Dokumen ini membahas manajemen memori dalam sistem operasi, termasuk alokasi, pengikatan alamat, dan teknik dynamic loading. Selain itu, dijelaskan juga berbagai jenis alokasi memori, seperti single dan multiple partition allocation, serta isu fragmentasi dan algoritma penempatan paging. Penyimpanan hierarkis dan pengelolaan cache juga menjadi fokus untuk meningkatkan efisiensi memori.

1. Manajemen Memori
Setia Juli Irzal Ismail
Instalasi dan Penggunaan Sistem Operasi
Telkom University
Hanya digunakan untuk kepentingan pengajaran di Telkom University

2. Memori
• Memori adalah tempat penyimpanan sementara pada sistem
komputer
• Sebelum dijalankan, program harus dibawa ke dalam memori

3. Manajemen Memori
• Mengalokasikan memori utama ke program user
• Melakukan re-klaim memori utama yang tidak lagi
dibutuhkan/digunakan
• Melindungi tiap area memori yang digunakan user dari
program user lain.
• Misal : memastikan bahwa tiap prograam hanya mengacu ke
lokasi-lokasi yang telak dialokasikan untuk program-program
tersebut

4. Manajemen Memori
• Jika terdapat beberapa proses,
• Antrian
• sebagian besar waktu proses akan dipakai untuk menunggu
I/O dan prosesor akan idle.
• Dengan demikian memori perlu dialokasikan secara efisien
guna menampung proses sebanyak mungkin ke dalam
memory

5. Manajemen Memori

6. Address Binding
• Cara pemetaan instruksi dan data ke alamat memori
• Pengikatan alamat

7. Address Binding dilakukan pada saat:
• Compile time
• Load time
• Execution time

8. Waktu Compile
• Jika lokasi memori diketahui sejak awal, kode absolutdapat
dibangkitkan,
• apabila terjadi perubahan alamat awal harus dilakukan kompilasi
ulang.
• Misalnya :
• program format .com pada MS-DOS adalah kode absolut yang diikat
pada saat waktu kompilasi

9. Load time
• Harus membangkitkan kode relokasi jika lokasi memori
tidak diketahui pada saat waktu kompilasi.

10. Execution time :
• Pengikatan ditunda sampai waktu eksekusi jika proses
dapat dipindahkan selama eksekusi dari satu segmen
memori ke segmen memori lain
• Memerlukan dukungan perangkat keras untuk memetakan
alamat (misalnya register basis dan limit).

11. dynamic loading
• sebuah rutin tidak disimpan di memori sampai dipanggil
• disimpan pada disk dalam format relocatable load
• utilitas ruang memori yang lebih baik

12. Mekanisme dynamic loading
• program utama di-load dahulu dan dieksekusi.
• Bila suatu routine perlu memanggil routine lain, routine yang
dipanggil lebih dahulu diperiksa apakah rutin yang dipanggil sudah
di-load.
• Jika tidak, relocatable linking loader dipanggil untuk me-load rutin
yg diminta ke memori dan mengubah tabel alamat.

13. Keuntungan dynamic loading
• rutin yang tidak digunakan tidak pernah di-load
• berguna untuk kode dalam jumlah besar
• untuk menangani kasus-kasus yang jarang terjadi seperti error
routine
• tidak memerlukan dukungan khusus dari sistem operasi

14. Dinamic Linking
• Sebagian besar sistem operasi hanya men-support static linking,
dimana sistem library language diperlakukan seperti obyek modul
yang lain dan dikombinasikan dengan loader ke dalam binary
program image
• linking ditunda sampai waktu eksekusi
• Proses memanggil system library
• dynamic linking berekstensi .dll, .sys atau .drv

15. Proses > Memory
• Overlay
• menyimpan di memori hanya instruksi dan data yang diperlukan pada
satu waktu.
• Jika intruksi lain diperlukan, maka instruksi tersebut diletakkan di ruang
memori menggantikan instruksi yang tidak digunakan lagi.
• Overlay tidak membutuhkan dukungan khusus dari sistem operasi
• Digunakan beberapa sistem yang mempunyai jumlah memori fisik
terbatas dan kekurangan dukungan H/W untuk teknik yang lebih lanjut.

16. Logical Vs Physical Address
• Logical
• digenerate oleh CPU
• Bisa dilihat oleh user
• Mapping logical à Physical
• Physical
• tersedia di memorià MMU
• Tidak bisa dilihat oleh user

17. SWAPPING
• proses harus berada di memori untuk dieksekusi.
• Proses juga dapat ditukar (swap) sementara keluar memori
dan kemudian dibawa kembali ke memori untuk melanjutkan
eksekusi.
• disk besar dengan kecepatan tinggi yang cukup untuk
meletakkan copy dari semua memory image untuk semua
user

18. • Swap in : penempatan proses dari memori sekunder ke
memori utama
• Swap out: penempatan proses dari memori utama ke
memori utama

19. Alokasi proses user pada memori
• single partition allocation
• multiple partition allocation.

20. Single Partition
• Kode dan data sistem operasi harus diproteksi dari
perubahan tak terduga oleh user proses
• Proteksi
• register relokasi (relocation register) dan
• register limit (limit register).

21. multiple partition allocation
• mengijinkan memori user dialokasikan untuk proses yang
berbeda yang berada di antrian input (input queue) yang
menunggu dibawa ke memori.
• partisi tetap (fixed partition)
• partisi dinamis (variable partition)

22. partisi tetap
• memori dibagi dalam sejumlah partisi tetap
• setiap partisi berisi tepat satu proses.
• Ukuran partisi tetap
• Untuk di konfigurasi ulang, komputer harus di shut down
• Memory manager bertugas mengalokasikan ruang memori
untuk proses
• IBM OS/360
• 1950an dan 1960an

23. partisi dinamis
• Jumlah partisi dan ukuran partisi dinamis
• Proses yang dialokasikan sama dengan kapasitas memori
yang diminta
• Teknik ini digunakan oleh Sistem Operasi mainframe IBM,
OS/MVT

24. Fragmentasi Eksternal
• terjadi pada situasi cukup ruang memori total untuk memenuhi
permintaan
• tetapi tidak dapat langsung dialokasikan karena tidak
berurutan.
• Utilisasi memori menurun

25. Fragmentasi Internal
• terjadi pada situasi dimana memori yang dialokasikan lebih
besar dari pada memori yang diminta
• tetapi untuk satu partisi tertentu hanya berukuran kecil sehingga
tidak digunakan.

26. compaction - pemadatan
• teknik untuk mencegah external fragmentation
• OS menggeser proses-proses yang jadi proses-proses- proses
tersebut contiguous
• Memori-memori yang tidak terpakai digabungkan dalam 1
blok
• Menghabiskan waktu dan membuang waktu CPU

27. Algoritma Penempatan

28. PAGING
• Memori utama dibagi menjadi frame-frame yang berukuran sama.
• Setiap proses dibagi menjadi page-page yang berukuran sama yang
panjangnya sama dengan frame.
• Sebuah proses dimuatkan dengan cara memuatkan seluruh pagenya
kedalam frame-frame yang tersedia yang tidak perlu contiguous
• Kelebihan : tidak ada fragmentasi eksternal
• Kekurangan : fragmentasi internal yang jumlahnya sedikit

29. Segmentation
• Setiap proses dibagi menjadi beberapa segmen
• Proses dimuatkan dengan memuatkan, mengurangi seluruh
segmennya kedalam bila dibandingkan dengan dynamic partition
yang tidak memerlukan contiguous
• Kelebihan : tidak ada fragmentasi internal
• Kekurangan : meningkatkan utilitas menggunakan memori dan akan
terjadi overhead bila dilakukan dengan teknik dynamic partition

30. Hirarki Memory
Regs
L1 cache
(SRAM)
Main memory
(DRAM)
Local secondary storage
(local disks)
Makin Besar,
Lebih Lambat,
dan
Lebih murah
(per byte)
Remote secondary storage
(e.g., Web servers)
Local disks hold files
retrieved from disks
on remote servers
L2 cache
(SRAM)
L1 cache holds cache lines
retrieved from the L2 cache.
CPU registers hold words
retrieved from the L1 cache.
L2 cache holds cache lines
retrieved from L3 cache
L0:
L1:
L2:
L3:
L4:
L5:
Ukuran Makin Kecil,
Lebih Cepat,
dan
Lebih mahal
(per byte)
L3 cache
(SRAM)
L3 cache holds cache lines
retrieved from main memory.
L6:
Main memory holds disk
blocks retrieved from
local disks.

31. Daftar Pustaka
• William Stallings(2012). Operating Systems 7th Edition. Prentice Hall.
New Jersey halaman 305 – 334.
• Avi Silberschatz, Peter Galvin, dan Grag Gagne (2013). Operating
Systems CONCEPTS ninth Edition. John Wiley & Sons. USA Halaman
351 – 389.
• Bryant, R. E., David Richard, O. H., & David Richard, O. H.
(2003). Computer systems: a programmer's perspective (Vol. 2).
Upper Saddle River: Prentice Hall.
• Slide perkuliahan Sistem Operasi Telkom University