MANAJEMEN MEMORI

A.  Pengertian Memori

Memory adalah media atau perangkat yang memiliki fungsi sebagai pengolah data dan instruksi.Semakin besar kapasitas atau ruang yang terdapat di memory, maka semakin banyak pula data yang bisa diolah.Berbeda halnya dengan processor, memory hanya berfungsi sebagai media penyimpanan sementara. Sebagai ilustrasi, kita meminta agar komputer kita memutar lagu, lalu kita pilih lagu yang akan kita putar, dan setelah kita memilih dan memerintahkan pada komputer untuk memutarnya, maka data yang anda pilih tadi akan di bawa ke memory untuk diproses oleh processor. Itu salah satu Penyebab crash pada PC, contoh, kita membuka banyak aplikasi diwaktu yang bersamaan, maka komputer akan mengalami crash. Karena jumlah data yang akan diproses melebihi kapasitas memory itu sendiri. Itu sebabnya mengapa aplikasi membutuhkan space memory. Contoh untuk membuka Photoshop CS kita membutuhkan free space memory sebesar 128-256Mb. Dan bila memory yang kita gunakan angat kecil maka kemungkinan terjadi crash akan sangat besar.

Jenis - Jenis Memory diantaranya:

1.    RAM
Ram adalah singkatan dari random aces memory. Yang digunakan untuk mengolah data ataupun instruksi yang ditulis ataupun dibaca oleh processor. Ram ini hanya bersifat sementara, berbeda halnya dengan memory hardisk yang bersifat tetap. Jadi ram bisa disebukan media lewatnya data. RAM ada beberapa macam, seiring berjalannya waktu, RAM ini berkembang sangat pesat sehingga perkembanganya semakin canggih.

Jenis - Jenis RAM ialah sebagai berikut

A.  EDO – RAM

EDO merupakan singkatan dari Extended Data Out. Fungsinya yaitu sama dengan RAM. Edo ram merupakan jenis memory pada jaman - jaman dahulu. Dan Edo ram ini diasukan pada SIM Slot yaitu singkatan dari Single Inline Memory Module yang berada pada Motherboard.

B.  SDRAM.

SDRAM merupakan singkatan dari Synchronous Dynamic RAM.Memory jenis ini merupakan perkembangan dari SDRAM, dan sudah jelas kecepatan akses nya lebih cepat dari EDO-RAM.dan untuk jenis slot yang dipakai yaitu DIMM singkatan dari Dual Inline Memory Module. Jumlah Pinnya yaitu 72 pin ( kaki)

C.  DDR
Yaitu singkatan dari Double data rate, yang merupakan pengembangan dari SDRAM. Dan lebih cepat dari SDRAM. Dan menggunakan slot DIMM namun berbeda dengan SDRAM, pinnya lebih banyak yaitu 184 pin ( kaki )
DDR II. Hampir sama dengan DDR, DDR II merupakan pengembangan dari DDR.DDR IIIYaitu Pengembangan dari DDR II dan yang paling cepat yang dijual dipasaran saat ini.

2.    ROM
Yaitu Singkatan dari Read Only Memory. Artinya hanya bisa dibaca dan tidak bisa di tulis lagi. Jadi kita hanya bisa mengatur dan merubahnya saja, tetapi tidak bisa digunakan untuk menyimpan yang lainnya selain perubahan settingan.

Contoh ROM yaitu :

Ø BIOS

Ø Firmware Handphone

Ø dan lainnya

Satuan Memory.
1 Kilo byte = 1 KB = 1024 Byte bisa dibulatkan 1000 Byte.
1 Mega byte = 1 MB = 1024 KB = 1048576 Byte bisa dibulatkan 1000000
1 Giga byte = 1 GB = 1024 MB = 1048576 KB = 1073741824 Byte.

A.  Konsep Dasar dari Manajemen Memori

Manajemen Memori merupakan salah satu bagian terpenting pada sistem operasi. Sejak awal komputer digunakan untuk keperluan komputasi, kebutuhan akan memori yang lebih besar dibandingkan dengan keadaan fisik memori di dalam sistem terus meningkat. Berbagai perhitungan dan strategi terus dilakukan untuk mengatasi keterbatasan ukuran memori fisik.

Sistem operasi memberikan tanggapan terhadap manajemen memori utama untuk aktivitas-aktivitas sebagai berikut:

1. Menjaga dan memelihara bagian-bagian memori yang sedang digunakan dan dari yang menggunakan.
2. Memutuskan proses-proses mana saja yang harus dipanggil kememori jika masih ada ruang di memori.
3. Mengalokasikan dan mendelokasikan ruang memori jika diperlukan

B.  Strategi Manajemen Memori

Strategi yang dikenal untuk mengatasi hal tersebut adalah memori maya.Memori maya menyebabkan sistem seolah-olah memiliki banyak memori dibandingkan dengan keadaan memori fisik yang sebenarnya. Memori maya tidak saja memberikan peningkatan komputasi, akan tetapi memori maya juga memiliki bberapa keuntungan seperti :

v Large Address Space

Membuat sistem operasi seakan-akan memiliki jumlah memori melebihi kapasitas memori fisik yang ada.Dalam hal ini memori maya memiliki ukuran yang lebih besar daripada ukuran memori fisik.

v Proteksi.

Setiap proses di dalam sistem memiliki virtual address space. Virtual address space tiap proses berbeda dengan proses yang lainnya lagi, sehingga apapun yang terjadi pada sebuah proses tidak akan berpengaruh secara langsung pada proses lainnya

1.    Isi Memory

·      Memory

Kata “memory” digunakan untuk mendiskripsikan suatu sirkuit elektronik yang mampu untuk menampung data dan juga instruksi program. Memory dapat dibayangkan sebagai suatu ruang kerja bagi komputer dan memory juga menentukan terhadap ukuran dan jumlah program yang bisa dijalankan dalam waktu yang sama, sekaligus juga jumlah data yang bisa diproses. Memory terkadang disebut sebagai primary storage, primary memory, main storage, main memory, internal storage atau juga random access memory (RAM). Ada empat macam tipe dari memory komputer, yaitu:

ü Random Access Memory (RAM)

Ketika orang berpikir mengenai memory komputer, maka seringkali random access memory (RAM) lah yang mereka maksudkan. RAM terdiri dari sekumpulan chip. Chip-chip ini mampu untuk menampung:Data untuk diproses;instruksi atau program, untuk memproses data;data yang telah diproses dan menunggu untuk dikirim ke output device, secondary storage atau juga communication device;instruksi sistem operasi yang mengontrol fungsi-fungsi dasar dari sistem computer. Semua data dan instruksi tadi ditampung di dalam RAM secara temporer.Isi dari RAM bisa berubah-ubah sesuai dengan data yang diproses di dalamnya, atau juga program yang menggunakannya. RAM merupakan sumber daya komputer yang sifatnya reusable atau bisa digunakan kembali.Kebanyakan dari RAM disebut sebagai barang yang volatile. Artinya adalah jika daya listrik dicabut dari komputer dan komputer tersebu mati, maka semua konten yang ada di dalam RAM akan segera hilang secara permanen. Karena RAM bersifat temporer dan volatile, maka orang menciptakan suatu media penyimpanan lain yang sifatnya permanen. Ini biasanya disebut sebagai secondary storage.Secondary storage bersifat tahan lama dan juga tidak volatile, ini berarti semua data atau program yang tersimpan di dalamnya bisa tetap ada walaupun daya atau listrik dimatikan. Beberapa contoh dari secondary storage ini misalnya adalah magnetic tape, hardisk, magnetic disk dan juga optical disk.Kapasitas penyimpanan dari RAM sangat beragam dalam berbagai komputer. Kapasitas merupakan faktor yang penting, karena dia menentukan seberapa banyak data yang bisa diproses dalam waktu yang sama dan seberapa besar dan kompleks progam yang bisa menempatinya. Sistem operasi di dalam komputer bertugas untuk mengatur penggunaan RAM sehingga program bisa berjalan dengan baik. Untuk mengerti kapasitas dari RAM, maka beberapa terminologi berikut ini sering digunakan.Bit, yaitu suatu sistem penomoran biner yang mewakili unit terkecil dari data dalam suatu sistem komputer. Suatu bit hanya terdiri dari dua buah angka yaitu 1 dan 0. Di dalam komputer, sebuah 0 berarti suatu sinyal elektronik atau magnetis adalah tiada atau absen, sementara 1 berarti sebaliknya.Byte, yaitu suatu grup dari delapan bit.Sebuah byte mewakili satu karakter, satu digit atau satu nilai. Kapasitas dari memory komputer, atau RAM, dinyatakan di dalam bytes atau sekumpulan dari bytes.Data, instruksi dan program yang disimpan di dalam RAM sebenarnya disimpan dalam bentuk kumpulan bits yang merepresentasikan data, instruksi dan program tadi. Bit-bit ini disimpan ke dalam suatu bagian elektronik yang mikroskopis yang disebut dengan kapasitor.

• Read Only Memory

Read Only Memory (ROM) adalah suatu himpunan dari chip yang berisi bagian dari sistem operasi yang mana dibutuhkan pada saat komputer dinyalakan. ROM juga dikenal sebagai suatu firmware.ROM tidak bisa ditulisi atau diubah isinya oleh pengguna.ROM tergolong dalam media penyimpanan yang sifatnya non volatile. Chip ROM datang dari pabriknya dengan program atau instruksi yang sudah disimpan di dalamnya. Satu-satunya cara untuk mengganti kontennya adalah dengan mencopotnya dari komputer dan menggantinya dengan ROM yang lain. Chip ROM dapat berisi program yang sering digunakan, seperti rutin-rutin komputasi untuk menghitung akar suatu bilangan dan lain sebagainya.Penggunaan dari ROM ini contohnya adalah sebagai media penyimpanan dari BIOS (Basic Input-Output System) yang diuat oleh pabriknya. BIOS merupakan bagian yang sangat kritis dari suatu sistem operasi, yang mana fungsinya memberi tahu komputer bagaimana caranya mengakses disk drive. Ketika komputer dinyalakan, RAM masih kosong dan instruksi yang ada pada ROM BIOS lah yang digunakan oleh CPU untuk mencari disk drive yang berisi file-file utama dalam sistem operasi. Komputer lalu memindahkan file-file tersebut ke dalam RAM dan kemudian menjalankannya.Ada tiga variasi dari ROM, yaitu:PROM, atau programmable read only memory. Chip PROM adalah suatu chip yang kosong yang mana program dapat dituliskan ke dalamnya dengan menggunakan suatu peralatan khusus. Chip PROM dapat diprogram sekali dan biasanya digunakan oleh pabrik sebagai control device di dalam produk-produknya.
EPROM, atau erasable programmable read only memory.EPROM mirip dengan PROM, tetapi program dapat dihapus dan program yang baru bisa dituliskan ke dalamnya dengan menggunakan suatu peralatan khusus yang menggunakan sinar ultraviolet.EPROM digunakan untuk controlling device, seperti robot dan sebagainya.EEPROM, atau electronic erasable programmable read only memory. Chip EEPROM dapat diprogram ulang dengan menggunakan suatu electric impulses yang khusus. Mereka tidak perlu dicabut atau diubah.

• CMOS

    CMOS (diucapkan dengan “seemoss”) merupakan singkatan dari “complementary metal oxide semiconductor”. CMOS adalah suatu memory yang khusus yang berisi data vital mengenai konfigurasi komputer dan bersifat semi-permanen. Tanpa adanya data ini, komputer tidak akan bisa beroperasi. CMOS lebih permanen dari pada RAM dan kurang permanen dibandingkan ROM. CMOS memerlukan daya yang sangat kecil untuk mempertahankan kontennya, dan chip ini memanfaatkan baterai sebagai sumber daya listriknya. Ketika perubahan diperlukan ke dalam konfigurasi sistem komputer (misalnya ada penambahan hardisk, penambahan RAM dan lain sebagainya), maka CMOS dapat diubah dengan menjalankan suatu program utility khusus yang tersedia melalui sistem operasi.Virtual MemoryVirtual memory adalah suatu metode penyimpanan data dimana bagian dari program atau data disimpan di dalam magnetic disk dan tidak di dalam RAM, sampai suatu saat diperlukan. Ini akan memberikan semacam ilusi bahwa RAM tersebut sifatnya unlimited. Jadi kesimpulannya, virtual memorymensimulasikan dirinya sebagai suatu RAM. Dia mengijinkan komputer untuk menjalankan lebih banyak program daripada sebelumnya, memanipulasi data yang lebih besar dan juga menjalankan program yang besar tanpa takut kekurangan RAM. Virtual storage leih lambat daripada RAM dan sifatnya non volatile.Bagaimana data dan program bisa disimpan di dalam memoryMemory utama komputer dapat dibayangkan sebagai sebuah tabel dua dimensi, dimana masing-masing sel memiliki alamat yang unik. Silakan lihat pada Figure 1, dimana setiap sel dapat menyimpan satu byte data dengan menggunakan delapan kapasitor yang mewakili delapan bit dalam satu byte.

C.  Memori maya

Memori maya 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. Begitu bagian di disk diperlu kan maka bagian di memori yang tidak diperLukan disingkirkan diganti bagian di diskyang diperlukan itu. Memori maya dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu:

1.    Paging.

2.    Segmentasi.

3.    Kombinasi paging dan segmentasi.

D.  Demand paging

Demand Paging atau permintaan pemberian halaman adalah salah satu implementasi dari memori virtual yang paling umum digunakan. Sistem Demand Paging pada prinsipnya hampir sama dengan sistem permintaan halaman yang menggunakan swapping, hanya saja pada sistem demand paging, halaman tidak akan dibawa ke dalam memori fisik sampai ia benar-benar diperlukan. Oleh sebab itu dibutuhkan bantuan perangkat keras untuk mengetahui lokasi dari halaman saat ia diperlukan. Daripada melakukan swapping, keseluruhan proses ke dalam memori utama, digunakanlah yang disebut lazy swapper yaitu tidak pernah menukar sebuah halaman ke dalam memori utama kecuali halaman tersebut diperlukan. Keuntungan yang diperoleh dengan menggunakan demand paging sama dengan keuntungan pada memori virtual di atas. Saat melakukan pengecekan pada halaman yang dibutuhkan oleh suatu proses, terdapat tiga kemungkinan kasus yang dapat terjadi, yaitu:

• Halaman ada dan sudah langsung berada di memori utama - statusnya adalah valid ("v" atau "1")
• Halaman ada tetapi belum berada di memori utama atau dengan kata lain halaman masih berada di disk sekunder - statusnya adalah tidak valid/invalid ("i" atau "0")
• Halaman benar - benar tidak ada, baik di memori utama maupun di disk sekunder (invalid reference) - statusnya adalah tidak valid/invalid ("i" atau "0")

Ketika kasus kedua dan ketiga terjadi, maka proses dinyatakan mengalami kesalahan halaman (page fault). Selanjutnya proses tersebut akan dijebak ke dalam sistem operasi oleh perangkat keras.

1.    Konsep Dasar dari Manajemen Memori

Manajemen Memori merupakan salah satu bagian terpenting pada sistem operasi. Sejak awal komputer digunakan untuk keperluan komputasi, kebutuhan akan memori yang lebih besar dibandingkan dengan keadaan fisik memori di dalam sistem terus meningkat. Berbagai perhitungan dan strategi terus dilakukan untuk mengatasi keterbatasan ukuran memori fisik.

Sistem operasi memberikan tanggapan terhadap manajemen memori utama untuk aktivitas-aktivitas sebagai berikut:

• Menjaga dan memelihara bagian-bagian memori yang sedang digunakan dan dari yang menggunakan.
•  Memutuskan proses-proses mana saja yang harus dipanggil kememori jika masih ada ruang di memori.
• Mengalokasikan dan mendelokasikan ruang memori jika diperlukan

2.    Strategi Manajemen Memori

Strategi yang dikenal untuk mengatasi hal tersebut adalah memori maya.Memori maya menyebabkan sistem seolah-olah memiliki banyak memori dibandingkan dengan keadaan memori fisik yang sebenarnya. Memori maya tidak saja memberikan peningkatan komputasi, akan tetapi memori maya juga memiliki bberapa keuntungan seperti :

•  Large Address Space

Membuat sistem operasi seakan-akan memiliki jumlah memori melebihi kapasitas memori fisik yang ada.Dalam hal ini memori maya memiliki ukuran yang lebih besar daripada ukuran memori fisik.

•  Proteksi.

Setiap proses di dalam sistem memiliki virtual address space. Virtual address space tiap proses berbeda dengan proses yang lainnya lagi, sehingga apapun yang terjadi pada sebuah proses tidak akan berpengaruh secara langsung pada proses lainnya

•  Memory Mapping

Memory mapping digunakan untuk melakukan pemetaan image dan file-file data ke dalam alamat proses. Pada pemetaan memori, isi dari file akan di link secara langsung ke dalam virtual address space dari proses.

•  Fair Physical Memory Allocation

Digunakan oleh Manajemen Memori untuk membagi penggunaan memori fisik secara "adil" ke setiap proses yang berjalan pada sistem.

•  Shared Virtual Memory.

Meskipun tiap proses menggunakan address space yang berbeda dari memori maya, ada kalanya sebuah proses dihadapkan untuk saling berbagi penggunaan memori.

3.      Memori maya

Memori maya 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. Begitu bagian di disk diperlu kan maka bagian di memori yang tidak diperLukan disingkirkan diganti bagian di disk yang diperlukan itu. Memori maya dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu:

1. Paging.

2. Segmentasi.

3. Kombinasi paging dan segmentasi.

4. Demand paging

    Demand Paging atau permintaan pemberian halaman adalah salah satu implementasi dari memori virtual yang paling umum digunakan. Sistem Demand Paging pada prinsipnya hampir sama dengan sistem permintaan halaman yang menggunakan swapping, hanya saja pada sistem demand paging, halaman tidak akan dibawa ke dalam memori fisik sampai ia benar-benar diperlukan. Oleh sebab itu dibutuhkan bantuan perangkat keras untuk mengetahui lokasi dari halaman saat ia diperlukan. Daripada melakukan swapping, keseluruhan proses ke dalam memori utama, digunakanlah yang disebut lazy swapper yaitu tidak pernah menukar sebuah halaman ke dalam memori utama kecuali halaman tersebut diperlukan. Keuntungan yang diperoleh dengan menggunakan demand pagingsama dengan keuntungan pada memori virtual di atas. Saat melakukan pengecekan pada halaman yang dibutuhkan oleh suatu proses, terdapat tiga kemungkinan kasus yang dapat terjadi, yaitu:

•  Halaman ada dan sudah langsung berada di memori utama - statusnya adalah valid ("v" atau "1")

• Halaman ada tetapi belum berada di memori utama atau dengan kata lain halaman masih berada di disk sekunder - statusnya adalah tidak valid/invalid ("i" atau "0")

•  Halaman benar - benar tidak ada, baik di memori utama maupun di disk sekunder (invalid reference) - statusnya adalah tidak valid/invalid ("i" atau "0")

Ketika kasus kedua dan ketiga terjadi, maka proses dinyatakan mengalami kesalahan halaman (page fault). Selanjutnya proses tersebut akan dijebak ke dalam sistem operasi oleh perangkat keras.

4.      Page replacement

Sistem operasi dapat memindahkan suatu proses dari memori fisik, lalu menghapus semua bingkai yang semula digunakannya, dan mengurangi level of multiprogramming (dengan mengurangi jumlah proses yang berjalan) dengan cara penggantian halaman (page replacement).

Urutan proses page replacement sebagai berikut.

ü  Mencari lokasi dari halaman yang dicari di disk.

ü  Mencari bingkai yang kosong di memori fisik:

a.    Jika ada bingkai yang kosong, maka gunakan bingkai tersebut. Jika tidak ada bingkai yang kosong, gunakan algoritma ganti halaman untuk memilih bingkai "korban"

b.    Pindahkan bingkai "korban" tersebut ke disk dan sesuaikan tabel halaman.

1)   Masukkan halaman yang berasal dari disk tersebut ke dalam bingkai yang baru dikosongkan tersebut. Sesuaikan tabel halaman.

2)   Lanjutkan proses yang telah diinterupsi.

5.      Pengalokasian Frame

Terdapat masalah dalam alokasi frame dalam penggunaan memori virtual, masalahnya yaitu bagaimana kita membagi memori yang bebas kepada berbagai proses yang sedang dikerjakan? Jika ada sejumlah frame bebas dan ada dua proses, berapakah frame yang didapatkan tiap proses?

Kasus paling mudah dari memori virtual adalah sistem satu pemakai.Misalkan sebuah sistem mempunyai memori 128K dengan ukuran halaman 1K, sehingga ada 128 frame. Sistem operasinya menggunakan 35K sehingga ada 93 frame yang tersisa untuk proses tiap user. Untuk pure demand paging, ke-93 frame tersebut akan ditaruh pada daftar frame bebas. Ketika sebuah proses user mulai dijalankan, akan terjadi sederetan page fault. Sebanyak 93 page fault pertama akan mendapatkan frame dari daftar frame bebas. Saat frame bebas sudah habis, sebuah algoritma pergantian halaman akan digunakan untuk memilih salah satu dari 93 halaman di memori yang diganti dengan yang ke 94, dan seterusnya. Ketika proses selesai atau diterminasi, sembilan puluh tiga frame tersebut akan disimpan lagi pada daftar frame bebas.Terdapat macam-macam variasi untuk strategi sederhana ini, kita bisa meminta sistem operasi untuk mengalokasikan seluruh buffer dan ruang tabel-nya dari daftar frame bebas. Saat ruang ini tidak digunakan oleh sistem operasi, ruang ini bisa digunakan untuk mendukung paging dari user. Kita juga dapat menyimpan tiga frame bebas yang dari daftar frame bebas, sehingga ketika terjadi page fault, ada frame bebas yang dapat digunakan untuk paging. Saat pertukaran halaman terjadi, penggantinya dapat dipilih, kemudian ditulis ke disk, sementara proses user tetap berjalan.Variasi lain juga ada, tetapi ide dasarnya tetap yaitu proses pengguna diberikan frame bebas yang mana saja. Masalah lain muncul ketika demand paging dikombinasikan dengan multiprogramming. Hal ini terjadi karena multiprogramming menaruh dua (atau lebih) proses di memori pada waktu yang bersamaan.