Memori Virtual

Dosen:Resi Utami Putri, S.Kom., M.Cs

Memori virtual

• Program yang dijalankan harus dimuat di memori utama.

• Masalah: jika program lebih besar dari memori utama yang tersedia.

• Solusi:– Overlay– Memori virtual

Konsep Overlay

• Overlay adalah program dipecah menjadi bagian-bagian yang dapat dimuat di memori.

• Overlay yang belum dieksekusi disimpan di disk, dan akan pindah ke memori jika diperlukan (overlay akan dieksekusi).

• Merupakan teknik lama.

Konsep Memori Virtual

• Memori virtual adalah kemampuan mengalamati ruang memori melebihi memori utama yang tersedia.

• Pertama kali ditemukan oleh Fotheringham tahun 1961 untuk sistem komputer Atlas di Univesrsitas Manchester, Inggris.

• Gagasan memori virtual adalah ukuran gabungan program, data dan stack melampaui jumlah memori fisik tersedia.

• Memori virtual dapat dilakukan dengan cara:– Paging– Segmentasi– Kombinasi paging dan segmentasi

Sistem Paging

Sistem paging

• Sistem paging mengimplementasikan ruang alamat besar pada memori kecil menggunakan index register, base register, dan segment register dan lain-lain.

• Istilah pada sistem paging:– Alamat maya– Alamat nyata– Page– Page frame– Page fault– MMU

Pengertian dari istilah Paging

• Alamat maya: alamat yang dihasilkan perhitungan menggunakan index register, base register, segment register dan sebagainya.

• Alamat nyata: alamat di memori fisik.• Page: unit terkecil virtual address space.• Page frame: unit terkecil memori fisik.• Page fault: exception untuk permintaan alokasi page ke

memori.• Memory Management Unit (MMU): chip atau kumpulan

chip yang memetakan alamat maya ke alamat fisik.

Pemetaan page menjadi page frame

http://yosuaalvin.students-blog.undip.ac.id/2010/09/24/virtual-memory-part-2/

Penggantian Page

• Saat terjadi page fault berarti harus diputuskan page frame di memori fisik yang harus diganti.

• Banyaknya page fault menghasilkan banyak overhead.

Algoritma Penggantian Page

• Algoritma penggantian page acak• Algoritma penggantian page optimal• Algoritma penggantian page NRU (Not Recently Used)• Algoritma penggantian page FIFO• Algoritma penggantian page modifikasi dari FIFO– Algoritma penggantian page kesempatan kedua– Algoritma penggantian clock page

• Algoritma penggantian page LRU (Least Recently Used)

Masalah pada Paging

• Working set model• Penggantian lokal vs global• Frekuensi page fault• Ukuran page

Working Set

Prinsip Lokalitas

• Prinsip lokalitas adalah proses-proses cenderung mengacu penyimpanan secara tak seragam.

• Ada dua jenis lokalitas:– Lokalitas berdasar waktu (temporal locality)– Lokalitas berdasar ruang (spatial locality)

• Prinsip lokalitas diperoleh dari observasi bukan kajian teoritis.

• Lokalitas berdasar waktu– Adalah proses cenderung terkonsentrasi acuannya ke satu

interval waktu eksekusi yang dekat.– Observasi yang mendukung prinsip: looping, subrutin,

stack dan variabel untuk iterasi.• Lokalitas berdasar ruang– Adalah proses cenderung terkonsentrasi acuannya ke satu

kelompok data yang berdekatan.– Observasi yang mendukung prinsip: traversal pada array,

eksekusi kode yang sekuen dan variabel yang berdekatan.

Pola pengacuan page selama eksekusi sistem (http://outofthebox.students-blog.undip.ac.id/2010/09/27/so-chapter-9-virtual-memory/)

Prinsip Working Set Model

• Prinsipnya adalah melacak dan menjamin himpunan kerja terdapat di memori sebelum proses dijalankan. Cara ini dapat mengurangi page fault.

• Teknik untuk memuat page:– Prepaging: memuat page lebih dulu sebelum

proses berjalan.– Demand paging: memuat page ketika page

dibutuhkan.

Segmentasi

Deskripsi Segmentasi

• Segmentasi memungkinkan pemrogram memandang memori sebagai berisi banyak ruang alamat atau segmen.

• Dengan segmentasi, pemrogram tidak berurusan dengan batasan memori yang disebabkan kapasistas memori utama.

Keunggulan Teknik Segmentasi

• Menyederhanakan penanganan struktur data yang berkembang

• Kompilasi ulang independen• Memudahkan pemakaian memori bersama

diantara proses-proses• Memudahkan untuk proteksi

Perbandingan antara Paging dan Segmentasi

• Ada pada buku..

Kombinasi Paging dan Segmentasi

Teknik Kombinasi

• Ruang alamat pemakai dibagi menjadi sejumlah segmen sesuai kehendak pemrogram.

• Setiap segmen dibagi menjadi sejumlah page berukuran tetap, berukuran sama dengan page frame memori utama.

Referensi

• Hariyanto, Bambang, 2012, Sistem Operasi Revisi Kelima. Bandung: Penerbit Informatika.

Terima Kasih