202331102_Dhea Febrina Kusumawardhani_Sistem Operasi5.pdf

STUDIO SHODWE MANAJEMEN MEMORI SISTEM OPERASI DHEA FEBRINA KUSUMAWARDHANI 202331102  MATERI KONSEP MEMORI DALAM TEKNIK ALOKASI MEMORI SISTEM OPERASI VIRTUAL MEMORY DAN PAGING  KONSEP MEMOR...

STUDIO SHODWE MANAJEMEN MEMORI SISTEM OPERASI DHEA FEBRINA KUSUMAWARDHANI 202331102  MATERI KONSEP MEMORI DALAM TEKNIK ALOKASI MEMORI SISTEM OPERASI VIRTUAL MEMORY DAN PAGING  KONSEP MEMORI DALAM SISTEM OPERASI Di dalam sistem operasi, memori merupakan pusat dari penyimpanan informasi yang harus diatur dan dipelihara dengan baik. Besaran memori terdiri dari array word atau byte yang disebut sebagai alamat. Sedangkan manajemen memori adalah suatu kegiatan untuk mengelola memori komputer. Proses ini menyediakan cara mengalokasikan memori sehingga dapat digunakan kembali ketika tidak lagi diperlukan serta menjaga alokasi ruang memori bagi proses. Pengelolaan memori utama sangat penting untuk sistem komputer karena membantu proses dan fasilitas masukan/keluaran secara efisien, sehingga memori dapat menampung sebanyak mungkin proses dan proses tidak dibatasi kapasitas memori fisik di sistem komputer FUNGSI MANAJEMEN MEMORI Manajemen memori memiliki fungsi sebagai pengelola informasi yang dipakai dan tidak dipakai, kemudian mengalokasikan memori ke proses yang memerlukan, mendealokasikan memori dari proses telah selesai, mengelola swapping atau paging antara memori utama dan disk. MENGAPA MANAJEMEN MEMORI PENTING? Efisiensi: Memastikan sumber daya memori digunakan secara optimal. Keadilan: Memberikan alokasi memori yang adil kepada semua proses. Perlindungan: Mencegah proses mengakses area memori yang tidak seharusnya. Kinerja: Mempengaruhi kecepatan eksekusi program. TEKNIK ALOKASI ALOKASI KONTINU MEMORI Memori dibagi menjadi blok-blok yang berukuran sama atau berbeda. Ketika sebuah program membutuhkan memori, blok yang cukup besar akan dialokasikan. Karena teknik ini bersifat sederhana, itu pula yang menjadi keuntungan dari alokasi kontinu. Namun kerugian dari alokasi kontinu mudah terjadi fragmentasi eksternal. TEKNIK ALOKASI ALOKASI BERSEBELAHAN MEMORI Mirip dengan alokasi kontinu, tetapi blok-blok memori harus bersebelahan. Keuntungan alokasi bersebelahan adalah teknik ini bersifat sederhana, namun alokasi bersebelahan juga mudah terjadi fragmentasi eksternal. TEKNIK ALOKASI ALOKASI PAGING MEMORI Memori dibagi menjadi blok-blok berukuran tetap yang disebut halaman. Program juga dibagi menjadi halaman. Saat program dieksekusi, halaman-halamannya dimuat ke dalam memori utama sesuai kebutuhan. Keuntungan dari teknik ini adalah fleksibel dan mengurangi fragmentasi, namun akan menyebabkan overhead tabel halaman. TEKNIK ALOKASI ALOKASI SEGMENTASI MEMORI Memori dibagi menjadi segmen-segmen yang ukurannya tidak tetap. Setiap segmen mewakili suatu bagian logis dari program, seperti kode, data, atau stack. Kelebihan dari teknik ini adalah fleksibel dan mendukung pemrograman modular. Namun, akan terjadi overhead tabel segmen. FRAGMENTASI Kondisi ketika memori terpecah-pecah menjadi blok-blok kecil yang terlalu kecil untuk dialokasikan ke program baru, meskipun total memori yang tersedia masih cukup.  VIRTUAL MEMORY Virtual memory adalah teknik manajemen memori yang memungkinkan program menggunakan ruang alamat yang lebih besar daripada memori fisik yang tersedia. Dengan virtual memory, program seolah-olah memiliki memori yang sangat besar, meskipun sebenarnya hanya sebagian kecil dari memori fisik yang digunakan.  PAGING Paging adalah teknik implementasi virtual memory. Dalam paging, memori fisik dan ruang alamat program dibagi menjadi blok-blok berukuran sama yang disebut halaman. Ketika sebuah program mengakses data, sistem operasi akan menerjemahkan alamat virtual menjadi alamat fisik yang sesuai. MANFAAT VIRTUAL MEMORI & PAGING Memungkinkan program menggunakan lebih banyak memori: Program tidak dibatasi oleh ukuran memori fisik. Meningkatkan derajat multiprogramming: Lebih banyak program dapat dimuat ke dalam memori. Mempermudah alokasi memori: Program dapat dialokasikan ke mana saja di memori fisik. Memungkinkan sharing kode: Beberapa program dapat berbagi kode yang sama. KONSEP-KONSEP DALAM PAGING HALAMAN (PAGE) Blok-blok berukuran tetap baik pada memori fisik maupun ruang alamat logika. Ukuran halaman biasanya merupakan pangkat dari 2 (misalnya, 4KB, 8KB) untuk memudahkan perhitungan alamat. Semua halaman memiliki ukuran yang sama. KONSEP-KONSEP DALAM PAGING FRAME Blok-blok berukuran tetap pada memori fisik yang menjadi tempat penyimpanan halaman. Ukuran frame sama dengan ukuran halaman. KONSEP-KONSEP DALAM PAGING TABEL HALAMAN Struktur data yang digunakan untuk memetakan alamat virtual ke alamat fisik. Setiap entri dalam tabel halaman berisi informasi tentang lokasi halaman di memori fisik (jika halaman sudah dimuat), atau informasi lainnya seperti bit valid, bit dirty, dll. Tabel halaman biasanya berada di memori utama. KONSEP-KONSEP DALAM PAGING ALAMAT VIRTUAL Alamat yang digunakan oleh program untuk mengakses memori. Alamat virtual ini dibagi menjadi nomor halaman dan offset dalam halaman. KONSEP-KONSEP DALAM PAGING PAGE FAULT Kondisi ketika halaman yang diminta oleh proses tidak ada di memori fisik. Ketika terjadi page fault, sistem operasi akan melakukan operasi disk I/O untuk membawa halaman tersebut dari disk ke memori fisik. KONSEP-KONSEP DALAM PAGING PAGE REPLACEMENT Proses memilih halaman mana yang akan diganti ketika memori fisik penuh dan halaman baru perlu dimuat. Algoritma penggantian halaman yang umum digunakan antara lain LRU (Least Recently Used), FIFO (First-In-First-Out), Optimal, dll. KONSEP-KONSEP DALAM PAGING TRASHING Kondisi di mana sistem operasi menghabiskan sebagian besar waktunya untuk melakukan operasi disk I/O karena terlalu banyak page fault. Hal ini terjadi ketika jumlah proses yang berjalan terlalu banyak atau ukuran memori fisik terlalu kecil. PROSES PAGING Program melakukan akses memori: Program menggunakan alamat virtual untuk mengakses data atau instruksi. Penerjemahan alamat: MMU (Memory Management Unit) menerjemahkan alamat virtual menjadi alamat fisik dengan bantuan tabel halaman. Pemeriksaan keberadaan halaman: Jika halaman yang dituju sudah ada di memori fisik, maka data atau instruksi dapat langsung diakses. Page Fault: Jika halaman belum ada di memori fisik, terjadi page fault. Sistem operasi akan memilih halaman yang akan diganti, membawa halaman yang dibutuhkan dari disk ke memori, dan memperbarui tabel halaman. Lanjutan eksekusi: Setelah halaman yang dibutuhkan sudah ada di memori, program dapat melanjutkan eksekusi.