A. HIRARKI ORGANISASI MEMORI PADA SISTEM KOMPUTER
HIRARKI MEMORI
Memori adalah yaitu suatu bagian dari komputer yang berfungsi untuk menyimpan
data ketika komputer membutuhkannya, memori pada komputer juga biasa disebut dengan
storage,computer memory. Memori dalam komputer juga memiliki beberapa tingkatan yaitu
hirarki memori. Hirarki memori adalah sebuah petunjuk yang digunakan oleh para perancang
demi menyesuaikan kapasitas,waktu akses dan harga memori tiap bitnya. Susunan hirarki
memori sebagai berikut :
1. Waktu akses (semakin ke bawah semakin lambat,semakin ke atas semakin
cepat)
2. Kapasitas (semakin ke bawah semaik besar,semakin ke atas semakin kecil)
3. Jarak dengan prosessor (semakin ke bawah semakin jauh semakin ke atas
semakin cepat)
4. Harga memori tiap bitnya (semakin ke bawah semakin murah semakin keatas
semakin mahal)
Contoh dan penerapannya
a. Inboard memori adalah memori yang dapat diakses langsung oleh prosessor
memori.inboard dibagi menjadi 3 yaitu :
1. Register memori
Register memori yaitu suatu memori yang berukuran kecil yang memiliki kecepatan
akses yang tinggi. Cara penerapanya register memori ini digunakan untuk menyimpan data
dan instruksi yang sedang diproses sendangkan data lain yang belum diproses akan tersimpan
di dalam main memory yaitu menunggu untuk diproses.
2. Chache memory
Chache memory yaitu memori berkecepatan tinggi yang sifat nya sementara. Fungsi
dari chache memory adalah tempat menyimpan data mentara yang diperlukan prosessor
sehingga data yang disimpan dapat mengakses dengan cepat kerena chace menyimpan data
yang telah diakses oleh suatu buffer sehingga meringankan kinerja komputer. Cara penerapan
memori chache, jika prosessor membutuhkan data pertama dia akan mencarinya di chache
memori, jika data ditemukan prosesor akan membacanya dengan delay yang sangat kecil, jika
data tidak ditemukan maka prosessor akan mencarinya pada RAM yang kecepatannya lebih
rendah. Pada dasarnya chace memori dapat memberikan data yang dibutuhkan prosessor
sehingga kinerja RAM yang lambat dapat dikurangi.
3. Main Memory
Main memory adalah memori utama dalam komputer dalam bentuk array yang
disusun word/byte, kapasitas susunan bisa samai 1 juta susunan. Memori utama digunakan
sebagai media penyimpanan data yang berkaitan dengan CPU/perangkat I/O.
b. Outboard storage adalah memori berkapasitas besar yang bersifat non-volatile
atau tidak akan hilang walau kehilangan power/daya. Contoh nya sebagai berikut :
1. MAGNETIC DISK
Magnetic disk adalah piringan bundar yang terbuat dari bahan tertentu dengan
permukaan dilapisi bahan magnetic.Mekanisme baca atau tulis yang digunakan untuk
pengkonduksi selama operasi penulisan dan pembacaan head bersifat stationer sedangkan
piringan yang bergerak dibawahnya biasanya menggantung diatas permukaan dan tertahan
pada bantalan udara.
2. CD/DVD-ROM
Cd/dvd-rom yaitu sebuah piringan kompak dari piringan optik atau optical disk yang
dapat menyimpan data.
c. Offline Storageyaitu penyimpanan dengan akses yang paling lambat karena
mengunakan pita magnetik.
B. PENGALAMATAN MEMORY
Pengalamatan memory adalah bagaimana cara menunjuk dan mengalamati suatu
lokasi memory pada sebuah alamat di mana operand akan diambil. Mode pengalamatan ini
meliputi direct addressing, indirect addressing, dan immediate addresing.
1. Direct Addressing
direct addressing yaitu suatu proses penkopian data pada register dan suatu alamat
efektif (Effective Address, Alamat ini disimpan pada byte berikut setelah opcode instruksi).
Contohnya: MOV A,30h.
Penerapannya yaitu dalam instruksi ini akan dibaca data dari RAM internal dengan
alamat 30h dan kemudian disimpan dalam akumulator. Mode pengalamatan ini cukup cepat,
meskipun harga yang didapat tidak langsung seperti immediate, namun cukup cepat karena
disimpan dalam RAM internal.
Kelebihan
- Field alamat berisi efektif address sebuah operand
Kekurangan
- Keterbatasan field alamat karena panjang field alamat biasanya lebih kecil
dibandingkan panjang word
Contoh : ADD A : tambahkan isi pada lokasi alamat A ke akumulator.
2. Indirect Addressing
inderect addressing yaitu merupakan mode pengalamatan tak langsung. Field alamat
mengacu pada alamat word di dalam memori, yang pada gilirannya akan berisi alamat
operand yang panjang.
Kelebihan
- Ruang bagi alamat menjadi lebih besar sehingga semakin banyak alamat
yang dapat referensi.
Kekurangan
- Diperlukan referensi memori ganda dalam satu fetch sehingga
memperlambat proses operasi.
Contoh : ADD (A) : tambahkan isi memori yang ditunjuk oleh isi alamat A
ke akumulator.
3. Immediate Addressing
immediate addressing yaitu suatu proses penyalinan data yang berukuran byte atau
word langsung ke dalam register tujuan. Data yang dimaksud di sini adalah suatu nilai atau
bilangan tertentu yang berupa bilangan konstanta. Data segera merupakan data konstan,
sedangkan data yang dipindahkan dari register adalah data berubah (variable). Mode
pengalamatan immediate addressing sangat umum dipakai karena harga yang akan disimpan
dalam memori langsung mengikuti kode operasi dalam memori. Dengan kata lain, tidak
diperlukan pengambilan harga dari alamat lain untuk disimpan. Contohnya: MOV A, #20h.
Dalam instruksi tersebut, akumulator akan diisi dengan harga yang langsung mengikutinya,
dalam hal ini 20h. Mode ini sangatlah cepat karena harga yang dipakai langsung tersedia.
Keuntungan
- Tidak adanya referensi memori selain dari instruksi yang diperlukan untuk
memperoleh operan.
- Menghemat siklus instruksi sehingga proses keseluruhanakan akan cepat.
Kekurangan
- Ukuran bilangan dibatasi oleh ukuran field
Contoh : ADD 7 ; tambahkan 7 pada akumulator
C. OVERLAY
Overlay adalah sebuah data yang diperlukan pada suatu waktu yang disimpan di
memori. Overlay diperlukan jika ukuran proses lebih besar dari memori yang dialokasikan
untuknya. Overlay tidak membutuhkan dukungan khusus dari SO antara lain :
- User dapat mengimplementasikan secara lengkap menggunakan struktur file
sederhana
- OS memberitahu hanya jika terdapat I/O yang melebihi biasanya.
D. DYNAMIC LOADING
Dynamic loading yaitu suatu routine tidak di load sampai dipanggil semua rountine
disimpan pada disk sebagai format relocatable load.
Mekanisme dasarnya sebagai berikut :
- Program utama di load dahulu dan dieksekusi.
- Bila suatu routine perlu memanggil routine yang lain, routine yang dipanggil lebih
dahulu di periksa apakah routine yang dipanggil sudah diload jika tidak
relocatable linking loader di panggil untuk meload routine yang diminta ke
memori dan mengupdate tabel alamat dari program yang mencerminkan
perubahan ini.
E. DYNAMIC LINKING
Proses dengan banyak langkah, ditemukan juga penghubung-penghubung pustaka
yang dinamis, yang menghubungkan semua rutin yang ada di pustaka. Beberapa sistem
operasi hanya mendukung penghubungan yang statis, dimana seluruh rutin yang ada
dihubungkan ke dalam suatu ruang alamat.
Setiap program memiliki salinan dari seluruh pustaka. Konsep penghubungan
dinamis, serupa dengan konsep pemanggilan dinamis. Pemanggilan lebih banyak ditunda
selama waktu eksekusi, dari pada lama penundaan oleh penghubungan dinamis.
Keistimewaan ini biasanya digunakan dalam sistem kumpulan pustaka, seperti pustaka
bahasa subrutin. Tanpa fasilitas ini, semua program dalam sebuah sistem, harus mempunyai
salinan dari pustaka bahasa mereka (atau setidaknya referensi rutin oleh program) termasuk
dalam tampilan yang dapat dieksekusi.
F. VIRTUAL MEMORY
Virtual memori adalah teknik manajemen memori yang dikembangkan untuk kernel
multitugas. Teknik ini divirtualisasikandalam berbagai bentuk arsitektur komputer dari komputer
penyimpanan data (seperti memori akses acak dan cakram penyimpanan), yang memungkinkan
sebuah program harus dirancang seolah-olah hanya ada satu jenis memori, memori "virtual", yang
bertindak secara langsung beralamat memori baca/tulis (RAM).
Sebagian besar sistem operasi modern yang mendukung memori virtual juga menjalankan
setiap proses di ruang alamat khususnya sendiri. Setiap program dengan demikian tampaknya
memiliki akses tunggal ke memori virtual. Namun, beberapa sistem operasi yang lebih tua (seperti
OS/VS1 danOS/VS2 SVS) dan bahkan yang modern yang (seperti IBM i) adalah sistem operasi ruang
alamat tunggal yang menjalankan semua proses dalam ruang alamat tunggal yang terdiri dari memori
virtual.
Memori virtual membuat pemrograman aplikasi lebih mudah oleh fragmentasi persembunyian
dari memori fisik; dengan mendelegasikan ke kernel beban dari mengelola hierarki memori (sehingga
menghilangkan keharusan untuk program dalam mengatasi hamparan secara eksplisit); dan, bila
setiap proses berjalan dalam ruang alamat khususnya sendiri, dengan menghindarkan kebutuhan untuk
merelokasi kode program atau untuk mengakses memori dengan pengalamatan relatif.
Beberapa keuntungan penggunaan memori virtual adalah sebagai berikut:
- Berkurangnya proses I/O yang dibutuhkan (lalu lintas I/O menjadi rendah).
Misalnya untuk program butuh membaca dari disk dan memasukkan dalam memory
setiap kali diakses.
- Ruang menjadi lebih leluasa karena berkurangnya memori fisik yang digunakan. Contoh,
untuk program 10 MB tidak seluruh bagian dimasukkan dalam memori fisik. Pesan-
pesan error hanya dimasukkan jika terjadi error.
- Meningkatnya respon, karena menurunnya beban I/O dan memori.
- Bertambahnya jumlah pengguna yang dapat dilayani. Ruang memori yang masih tersedia
luas memungkinkan komputer untuk menerima lebih banyak permintaan dari pengguna.
G. MEKANISME 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 deman paging sama dengan keuntungan
pada memori virtual di atas. Saat melakukan pengecekan pada halaman yang dibutuhkan oleh suatu
prose.
Memiliki 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. Skema Bit Valid - Tidak Valid Dalam menentukan halaman mana yang ada di dalam
memori utama dan halaman mana yang tidak ada di dalam memori utama, diperlukan suatu konsep,
yaitu skema bit valid - tidak valid. Kondisi valid berarti bahwa halaman yang dibutuhkan itu legal dan
berada di dalam memori utama (kasus pertama). Sementara tidak valid/invalid adalah kondisi dimana
halaman tidak ada di memori utama namun ada di disk sekunder (kasus kedua) atau halaman memang
benar-benar tidak ada baik di memori utama maupun disk sekunder (kasus ketiga). Pengaturan bit
dilakukan sebagai berikut: • Bit = 1 berarti halaman berada di memori utama • Bit = 0 berarti halaman
tidak berada di memori utama Apabila ternyata hasil dari mengartikan alamat melalui page table
menghasilkan bit halaman yang bernilai 0, maka akan menyebabkan terjadinya page fault .
H. DAFTAR PUSTAKA
- http://informatikateknologi.blogspot.co.id/2015/06/sistem-hirarki-pada-
komputer.html
- http://inyongagung.blogspot.co.id/2015/01/mode-pengalamatan-
memori.html
- http://alifiyahrohmatulhidayati.blogspot.co.id/2015/01/pengalamatan-
data.html
- http://jejaringberbagi.blogspot.co.id/2015/01/mode-pengalamatan.html
- https://rifkiewahyuferriana.wordpress.com/2011/06/09/6-manajemen-
memori/
- http://annyaasss.blogspot.co.id/2013/05/manajemen-memory.html
- https://id.wikipedia.org/wiki/Memori_virtual
- http://dheyylant.blogspot.co.id/2013/02/pengertian-dan-konsep-viirtual-
meemory.html
- http://dheyylant.blogspot.co.id/2013/02/pengertian-dan-konsep-viirtual-
meemory.html
-
Top Related