Implementasi windows 10 pada Virtual Memory

1. Nama Anggota Kelompok :
1. Salsabela Maulina (09021381823108)
2. Ubaidillah Al Bayu (09021381823144)
3. Muhammad Rifki (09021381823153)
4. Roaina (09021381823156)

2. IMPLEMENTASI
VIRTUAL
MEMORY

3. VIRTUAL
MEMORY
01

4. Virtual Memory
• Memori Virtual (Virtual Memory) adalah suatu teknik yang
memisahkan antara memori logis dan memori fisiknya.
• Memori virtual melakukan pemisahan dengan menaruh
memori logis ke disk sekunder dan hanya membawa halaman
yang diperlukan ke memori utama.
• Teknik ini menjadikan seolah-olah ukuran memori fisik yang
dimiliki lebih besar dari yang sebenarnya dengan
menempatkan keseluruhan program di disk sekunder dan
membawa halaman-halaman yang diperlukan ke memori fisik.
• Jadi jika proses yang sedang berjalan membutuhkan instruksi
atau data yang terdapat pada suatu halaman tertentu maka
halaman tersebut akan dicari di memori utama. Jika halaman
yang diinginkan tidak ada maka akan dicari di disk. Ide ini
seperti menjadikan memori sebagai cache untuk disk.
Memory virtual lebih besar ukurannya dari memory
physical

5. Virtual Memory(2)
Beberapa keuntungan penggunaan memori virtual adalah sebagai berikut:
1. 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.
2. 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.
3. Meningkatnya respon, karena menurunnya beban I/O dan memori.
4. Bertambahnya jumlah pengguna yang dapat dilayani. Ruang memori yang masih tersedia luas
memungkinkan komputer untuk menerima lebih banyak permintaan dari pengguna.
Prinsip dari memori virtual yang perlu diingat adalah
"Kecepatan maksimum eksekusi proses di memori virtual dapat sama,
tetapi tidak pernah melampaui kecepatan eksekusi proses yang sama di
sistem yang tidak menggunakan memori virtual".

6. Virtual Memory(3)
• Gagasan utama dari memori virtual sebagai berikut.
1. Ukuran gabungan program, data dan stack melampaui jumlah memori fisik yang tersedia.
Sistem operasi menyimpan bagian-bagian proses yang sedang digunakan di memori fisik
(memori utama) dan sisanya diletakkan di disk. Begitu bagian yang berada di disk
diperlukan, maka bagian di memori yang tidak diperlukan akan dikeluarkan dari memori fisik
(swap-out) dan diganti (swap-in) oleh bagian disk yang diperlukan itu.
2. Memori virtual diimplementasikan dalam sistem multiprogramming.
Misalnya: 10 program dengan ukuran 2 Mb dapat berjalan di memori berkapasitas 4 Mb. Tiap
program dialokasikan 256 Kbyte dan bagian-bagian proses swap in) masuk ke dalam
memori fisik begitu diperlukan dan akan keluar (swap out) jika sedang tidak diperlukan.
Dengan demikian, sistem multiprogramming menjadi lebih efisien.
• Memori virtual dapat diimplementasikan dengan dua cara:
1. Demand paging. Menerapkan konsep pemberian halaman pada proses.
2. Demand segmentation. Lebih kompleks diterapkan karena ukuran segmen yang bervariasi.
Demand segmentation tidak akan dijelaskan pada pembahasan ini.

7. DEMAND
PAGING
02

8. Demand Paging
• Demand paging adalah salah satu implementasi dari memori virtual yang paling umum digunakan.
• Demand paging pada prinsipnya hampir sama dengan permintaan halaman (paging) hanya saja
halaman (page) tidak akan dibawa ke ke dalam memori fisik sampai ia benar-benar diperlukan.
Untuk itu diperlukan bantuan perangkat keras untuk mengetahui lokasi dari halaman saat ia
diperlukan.
• Karena demand paging merupakan implementasi dari memori virtual, maka keuntungannya sama
dengan keuntungan memori virtual, yaitu:
1. Sedikit I/O yang dibutuhkan.
2. Sedikit memori yang dibutuhkan.
3. Respon yang lebih cepat.
4. Dapat melayani lebih banyak pengguna.

9. Demand Paging(2)
• Ada tiga kemungkinan kasus yang dapat terjadi pada saat
dilakukan pengecekan pada halaman yang dibutuhkan, yaitu:
1. Halaman ada dan sudah berada di memori-statusnya valid ("1");
2. Halaman ada tetapi masih berada di disk atau belum berada di
memori (harus menunggu sampai dimasukkan)-statusnya
tidak valid ("0").
3. Halaman tidak ada, baik di memori maupun di disk (invalid
reference).
• Pengaturan bit dilakukan dengan:
Bit=1 berarti halaman berada di memori.
Bit=0 berarti halaman tidak berada di memori.
Tabel halaman untuk skema bit valid dan tidak valid

10. Demand Paging(3)
• Apabila ternyata hasil dari translasi, bit halaman bernilai 0,
berarti kesalahan halaman terjadi. Kesalahan halaman adalah
interupsi yang terjadi ketika halaman yang diminta tidak
berada di memori utama.
• Proses yang sedang berjalan akan mengakses tabel halaman
untuk mendapatkan referensi halaman yang diinginkan.
• Kesalahan halaman dapat diketahui dari penggunaan skema
bit valid-tidak valid. Bagian inilah yang menandakan
terjadinya suatu permintaan halaman (demand paging).
• Jika proses mencoba mengakses halaman dengan bit yang
diset tidak valid maka akan terjadi kesalahan halaman.
• Proses akan terhenti, sementara halaman yang diminta dicari
di disk.
Tabel halaman untuk skema bit valid dan tidak valid

11. Penanganan Kesalahan Halaman
Penanganan kesalahan halaman dapat dituliskan sebagai berikut:
1. CPU mengambil instruksi dari memori untuk dijalankan. Lakukan
pengambilan instruksi dari halaman pada memori dengan mengakses
tabel halaman. Pada tabel halaman bit terset tidak valid.
2. Terjadi interupsi kesalahan halaman, maka interupsi itu menyebabkan
trap pada sistem operasi.
3. Jika referensi alamat yang diberikan ke sistem operasi ilegal atau
dengan kata lain halaman yang ingin diakses tidak ada maka proses
akan dihentikan. Jika referensi legal maka halaman yang diinginkan
diambil dari disk.
4. Halaman yang diinginkan dibawa ke memori fisik.
5. Mengatur ulang tabel halaman sesuai dengan kondisi yang baru. Jika
tidak terdapat ruang di memori fisik untuk menaruh halaman yang baru
maka dilakukan penggantian halaman dengan memilih salah satu
halaman. Penggantian halaman dilakukan menurut algoritma tertentu
yang akan dibahas pada bab selanjutnya. Jika halaman yang digantikan
tersebut sudah dimodifikasi oleh proses maka halaman tersebut harus
ditulis kembali ke disk.
6. Setelah halaman yang diinginkan sudah dibawa ke memori fisik maka
proses dapat diulang. Gambaran pada saat penanganan kesalahan
halaman

12. IMPLEMENTASI
WINDOWS 10
03

13. System Memory
• Suatu proses pada dasarnya adalah sekumpulan tugas yang terdapat dalam program, satu atau lebih di antaranya
dijalankan melalui urutan instruksi yang disebut utas. Proses berjalan di sistem operasi dan sistem operasi mengelola
sumber daya perangkat keras untuk semua proses yang berjalan.
• Sistem operasi menyediakan Memori Virtual untuk semua proses yang harus dijalankan pada Memori Fisik. Ruang alamat
memori virtual dalam byte adalah (2 ^ bit alamat), di mana bit sesuai dengan baris alamat fisik dalam arsitektur sistem (32
bit atau 64 bit). Ruang alamat memori fisik tergantung pada jumlah RAM yang terpasang.
• Manajer memori virtual dari sistem operasi menerapkan metode yang disebut Paging untuk memetakan ruang alamat
virtual ke ruang alamat fisik, sedemikian rupa sehingga semua proses dapat berjalan di memori fisik.
• Jika memori fisik cukup besar untuk menampung semua proses, maka ruang alamat virtual yang berkomitmen dipetakan
ke ruang alamat fisik sekaligus.
• Jika memori fisik kurang dari permintaan memori gabungan dari semua proses, maka manajer memori virtual harus
memuat setiap proses secara berurutan pada memori fisik, menunggu proses selesai, dan kemudian menulis ulang
proses baru pada memori fisik dan mengulanginya. ini sampai semua proses yang dilakukan ke memori virtual dijalankan.
Prosess
Sistem
Operasi
Hardware
Virtual
Memory
Physical
Memory

14. System Memory
• Sistem operasi (OS) bertindak sebagai platform dan menghubungkan semua proses dengan Memori Virtualnya, dan di sisi
lain OS dapat menjalankan proses ini pada Perangkat Keras dengan memetakan proses dalam Memori Virtual ke Memori
Fisik. Ini mengamanatkan semua proses untuk dirancang khusus untuk OS, sehingga melarang proses untuk berkomunikasi
secara langsung dengan Perangkat Keras yang tetap terlindung dan di bawah kendali tunggal OS.
• Ini membuat proses menjadi Platform Independen, yang berarti bahwa proses yang dirancang untuk OS tertentu akan selalu
berfungsi terlepas dari platform perangkat keras tempat OS diinstal.
• Manajer Memori Virtual dari sistem operasi menggunakan teknik Paging khusus yaitu Disc Paging dan Demand Paging untuk
mengatasi keterbatasan ruang memori Fisik.
• Disc Paging memperluas memori fisik (RAM) komputer dengan menyediakan ruang pada hard disk yang disebut Page File
yang dilihat oleh prosesor sebagai RAM non-volatile. Ketika tidak ada cukup memori yang tersedia di RAM untuk
dialokasikan ke proses baru, manajer memori virtual memindahkan data dari RAM ke file Halaman.
• Konsep paging disk berkembang ketika sistem memiliki memori 256 MB atau kurang. Dalam sistem modern dengan jumlah
memori yang cukup (≥ 4GB), penggunaan file Halaman terbatas pada caching data yang diambil sebelumnya. Namun
dengan munculnya perangkat seluler,
Prosess
Sistem
Operasi
Hardware
Virtual
Memory
Physical
Memory

15. Representasi Memori Windows 10

16. Representasi Memori Windows 10

17. Representasi Memori Windows 10
• Jumlah memori fisik yang digunakan oleh suatu proses disebut Working Set.
• Himpunan Kerja dari suatu proses terdiri dari himpunan kerja Privat dan himpunan kerja Sharable yang keduanya
dimiliki oleh proses yang sama.
• Set kerja Privat adalah jumlah memori fisik yang digunakan berkaitan dengan tugas-tugas yang didedikasikan untuk
proses tersebut.
• Set kerja Sharable adalah jumlah memori fisik yang digunakan oleh proses yang berkaitan dengan tugas yang dapat
dibagikan dengan proses lain.
Perangkat Kerja dari suatu proses = Perangkat Kerja Pribadi + Perangkat Kerja yang Dapat Dibagi.
• Misalnya, saat Anda membuka dokumen Word, winword.exe tetap berada di kumpulan kerja Sharable dan konten
dokumen diletakkan di kumpulan kerja Pribadi. Jadi beberapa dokumen kata yang dibuka secara bersamaan dapat
berbagi winword.exe yang sama sementara datanya bersifat pribadi dan berbeda.
• Sumber daya sistem bersama seperti DLL, driver Sistem (file Kernel / OS.sys) hanya ada sebagai proses Bersama
tanpa set kerja pribadi. Tugas dan Layanan terdiri dari proses yang dapat dieksekusi (.exe) yang terutama merupakan
kumpulan kerja pribadi yang memiliki sumber daya yang dapat dibagikan.
Perangkat Kerja dari suatu proses = Perangkat Kerja Pribadi + Perangkat Kerja yang Dapat Dibagi.

18. Representasi Memori Windows 10
• Perangkat Kerja dari suatu proses = Perangkat Kerja
Pribadi + Perangkat Kerja yang Dapat Dibagi.
• Misalnya, saat Anda membuka dokumen Word,
winword.exe tetap berada di kumpulan kerja
Sharable dan konten dokumen diletakkan di
kumpulan kerja Pribadi. Jadi beberapa dokumen
kata yang dibuka secara bersamaan dapat berbagi
winword.exe yang sama sementara datanya bersifat
pribadi dan berbeda.
• Sumber daya sistem bersama seperti DLL, driver
Sistem (file Kernel / OS.sys) hanya ada sebagai
proses Bersama tanpa set kerja pribadi. Tugas dan
Layanan terdiri dari proses yang dapat dieksekusi
(.exe) yang terutama merupakan kumpulan kerja
pribadi yang memiliki sumber daya yang dapat
dibagikan.

19. Representasi Memori Windows 10
• Memori Virtual atau Ukuran File Halaman dapat
dilihat / dimodifikasi melalui System Properties>
tab Advanced> Performance Settings> tab
Advanced> bagian Virtual Memory (screenshot
kiri, di bawah). Mungkin keputusan terbaik adalah
membiarkan sistem mengaturnya sendiri.
• Modul di set kerja Sharable tidak ditampilkan di
Resource Monitor. Anda dapat melihat daftar DLL
yang sedang berjalan & Driver Sistem melalui
Informasi Sistem (Jalankan> msinfo32)>
Lingkungan Perangkat Lunak (menu kiri)> Driver
Sistem (driver kernel & OS) || Modul yang dimuat
(dll) || Menjalankan Tugas (Proses seperti yang
terlihat pada Resource Monitor) || Layanan
(terdapat dalam Menjalankan Tugas).

20. Representasi Memori Windows 10

21. Representasi Memori Windows 10
• Committed (1,7 GB) seperti yang terlihat pada bagian Task Manager> Performance tab> Memory, adalah jumlah total
Working set dari semua proses yang berjalan + jumlah data yang di-cache dalam file Halaman, atau dengan kata lain
Memori Virtual yang digunakan.
• Total Virtual Memory = Total Physical + Page File Size
= 3800 + 1024 = 4824 MB = 4.71 GB.
Total Virtual Memory is also referred to as Commit Size Limit.

22. Representasi Memori Windows 10
• Penggunaan Virtual Memory bisa dilihat melalui System Information (Run> msinfo32), Gambar kanan di atas:
• Total Virtual Memory = Committed (Virtual In Use) + Available Virtual Memory , Atau
• Committed (Virtual In Use) = Total Virtual – Available Virtual
= 4.71 GB – 2.96 GB
= 1.75 GB (as seen on Task Manager).

23. Representasi Memori Windows 10
• Istilah Memori Virtual di Windows sebenarnya polimorfik. Satu terminologi berlaku untuk representasi
memori di mana dalam pengertian teknis yang sebenarnya, Memori Virtual = Memori fisik + file Halaman,
meskipun istilah Memori Virtual lebih sering digunakan sebagai sinonim untuk File Halaman.
• Memori Virtual juga mengacu pada abstraksi memori Sistem Operasi ke dalam direktori proses, di mana
setiap folder adalah kumpulan Halaman (segmen 4KB) yang tersebar di memori dari suatu set kerja
proses, dengan data lokasi halaman yang mendasari per proses berada di Halaman yang berbeda.
• Tabel Halaman ini adalah urutan halaman berurutan dari suatu set kerja proses, di mana halaman
diidentifikasi oleh indeks yang ditetapkan mulai dari 0 hingga 2^bit alamat, dengan setiap indeks
halaman menentukan lokasi acak halaman dalam Memori Fisik. Hal ini memungkinkan perangkat lunak
OS untuk mengindeks secara berurutan melalui halaman proses dan menjalankan kode dengan merujuk
ke lokasi memori fisik halaman dalam Tabel Halaman.