Manajemen Memori PDF

SISTEM OPERASI S1 PENDIDIKAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA Pengenalan materi Manajemen Memori Outline Fungsi Manajemen Memori Klasifikasi Memori Metode Partisi Statis dan Dinamis Definisi Memori Memori adalah pusat dari operasi pada...

SISTEM OPERASI S1 PENDIDIKAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA Pengenalan materi Manajemen Memori Outline Fungsi Manajemen Memori Klasifikasi Memori Metode Partisi Statis dan Dinamis Definisi Memori Memori adalah pusat dari operasi pada sistem komputer modern. Memori adalah array besar dari word atau byte, yang disebut alamat, serta data atau instruksi. Kolom pertama adalah alamat memori yang menunjukkan lokasi spesifik. Kolom kedua adalah data atau instruksi yang tersimpan di alamat tersebut. CPU akan membaca instruksi atau data dari alamat tertentu untuk menjalankan perintah atau melakukan kalkulasi. Definisi Manajemen Memori Manajemen memori dalam sistem operasi adalah fungsi penting yang memungkinkan komputer mengalokasikan, mengelola, dan mengoptimalkan penggunaan memori (RAM) selama proses berjalan. Alur Eksekusi Proses 1. Proses terbentuk: ketika program dijalankan oleh user, maka akan terbentuk proses, masuk ke dalam Job Queue untuk proses dengan status NEW 2. Proses akan dialokasikan ke memori. Sistem operasi akan memuat instruksi dan data proses tersebut dari penyimpanan (misalnya, hard disk atau SSD) ke memori utama (RAM). 3. Setelah proses masuk ke memori, statusnya menjadi READY dan menunggu eksekusi oleh CPU. Saat ini proses berada pada Ready Queue dan menunggu penjadwalan oleh Sistem Operasi. 4. Sistem Operasi akan menggunakan algoritma penjadwalan untuk mengurutkan eksekusi proses. 5. Proses mulai diekseskusi di CPU dan statusnya berubah menjadi RUNNING. Proses dapat melakukan operasi seperti membaca, menulis, membuat dengan memanggil system calls. Data-data yang diperlukan akan diambil dari memori utama. 6. Eksekusi selesai, proses berubah status menjadi DONE, memori dibebaskan Klasifikasi Memori Berdasarkan kecepatan dan fungsionalitas 1. Register: Memori tercepat dan terkecil yang ada di dalam CPU. Digunakan untuk menyimpan data sementara yang sedang diproses. 2. Cache: Memori berkecepatan tinggi yang berada antara CPU dan RAM untuk menyimpan data yang sering diakses agar mempercepat eksekusi. 3. Main Memory (Random Access Memory): Memori utama yang digunakan untuk menyimpan data dan instruksi program saat program sedang berjalan. Memori ini bersifat volatile, artinya data akan hilang saat komputer dimatikan. 4. Secondary Memory: Memori dengan kapasitas besar tetapi lebih lambat daripada RAM, seperti hard disk, SSD, dan optical disk. Memori ini bersifat non-volatile, sehingga data tetap tersimpan walaupun komputer dimatikan. Klasifikasi Memori Berdasarkan fungsi dalam Sistem Operasi 1. Memori Utama (Primary): digunakan langsung oleh CPU untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses, termasuk RAM dan cache 2. Memori Sekunder: Penyimpanan eksternal dengan kapasitas besar untuk menyimpan data dan program dalam jangka panjang, misalnya hard disk dsb. 3. Memori Tersier: Memori cadangan yang biasanya digunakan untuk menyimpan data arsip atau backup dalam jangka panjang, seperti tape drive dan cloud storage. Partisi Partisi Memori seperti membagi gedung tersebut menjadi ruangan-ruangan. Partisi memori adalah teknik membagi memori fisik komputer menjadi beberapa bagian atau blok yang terpisah. Setiap blok atau bagian ini disebut partisi. Tujuannya adalah untuk memisahkan ruang memori agar proses atau program yang berbeda dapat berjalan di partisi yang terisolasi, sehingga tidak saling mengganggu. Jenis partisi: Partisi Statis dan Partisi Dinamis Partisi Statis Fixed partitioning adalah metode untuk membagi memori utama menjadi sejumlah partisi dengan ukuran tetap. Setiap partisi dapat dialokasikan untuk satu proses. Misalnya, jika total memori adalah 1 GB dan dibagi menjadi 4 partisi, setiap partisi akan berukuran 256 MB. Setiap proses akan dialokasikan ke partisi berdasarkan ukuran yang dibutuhkan. Jika partisi lebih besar dari ukuran proses, sisa memori dalam partisi tersebut akan menjadi fragmentasi internal. Partisi Dinamis Dynamic partitioning adalah metode di mana memori utama dibagi menjadi partisi dengan ukuran yang disesuaikan berdasarkan kebutuhan proses yang berjalan. Berbeda dengan partisi statis, partisi dinamis dapat berubah ukuran dan jumlahnya sesuai dengan permintaan proses. Sistem operasi memantau kebutuhan proses dan menentukan ruang memori yang tepat untuk dialokasikan pada saat proses dijalankan. Misalnya, ada dua proses yang tiba dengan kebutuhan memori berbeda. Proses A membutuhkan 150 MB dan Proses B membutuhkan 300 MB. Dengan partisi dinamis maka Proses A ditempatkan dalam partisi berukuran 150 MB dan Proses B ditempatkan dalam partisi berukuran 300 MB Fungsi Utama Manajemen Memori Alokasi Memori Paging Swapping Alokasi Memori Sistem operasi menentukan bagian mana dari memori yang dapat digunakan oleh program dan mengalokasikan ruang yang dibutuhkan untuk menjalankan program atau proses. Alokasi memori ini dapat bersifat statis (sudah ditetapkan saat program dimulai) atau dinamis (diberikan sesuai kebutuhan program selama berjalan). Alokasi Memori Algoritma First Fit: Metode alokasi memori dalam manajemen memori yang digunakan untuk mengalokasikan blok memori untuk proses yang sedang berjalan Ilustrasi. Alokasi Memori Algoritma Best Fit: Alokasi memori dengan menemukan blok memori terkecil yang cukup untuk memenuhi kebutuhan, sehingga mengurangi sisa ruang yang tidak terpakai. Ilustrasi. Alokasi Memori Algoritma Worst Fit: Alokasi memori dengan menemukan blok memori terbesar yang cukup besar untuk memenuhi kebutuhan alokasi, dengan harapan menyisakan cukup ruang untuk alokasi di masa mendatang. Ilustrasi. Paging Paging merupakan salah satu manajemen memori, selain Partisi. Paging adalah teknik yang membagi memori menjadi blok kecil yang disebut halaman (pages). Ketika proses dijalankan, ia dibagi menjadi halaman yang lebih kecil yaitu frames yang dialokasikan ke ruang memori fisik yang ada. Paging dapat dilakukan tanpa mempedulikan ukuran proses, dan halaman dapat dialokasikan secara non-sekuensial. Ilustrasi. Paging Komponen utama: 1. Halaman (pages): memori logis yang dibagi menjadi ukuran tetap (misalkan 256 MB per halaman) 2. Frame: memori fisik juga dibagi menjadi blok dengan ukurang yang sama dengan halaman 3. Tabel halaman (Page Table): Struktur Data yang menyimpan informasi tentang lokasi halaman di memori fisik. Halaman berfungsi dalam konteks logis sebagai bagian dari memori virtual yang dilihat oleh proses, sementara frame adalah representasi fisik yang ada dalam memori RAM Paging Jika kita memiliki: Setiap halaman ini akan dipetakan ke dalam satu frame di memori fisik: Ukuran Halaman: 4 KB Frame 0: Halaman 1 Proses: 16 KB Frame 1: Halaman 2 Maka proses tersebut akan terdiri dari 4 halaman: Frame 2: Halaman 3 Halaman 1: 0-4 KB Frame 3: Halaman 4 Halaman 2: 4-8 KB Halaman (page) Frame Halaman 1 Frame 0 Halaman 3: 8-12 KB Halaman 2 Frame 1 Halaman 4: 12-16 KB Halaman 3 Frame 2 Halaman 4 Frame 3 Swapping Swapping adalah teknik manajemen memori dalam sistem operasi yang memungkinkan proses yang tidak aktif untuk dipindahkan dari memori utama (RAM) ke penyimpanan sekunder (disk) untuk mengosongkan ruang bagi proses yang aktif Swapping Komponen Utama 1. Memori Utama (RAM): Tempat di mana proses yang sedang aktif berada. 2. Penyimpanan Sekunder (Disk): Tempat untuk menyimpan proses yang tidak aktif (swapped out). 3. Tabel Proses: Struktur data yang menyimpan informasi tentang proses yang sedang berjalan, termasuk status memori. Terima Kasih