BerbedaFragmentasi Pada Partisi Statis Fragmentasi Pada Partisi Statis Fragmentasi Pada Partisi Statis
 Fragmentasi = penyiaan/pemborosan memori
yang terjadi pada setiap organisasi
penyimpanan.
 Fragmentasi internal : proses tidak mengisi
penuh partisi yang telah ditetapkan untuk
proses
 Fragmentasi eksternal : partisi tidak dapat
digunakan karena ukuran partisi lebih kecil
dibanding ukuran proses yang menunggu di
antrian. Manajemen Memori dengan Manajemen Memori dengan Manajemen Memori dengan
Swapping Swapping Swapping
 manajemen memori dengan pemindahan
proses antara memori utama dan disk selama
eksekusi.
 Diterapkan pada multiprogramming dengan
pemartisian dinamis. Partisi Dinamis Partisi Dinamis Partisi Dinamis
 partisi statis menyebabkan memori terlalu banyak diboroskan
dengan proses-proses yang lebih kecil dibanding partisi yang
ditempatinya.
 Dengan partisi dinamis maka jumlah, lokasi, dan ukuran proses
di memori dapat beragam sepanjang waktu secara dinamis.
proses yang akan masuk ke memori segera dibuatkan partisi
untuknya sesuai kebutuhannya. Teknik ini meningkatkan
utilitas memori.
 Kelemahan :
 dapat terjadi lubang-lubang kecil memori di antara
partisi-partisi yang dipakai
 merumitkan alokasi dan dealokasi memori Contoh Contoh ContohContoh Contoh Contoh
 Setelah proses 3 berakhir memori dipenuhi
lubang-lubang memori yang tidak terpakai.
 Dapat diatasi dengan cara pemadatan
memori (memory compaction) yaitu operasi
penggabungan semua lubang kecil menjadi
lubang besar dengan memindahkan semua
proses agar saling berdekatan.Contoh Contoh Contoh
 Contoh diatas setelah pemadatan memori :
Kelemahan pemadatan
memori :
- memerlukan waktu yang
sangat banyak
- sistem harus menghentikan
sementara semua
proses saat pemadatan,
sehingga mengakibatkan
meningkatnya waktu tanggap Partisi Dinamis Partisi Dinamis Partisi Dinamis
 Masalah lain pada partisi dinamis adalah
proses dapat tumbuh berkembang. Solusinya
adalah bila proses bersebelahan dengan
lubang memori tak dipakai, proses tumbuh
memakai lubang itu.
 Masalah menjadi lebih parah bila proses
bersebelahan dengan proses-proses lain.Partisi Dinamis Partisi Dinamis Partisi Dinamis
 Alternatif penyelesaian :
 bila masih terdapat lubang besar yang
dapat memuat proses, maka proses
dipindah ke lubang memori yang dapat
memuat
 1 proses atau lebih diswap ke disk agar
memberi lubang cukup besar untuk proses
yang berkembang
 jika proses tidak dapat tumbuh di memori
dan daerah swap di disk telah penuh,proses
harus menunggu/disingkirkan. Pencatatan Pemakaian Memori Pencatatan Pemakaian Memori Pencatatan Pemakaian Memori
• Memori yang tersedia harus dikelola dengan
pencatatan pemakaian memori yaitu :
– Pencatatan memakai peta bit
– Pencatatan memakai senarai berkait Pencatatan Memakai Peta Bit Pencatatan Memakai Peta Bit Pencatatan Memakai Peta Bit
• Memori dibagi menjadi unit-unit alokasi,
berkorespondensi dengan tiap unit
alokasi, yaitu 1 bit pada bit map.
– nilai 0 pada peta bit berarti unit itu
masih bebas
– nilai 1 berarti unit sudah digunakan Pencatatan Memakai Peta Bit Pencatatan Memakai Peta Bit Pencatatan Memakai Peta Bit
• Keunggulan : dealokasi dapat dilakukan
dengan mudah, hanya tinggal mengeset bit
yang berkorespondensi dengan unit yang
telah tidak digunakan dengan 0.
• Kelemahan :
– harus dilakukan penghitungan blok lubang
memori saat unit memori bebas
– memerlukan ukuran bit map besar untuk
memori yang besar. Pencatatan Memakai Peta Bit Pencatatan Memakai Peta Bit Pencatatan Memakai Peta BitPencatatan Memakai Senarai Pencatatan Memakai Senarai Pencatatan Memakai Senarai
Berkait Berkait Berkait
• Sistem operasi mengelola senarai berkait
(linked list) untuk segmen-segmen memori
yang telah dialokasikan dan bebas.
• Segmen memori menyatakan memori untuk
proses atau memori yang bebas (lubang).
Senarai segmen diurutkan sesuai alamat
blok.
• Memori yang digunakan pada metode ini
lebh kecil dibandingkan dengan peta bit. Pencatatan Memakai Senarai Pencatatan Memakai Senarai Pencatatan Memakai Senarai
Berkait Berkait Berkait
• Keunggulan :
– tidak harus dilakukan perhitungan blok lubang
memori karena sudah tercatat di node
– memori yang diperlukan relatif lebih kecil
• Kelemahan :
– Dealokasi sulit dilakukan karena terjadi
berbagai operasi penggabungan node di
senarai Strategi Alokasi Memori Strategi Alokasi Memori Strategi Alokasi Memori
• Alokasi harus mencari sekumpulan blok
memori yang ukurannya mencukupi untuk
memuat proses,dimana lubang kosong yang
sama atau lebih besar dibanding ukuran
memori yang diperlukan oleh proses.
• Ada beberapa strategi alokasi memoriAlgoritma First Fit Algoritma First Fit Algoritma First Fit
• Pencarian dimulai dari awal dan akan
berhenti jika ditemukan lokasi pertama yang
cukup besar untuk menempatkan proses
tersebut.
• Contoh :
• terdapat partisi kosong pada memori dengan
urutan dan ukuran : 4 Kb, 3 Kb, 2 Kb, 6 Kb
• bila datang data yang berukuran 3 Kb maka
akan menempati partisi ukuran 4 KbAlgoritma Next-fit Algoritma Next-fit Algoritma Next-fit
• Sama dengan first-fit hanya saja pencarian tidak dimulai dari
awal, tapi dari lokasi terakhir kali menemukan segmen yang
cocok dan akan berhenti jika ditemukan lokasi pertama yang
cukup besar untuk menempatkan proses tersebut
• Contoh :
• terdapat partisi pada memori dengan urutan dan ukuran : 4
Kb, 3 Kb, 2 Kb, 6 Kb
• bila datang data yang berukuran 3 Kb dan pencarian partisi
dimulai dari urutan ketiga karena sebelumnya posisi terakhir
pencarian di partisi kedua, maka data tersebut akan
menempati partisi ukuran 6 Kb. Algoritma Best Fit Algoritma Best Fit Algoritma Best Fit
• Pencarian dimulai dari awal dan akan
berhenti jika ditemukan lokasi terkecil
pertama yang cukup untuk menempatkan
proses tersebut.
• Contoh :
• terdapat partisi kosong pada memori dengan
urutan dan ukuran : 4 Kb, 3 Kb, 2 Kb, 6 Kb
• bila datang data yang berukuran 3 Kb maka
akan menempati partisi ukuran 3 Kb. Algoritma Worst-fit Algoritma Worst-fit Algoritma Worst-fit
• Pencarian dimulai dari awal dan akan
berhenti jika ditemukan lokasi yang paling
besar yang cukup untuk menempatkan
proses tersebut.
• Contoh :
• terdapat partisi kosong pada memori dengan
urutan dan ukuran : 4 Kb, 3 Kb, 2 Kb, 6 Kb
• bila datang data yang berukuran 3 Kb maka
akan menempati partisi ukuran 6 Kb. Algoritma Quick-fit Algoritma Quick-fit Algoritma Quick-fit
• Cara ini hanya cocok untuk pencatatan
dengan linked list. Algoritma ini dirancang
dengan membuat list lubang.
• Lubang-lubang memori dimuat di list sesuai
dengan ukuran terdekatnya.
• sebagai contoh algoritma mengelola list
lubang : 8 Kb, 12 Kb, 20 Kb, 40 Kb, 60 Kb,
dst, maka jika ada lubang memori sebesar
42 Kb akan ditempatkan di list 40. Sistem Buddy Sistem Buddy Sistem Buddy
• Merupakan cara mengelola memori utama
dengan memanfaatkan kelebihan
penggunaan bilangan biner (2 k ; k =
0,1,2, ...).
• Pada sistem buddy, semula semua ruang
pada memori kerja didefinisikan sebagai
satu kesatuan utuh. Bagian ini baru dibelah
apabila ada data yang menempati ruang
tersebut. Sistem pembelahan sesuai dengan
pangkat bilangan biner, yaitu : 2 0 , 2 1 ,2 2 ,2 3 ,...Sistem Buddy Sistem Buddy Sistem Buddy
• Contoh :
• Sebuah memori kerja dengan kapasitas 1024 Kb
akan digunakan untuk menyimpan data sebesar
100 Kb dan 200 Kb maka akan didapat hasil akhir :
• Data 100 Kb diletakkan di ruang/blok 128 Kb dan
data 200 Kb diletakkan di ruang/blok 256 KbMemori Maya Memori Maya Memori Maya
• Program yang dijalankan harus dimuat di
memori utama. Masalah muncul ketika
program lebih besar dibanding memori
utama yang tersedia. Solusinya :
– Overlay
– Memori maya (virtual memory)Overlay Overlay Overlay
• program dipecah menjadi bagian-bagian
yang dapat dimuat memori.
• Overlay yang belum diperlukan (tidak
sedang dieksekusi) disimpan di disk.
Overlay ini dimuatkan ke memori begitu
diperlukan.Memori Maya (virtual memory) Memori Maya (virtual memory) Memori Maya (virtual memory)
• Adalah kemampuan mengalamati ruang memori melebihi
memori utama yang tersedia.
• Gagasan memori maya adalah ukuran gabungan
program, data dan stack melampaui jumlah memori fisik
yang tersedia.
• Sistem operasi menyimpan bagian-bagian proses yang
sedang digunakan di memori utama dan sisanya di disk.
• Bagian-bagian di disk diperlukan maka bagian memori
yang tidak diperlukan disingkirkan diganti bagian di disk
yang diperlukan itu.Memory Maya (virtual memory) Memory Maya (virtual memory) Memory Maya (virtual memory)
• Contoh :
• Program 10 Mbyte dapat berjalan di mesin 2
Mbyte, yaitu memilih bagian proses sebesar
2 Mbyte secara hati-hati dan ditaruh di
memori.
• Bagian-bagian proses di-swap antara disk
dan memori saat diperlukan secara otomatis
oleh sistem operasi.Memori Maya (virtual memory) Memori Maya (virtual memory) Memori Maya (virtual memory)
• Memori maya dapat dilakukan dengan 3
cara yaitu :
– paging
– segmentasi
– kombinasi paging dan segmentasi