Merdeka Info

A. Pengertian Virtual Memori
Virtual memori merupakan pemisahan memori logika pengguna dari memori fisik  dimana sistem penyimpanan sementara dari suatu data akan melibatkan harddisk sebagai komponen penyimpannya. Dalam sistem operasi windows kita biasa menyebutnya sebagai paging file. Hanya beberapa program yang perlu dieksekusi di dalam memori. Sehingga ruang dalam alamat logika dapat jauh lebih besar daripada ruang alamat fisik sehinngga dapat digunakan secara bersamaan oleh beberapa proses dalam ruang alamat dan memungkinkan efisiensi pembuatan proses karena dapat memuat lebih banyak program yang berjalan secara bersamaan dan lebih sedikit input/output yang dibutuhkan dalam pemuatan atau penukaran proses.

Ruang alamat virtual merupakan pandangan logis tentang bagaimana memori memnyimpan suatu proses. Biasanya hal ini dimulai dari alamat 0, alamat yang saling berdekatan hingga spasi terakhir. Sementara memori fisik diorginized dalam suatu bingkai halaman dan memory management unit (MMU) yang akan memetakan memori logika ke dalam memori fisik. Memori virtual dapat diimplementasikan melalui dua hal yaitu demand paging dan demand segmentation.

B. Fungsi Virtual Memori
Beberapa fungsi dari virtual memori yaitu:
• Dapat digunakan untuk menanngani beban RAM yang berlebihan;
• Dapat digunakan sebagai cadangan RAM, namun ia tidak bisa menggantikan fungsi serta keberadaan RAM sepenuhnya;
• Dapat menjadi penyimpanan sementara dari data yang disimpan di RAM, sayangnya ia tidak dapat meneruskan data tersebut ke prosesor.

C. Tujuan Virtual Memori
Virtual memori ini bertujuan untuk menciptakan file khusus yang bias akita sebut dengan nama swap file, dimana Ketika sistem operasi sedang kehabisan memori maka data terakhir yang diakses akan dipindahkan ke dalam hard disk. Hal ini bertujuan untuk menciptakan ruang kosong di memori agar dapat menjalankan perintah selanjutnya. Penyimpanan data sementara akan terus dilakukan oleh sistem operasi ketika RAM menerima data-data baru yang masuk. Ketika data pada swap file tersebut dibutuhkan oleh komputer maka akan terjadi pertukaran antara data tersebut dengan data terakhri yang sudah diproses pada RAM.

D. Ruang Alamat Virtual
Ruang alamat virtual atau virtual-adress space biasanya mendesain ruangg alamat logika untuk tumpukan agar dimulai pada alamat logika max dan tumbuh (grow) “turun” sementara ”naik” untuk tumpukan tumbuh (heap). Hal ini bertujuan untuk memaksimalkan ruang alamat yang tidak digunakan. Memori fisik tidak dibutuhkan hingga heap atau hingga tumpukan tersebut diberikan halaman baru. Memungkinkan ruang alamat yang jarang digunakan dengan space yang tersisa untuk pertumbuhan. Pustaka sistem dibagikan melalui pemetaan ke dalam ruang alamat virtual, bersamaan dengan pemetaan halaman read-write oleh memori ke dalam runag alamat virtual. Halaman akan dapat dibagikan selama fork(), mempercepat proses pembuatan.

E. Permintaan Halaman (Demand Paging)

Demand paging dapat membawa seluruh proses ke dalam memori pada saat load atau membawa halam ke dalam memori Ketika halaman dibutuhkan. Hal ini akan mengakibatkan beberapa hal:
• Lebih sedikit input/output yang dibutuhkan;
• Minimalisasi kebutuhan memori;
• Lebih cepatnya respon;
• Memungkinkan pengguna yang lebih banyak.

Hal ini serupa dengan sistem paging dengan swaping (diagram kanan) dimana halaman akan diperlukan untuk itu, membatalkan referensi tidak valid, membawanya ke memori jika tidak ada di memori, lazy swaper tidak pernah menukan halaman ke dalam memori kecuali halamab akan dibutuhkan sementara sweaper yang berhubungan dengan halaman adalah pager.

Konsep dasar dari demand paging yaitu dengan menggunakan swaping, pager akan menebak halaman mana yang akan dipakai sebelum dilakukan pertukaran lagi, pager hanya akan membawa halaman-halaman tersebut ke dalam memori, untuk menentukan kumpulan halaman-halaman itu diperlukan MMU baru sehingga demand paging dapat diimplementasikan. Apabila halaman yang diperlukan telah menjadi penghuni memori, tidak akan ada perbedaan dengan non demand-paging. Sehingga apabila halaman yang diperlukan bukan merupakan penghuni memori, butuh pendeteksian dan memuat halaman tersebut ke memori penyimpanan tanpa mengubah perilaku program dan kode program.

F. Page Fault

Apabila terdapat referensi ke halaman, referensi pertama yang ke halaman tersebut akan terperangkap ke dalam sistem operasi, untuk lebih jelasnya berikut adalah cara kerja dari page fault secara umum:
• Sistem operasi akan melihat tabel lain untuk mengambil keputusan apakan referensi tersebut harus dibataalkan atau tidak. Apabila referensi terseut tidak valid maka akan dibatalkan;
• Mencari frame yang masih kosong;
• Menukar halaman ke dalam frame melalui operasi disk yang dijadwalkan;;
• Mengatur ulang tabel untuk menunjukkan bahwasanya halaman tersebut sekarang berada di dalam memori dengan memnebri simbol (v) pada set validasi bit;
• Memulai ulang (restart) instruksi-instruksi yang menjadi penyebab dari page fault atau kesalahan halaman.

G. Aspek dari Demand Paging
1. Kasus extreme (extreme case)
• Pada kasus extreme proses dapat dimulai dengan tanpa adanya halaman yang ada di memori. Sistem opeerasi akan menetapkan instruction pointer ke instruksis proses pertama:
Non-penghuni memori page fault.
• Pada setiap halaman proses lainnya pada akses pertama:
Pure demand paging
2. Actually
Instruksi yang diberikan dapat mengakses banyak halaman serta hanyak page fault. Dilakukan pertimbangan pengambilan dan pengkodean instruksi yang menambahkan dua angka dari memori serta menyimpan hasilnya kembali ke dalam memori. Kerusakan akan berkurang karena lokalitas dari referensi.
3. Hardware support
Dukungan perangkat keras yang diperlukan dalam demand paging
• Tabel halaman dengan bit yang valid atau tidak valid
• Memori sekunder dimana akan dilakukan swaping perangkat dengan ruang swap
• Instruksi restart (mulai ulang).

H. Cara Kerja Demand Paging
Tahapan dalam demand paging (worse case atau kasus buruk):
1. Trap halaman yang akan diproses ke dalam sistem operasi;
2. Simpan registrasi pengguna dan status dari proses;
3. Tentukan bahwasanya interupsi tersebut merupakan page fault;
4. Periksa apakah referensi halaman tersebut legal serta menentukan lokasi dari halaman pada disk;
5. Melakukan pembacaan dari disk ke dalam frame yang sedang kosong:
• Menunggu antrean hingga permintaan read dilayani;
• Menunggu pencarian perangkat dan/atau waktu latensi;;
• Mulai melakukan transfer halaman ke dalam frame yang kosong.
6. Alokasi CPU ke dalam beberapa pengguna lain dilakukan sambil menunggu transfer halaman;
7. Menerima interupsi dari subsistem input/output disk (I/O selesai);
8. Menyimpan register serta status dari proses untuk pengguna lain;
9. Menentukan bahwasanya interupsi berasal dari disk;
10. Memperbaiki tabel halaman serta tabel lain guna menunjukkan halaman sekarang berada di memori;
11. Tunggu CPU dialokasikan untuk proses ini kembali;
12. Pemulihan register pengguna, status proses, serta tabel halamn baru, kemudian melanjutkan kembali instruksi yang terputus.

I. Copy-on-Write (COW)
Copy-on-Write memungkinkan proses induk serta subproses untuk awalnya berbagi halaman yang sama pada memori jika salah satu proses memodifikasi halaman secara bersamaan, baru kemudian halaman tersebut akan disalin COW agar dapat membuat proses secara lebih efisien karena hanya halaman yang dimodifikasi yang disalin.

Secara umum, halaman yang kosong akan dialokasikan dari kumpulan halaman zero-fill-on-demand. Pool harus senantiasa mempunyai frame kosong untuk dieksekusi oleh halaman permintaan secara cepat. Jangan mengosongkan frame serta pemrosesan lainnnya pada page fault.

Penghapusan halaman sebelum pengalokasian bertujuan karena variasi vfork () mempunyai penangguhan induk proses serta subproses menggunakan ruang alamat parent’s COW yang dirancang untuk memiliki panggilan anak exec () dengan sangat efisien.

A. Pengertian Manajemen memori

Sesuai dengan namanya, manajemen memori berarti tindakan yang bertujuan  untuk mengelola pengalokasian memori perangkat (komputer). Hal ini dimaksudkan agar memori utama komputer dapat:
• Memaksimalkan kemampuan dan penggunaan CPU
• Efisienisasi transfer data dari main memori ke CPU atau dari CPU ke main memori
• Mempercepat CPU dalam mengakses perintah dan data
• Efisienisasi penggunaan main memori
Jadi manajemen memori ini berhubungan dengan pengalokasian sumber daya yang digunakan secara bersamaan oleh proses yang masih berjalan di dalam main memori dan usaha dalam mencegah pembatasan kapasitas memori fisik dari system computer.

B. Fungsi Manajemen Memori
• Agar memori dialokasikan ke proses yang membutuhkan
• Melakukan dealokasi memori dari proses yang sudah tidak berjalan
• Melakukan pengelolaan informasi memori yang sedang digunakan dan tidak digunakan
• Melakukan pengelolaan swaping disk dan main memori

C. Jenis Memori
Memori system computer diklasifikasikan menjadi dua, yaitu:
1. Memori kerja. Yaitu memori yang bertugas menampung hal-hal yang dibutuhkan prosesor dan menimpan pekerjaan ketika sebelum dan setelah pelaksanaan pekerjaan tersebut dilakukan prosesor. Misalnya sajasistemm operasi dan system Bahasa. Memori ini sendiri dibagi menjadi dua yaitu :
a. Memori kerja untuk memori tetap

• Read Only Memory, dimana memori ini hanya memiliki  kemampuan membaca saja
• Programmable ROM, disini kita bisa menuliskan sebuah program namun tidak bisa menghapusnya Kembali
• Electrically PROM, jenis ini memungkinkan kita untuk mengisinya menggunakan listrik, dan dapat menghapusnya.
• Erasable EPROM, hampir sama dengan sebelumnya, namun yang membedakan adalah dimana ketika computer tidak dialiri arus listrik, isi pada memori ini akan tetap ada
• Register Microposesor, merupakan memori yang durasi aksesnya paling cepat meskipun ukurannya paling kecil
b. Memori kerja untuk memori bebas
• Random Acces Memory, merupakan memori yang memiliki kemampuan read and write, namun Ketika catu daya padam, maka isi akan hilang
• Cache memori, biasanya dipasang diantara main memori dan prosesor
2. Memori dukung. Merupakan memori computer dengan kecepatan yang relative lebih rendah, namun kemampaun penyimpanan data utamanya lebih kecil dari kemampuan simpannya. Contoh dari jenis memori ini adalah Floppy, Harddisk, CD.

D. Swaping
Merupakan sebuah metode untuk mengalihkan proses sementara dari memori utama ke sebuah penyimpanan kemudian dikembalikan lagi ke memori saat hendak dieksekusi. Tujuannya adalah agar kinerja system time sharing bekerja optimal saaat multiprogramming. Dalam metode ini kita harus memerhatikan strategi dalam manipulasi memori bebas dan penempatan ruang swaping pada suatu penyimpanan.

E. Jenis Manajemen Memori
1. Monoprogramming
Merupakan jenis manajemen dimana hanya satu program yang diproses dalam satu waktu pada system dari computer. Disini proses yang dijalankan tersebut menguasai seluruh sumber daya. Alokasi memori dari jenis ini juga dilakukan dengan urut. Terdapat empat kekhasan jenis manajemen ini yaitu:
• Dalam satu waktu terdapat satu proses
• Semua memori digunakan oleh satu proses saja
• Seluruh kendali mesin diambil alih oleh program
• Pengguna mengunggah program ke semua memori disk
2. Multiprogramming
a) Pemartisian statis.
Pada jenis ini di memori utama terdapat banyak proses di waktu yang sama. Dengan menggunakan jenis ini maka pengguna dapat membagi program jadi dua atau lebih proses, secara bersamaan dapat memberi layanan interaktif, sumber daya yang digunakan menjadi
lebih efisien Memori dipecah menjadi beberapa partisi tetap dimana ditempatkannya proses-proses. Penempatannya sendiri berdasarkan
ukurannya dapat dibedakan menjadi dua yaitu pemecahan dengan ukuran partisi yang sama dan pemecahan dengan ukuran partisi yang
tidak sama. Partisi dengan ukuran sama memiliki kekurangan yaitu jika ukuran program lebih besar dari partisi yang ada maka tidak akan
dijalankan, dalam artian tidak semua program yang dieksekusi ke memori utama. Kemudian kekurangannya yang lain adalaah jika
ukuran program lebih kecil dari partisi yang ada maka disana aka nada sebuah ruang yang kosong sehingga terjadi pemborosan penyimpanan.
b) Partisi dinamis
Masalah yang dihadapi pada partisi statis akan diatasi di sini karena jumlah, ukuran, dan banyaknya proses di memori dapat beragam
selama durasi secara dinamis. Kegunaan memori mejadi lebih maksimal karena setiap proses yang akan dijalankan diberi partisi yang
seusai keeperrluaanya. Kelemahan dari jenis ini adalah akan mempersulit alokasi serta dealokasi penyimpanan, serta timbulnya lubang kecil di antara partis yang sedang digunakan.

F. Strategi Alokasi Memori
1) Algoritma First Fit
Dalam hal ini mula-mula pencarian akan dilakukan dari awal, apabila menemukan lokasi besar pertama maka pencarian akan berhenti. Misalnya saja ada partisi kosong dengan rentetan kapasitasnya adalah: 6, 2, 4, 3. Jika terdapat sebuah data dengan ukuran 3 maka data tersebut akan ditempatkan di partisi dengan kapasitas 6.
2) Algoritma Next Fit
Hampir sama dengan sebeliumnya, namun disini mula-mula pencarian dimulai dari lokasi terakhir ditemukannya segmen bukan dari awal, dan kemudian akan stop di partisi yang kapasitasnya cukup.
3) Algoritma Best Fit
Berbeda dengan sebelumnya dimana pencarian akan dihentikan Ketika data menemukan lokasi besar pertama, disini pencarian akan
berhenti apabila data telah menemukan tempat terkecil pertama yang bisa ia tempati.
4) Algoritma Worst Fit
Sesuai dengan Namanya, berbanding terbalik dengan sebelumnya. Algoritma ini memulai pencariannya dari awal kemudian menghentikan
pencariannya saat menemukan lokasi paling besar untuk ditempati.

Jadi dalam strategi alokasi memori, strategi yang paling bagus adalah best fit. Kenapa? Karena dengan algoritma tersebut maka akan lebih mengefisiensi partisi, dimana partisi yang digunakan cenderung lebih sesuai dengan ukuran datanya jadi tidak akan ada pemborosan memori

A. Definisi Sistem Operasi
Secara umum sistem operasi dapat diartikan sebagai sebuah software dari sistem yang dapat melakukan pengolahan terhadap sumber daya (resources) dari perangkat lunak dan perangkat keras sehingga pengguna dapat berinteraksi dengan mudah. Singkatnya sistem operasi merupakan interface atau antarmuka yang menghubungkan antara pengguna dengan sebuah sistem komputer.

B. Tujuan sistem operasi
Tujuan dari sebuah sistem operasi pada dasarnya ada tiga, diantaranya yaiitu
1. Untuk mengeksekusi program oengguna dan mempermudah pengguna dalam mengatasi permasalahan atau kejadian.
2. Sistem operasi bertujuan untk membuat sistem komputer dapat bekerja secara efektif dan efisien sehingga pengguna mendapatkan kepuasan
3. Membuat sebuah sistem komputer memiliki penggunaan yang tepat guna.

C. Sistem Operasi
Secara garis besar sistem operasi memiliki fungsi sebagai berikut :
• Sistem Operasi sebagai resource allocator
Dalam perannya sebagai resource allocator, sistem operasi berperan dalam mengatur semua resources atau sumber daya. Selain itu sistem operasi juga berperan dalam melakukan pengambilan keputusan ketika terjadi pertentangan permintaan untuk dapat menggunakan sumber daya yang efisien dan adil. Jadi ketika pengguna sedang melakukan banyak tugas, atau membuka banyak tab kemudian sistem operasi akan
menutup beberapa tab atau aplikasi yang sekiranya sedang tidak dibutuhkan untuk lebih mengefisiensi penggunaan komputer sehingga komputer dapat bekerja dengan baik dan efisien.
• Sistem Operasi sebagai control program
Dalam menjalankan perannya, sistem operasi juga melakukan controlling eksekusi dari sebuah program yang dijalankan sehingga dapat meminimalisir adanya kesalahan dan penggunaan komputer yang tidak benar.
Selain kedua hal tersebut, setidaknya sistem operasi memiliki 4 fungsi dalam sebuah proses pada sistem komputer, diantaranya yaitu :
a) manajemen memori
Manajemen memori berfokus pada dua hal, yaitu memori primer yang merupakan kebutuhan penyimpanan yang diutamakan seperti RAM. Dan main memory yang berupa penyimpanan yang dapat diakses secara langsung melalui CPU.
b) manajemen perangkat
Sistem operasi juga ikut ambil peran dalam melakukan manajemen perangkat dimana sistem operasi mengatur komunikasi antar perangkat melalui setiap driver. Pada umumnya I/O Controller lah yang berperan dalam proses ini.
c) manajemen file
Sistem operasi juga dapat melakukan konfigurasi pada sebuah dokumen, biasanya disebut dengan file system dimana biasanya ini dimasukkan ke dalam direktori pencarian sehingga dapat mempermudah pengguna dalam melakukan pencarian.
d) manajemen prosesor
Pada fungsi ini, sistem operasi dapat menentukan fase mana yang menggunakan prosesor dengan jangka waktu terntentu untuk mendukung proses multiprogramming.

D. Apa yang dapat dilakukan sistem operasi
1. Bergantung pada sudut pandang masing-masing Karena sistem operasi memiliki banyak fungsi, jadi hal yang dapat dilakukan oleh sistem operasi itu bergantung pada user atau penggunanya, akan dijadikan seperti apa dan akan difungsikan untuk apa sistem operasi ini.
2. Pengguna mengingkan performa dari komputer yang bagus, untuk itu pengguna butuh kenyamanan, kemudahan penggunaan, dan kinerja yang baik. Untuk itu sistem operasi akan melakukan beberapa hal yang nantinya akan memberikan kenyamanan kepada user atau pengguna tersebut.
3. Menjaga pengguna agar tetap bahagia. Pada penggunaan mainframe maupun minicomputer tentunya pengguna akan tetap mengingikan performa yang bagus. Sistem operasi akan melakukan tindakan agar pengguna selalu merasa bahagia.
4. Pengguna sistem khusus seperti workstation memiliki sumber daya khusus tetapi biasanya pengguna menggunakan sumber daya bersMa dari server. Hal ini akan menurunkan performa dan untuk mengatasi hal tersebut sistem operasi akan membatasi dan mengutamakan sumber daya pada sistem khusus tersebut.
5. Pada umumnya komputer genggam mempunyai sumber daya yang cukup buruk, hal ini akan dioptimalkan penggunaannya dan disesuaikan dengan masa pakai baterai.
6. Beberapa komputer memiliki sedikit atau bahkan tidak ada interface seperti embedded computer di perangkat.

E. Komponen sistem komputer
Sistem komputer memiliki empat komponen utama, yaitu :
1. Perangkat Keras Komputer Perangkat keras komputer merupakan sebuah perangkat yang dapat dilihat wujud dan dapat berinteraksi secara langsung dengan penggunanya.
2. Sistem Operasi
Sistem operasi merupakan penghubung antara perangkat keras komputer dengan sistem dan program aplikasi. Dalam mesin komputer tidak semua bahasa dapat dimengerti, sedangkan oengguna sering memasukkan input yang random. Untuk itu komputer membutuhkan penerjemah yang menerjemahkan bahasa input user ke dalam bahasa yang dapat dimengerti oleh sistem atau mesin komputer dalam waktu sepersekian detik sehingga dapat memunculkan hasil yang sesuai dengan keinginan pengguna. Suatu sistem dapat dikatakan sistem yang baik apabila dapat melakukan apa yang user inginkan dengan secepat mungkin dan hasil yang seakurat mungkin. Misal dalam kegiatan penghitungan, sistem yang akan bekerja adalah ALU (Arithmetic Logical Unit) yang merupakan sistem yang dapat mengoperasikan penghitungan baik arimatika maupun logika.
3. Sistem dan program aplikasi
Komponen ini juga dapat dilihat langsung oleh penggunanya, sistem dan program  aplikasi ini dapat berupa compiler, assembler, text editor, database sistem, dan masih banyak lagi
4. Pengguna
Pengguna ini merupakan komponen yang memegang kendali penuh atas berjalannya sistem komputer. Akan seperti apa proses dan tindakan yang akan dilakukan itu bergantung pada perintah atau masukan dari pengguna ini. Misal pengguna ingin melakukan operasi penjumlahan, perkalian, operasi and, or, nand, melakukan compiler program, mengedit teks, dan masih banyak lagi.