Sistem Manajemen Memory

Memori adalah array besar dari word atau byte, atau disebut alamat. Fungsi memori adalah sebagai tempat penyimpanan data atau informasi. Manajemen memori adalah suatu kegiatan untuk mengelola memori komputer yang menyediakan cara mengalokasikan memori, membebaskannya untuk digunakan kembali ketika tidak lagi diperlukan serta menjaga alokasi ruang memori bagi suatu proses.

A. Fungsi Manajemen Memory

Pengelolaan memori utama sangat penting untuk sistem komputer, penting untuk memproses dan fasilitas masukan/keluaran secara efisien, sehingga memori dapat menampung sebanyak mungkin proses dan sebagai upaya agar pemogram atau proses tidak dibatasi kapasitas memori fisik di sistem komputer. Fungsi manajemen memori mempunyai peranan sangat penting dalam sistem komputer. Fungsi menejemen memori tersebut adalah :

1. Meningkatkan kinerja atau Utilitas CPU.
2. Meningkatkan kecepatan akses CPU terhadap data dan instruksi Data dan instruksi dapat diakses dengan cepat oleh CPU.
3. Meningkatkan efisensi pemakaian memori yang terbatas.
4. Meningkatkan efisiensi transfer atau perpindahan data dari atau ke memori utama dan dari atau ke CPU.
5. Mengelola informasi yang dipakai dan tidak dipakai.
6. Mengalokasikan memori ke proses yang memerlukan.
7. Mendealokasikan memori dari proses telah selesai.
8. Mengelola swapping atau paging antara memori utama dan disk.

B. Jenis-Jenis Memori

Pada prinsipnya memori dalam sistem komputer dibedakan menjadi dua yaitu memori kerja dan memori dukung atau backing store. Memori Kerja mempunyai tugas utaman untuk menampung pekerjaan pada saat sebelum dan sesudah pekerjaan itu dilaksanakan oleh prosesor dan menampung berbagai hal yang diperlukan prosesor, contohnya system operasi, system bahasa, catatan. Beberapa Contoh memori kerja untuk memori tetap adalah: :

1. ROM (Read Only Memory), adalah memori yang hanya dapat baca saja.
2. PROM (Programmable ROM), adalah memori yang dapat diprogram tetapi tidak dapat dihapus lagi
3. EPROM (Electrically PROM), adalah memori yang dapat diisi melalui listrik, dan dapat dihapus.
4. EEPROM (Erasable EPROM), adalah memori yang dapat diisi dan dihapus dengan listrik, maka ciri utamanya adalah isi tetap ada / tidak mudah dihapus meskipun daya listrik computer terputus.
5. Registe mikroproseso. Memori yang memiliki ukurannya paling kecil tapi memiliki waktu akses paling cepat, umumnya hanya 1 siklus CPU saja.

Sementara itu Contoh memori kerja untuk memori bebas adalah :

1. RAM (Random Access Memory): memori yang dapat diisi dan dapat dibaca. Ciri utamanya adalah mengenal asas pemuktahiran yaitu dapat diisi dengan informasi terbaru dan isi akan hilang jika catu daya padam.
2. Cache memory. Memori berkapasitas kecil tetapi berkecepatan tinggi, yang dipasang diantara prosesor dan memori utama. Instruksi dan data yang sering diakses oleh prosesor ditempatkan dalam chace sehingga dapat lebih cepat diakses oleh prosesor. Cach memory disusun berdasarkan kedekatannya dengan prosesor (level- 1, level-2, level-3, dan seterusnya). Level cache memori tersebut dibedakan berdasarkan kapasitasnya

C. Istilah-istilah Dalam Manajemen Memori

1. Memori manajer adalah bagian dari sistem operasi yang mempunyai pengaruh dalam menentukan proses mana yang diletakkan pada antrian dan mengatur hirarki memori. 
2. Swapping merupakan pemindahan proses dari memori utama ke disk dan kembali lagi. Sebuah proses harus berada di memori untuk dieksekusi. Proses juga dapat ditukar (swap) sementara keluar memori ke backing store dan kemudian dibawa kembali ke memori untuk melanjutkan eksekusi. 
3. Fragmentasi Eksternal terjadi pada situasi dimana terdapat cukup ruang memori total untuk memenuhi permintaan, tetapi tidak dapat langsung dialokasikan karena tidak berurutan. Fragmentasi eksternal dilakukan pada algoritma alokasi dinamis, terutama strategi first-fit dan best-fit. 
4. Paging merupakan kemungkinan solusi untuk permasalahan fragmentasi eksternal dimana ruang alamat logika tidak berurutan;; mengijinkan sebuah proses dialokasikan pada memori fisik yang terakhir tersedia.
5. Multilevel paging digunakan pada sistem yang mempunyai ruang alamat logika yang sangat besar yaitu antara 232 s/d 264. 
6. Segmentasi adalah skema manajemen memori yang memungkinkan user untuk melihat memori tersebut. Ruang alamat logika adalah kumpulan segmen. Setiap segmen mempunyai nama dan panjang. 

D. Ruang Alamat Logika Dan Ruang Alamat Fisik

Alamat yang dihasilkan oleh CPU berupa alamat logika (logical address), sedangkan yang masuk ke dalam memori adalah alamat fisik (physical address). Pada compile time dan load time, alamat fisik dan logika identik. Sebaliknya, perbedaan alamat fisik dan logika terjadi pada execution time.

Kumpulan semua alamat logika yang dihasilkan oleh program adalah ruang alamat logika/ruang alamat virtual. Kumpulan semua alamat fisik yang berkorespondensi dengan alamat logika disebut ruang alamat fisik.

Pada saat program berada di CPU, program tersebut memiliki alamat logika, kemudian oleh MMU dipetakan menjadi alamat fisik yang akan disimpan di dalam memori. Memory Manajement Unit (MMU) adalah perangkat keras yang memetakan alamat virtual ke alamat fisik. 

Ilustrasinya sebagai berikut, nilai pada register ini akan ditambah dengan setiap alamat yang dibuat oleh user process yang kemudian dikirim ke memori. Contohnya register relokasi berada di 14000, alamat logika di 346, maka langsung dipetakan menjadi alamat fisik di 14346.

E. Virtual Memori
Memori virtual adalah teknik manajemen memory yang dikembangkan untuk kernel multi-tugas. Teknik ini divirtualisasikan dalam berbagai bentuk arsitektur komputer dari komputer penyimpanan data (seperti memori akses acak dan cakram penyimpanan), yang memungkinkan sebuah progra m harus dirancang seolah-olah hanya ada satu jenis memori dan bertindak secara langsung (RAM).

Sebagian besar sistem operasi modern yang mendukung memori virtual menjalankan setiap proses di ruang alamat khusus. Setiap program memiliki akses tunggal ke memori virtual. Namun, beberapa sistem operasi yang lebih tua (seperti OS/VS dan OS/VS2 SV) dan bahkan yang modern yang (seperti IBM) memiliki ruang alamat tunggal yang terdiri dari memori virtual untuk menjalankan semua proses.

Melalui virtual memory sistem operasi menyimpan bagian-bagian proses yang sedang digunakan di memori utama (RAM) dan sisanya di disk (memory virtual) Virtual memory dapat diimplementasikan dengan tiga cara, yaitu: Paging Segmentasi Kombinasi paging dan segmentasi.

1. Paging
Sistem paging mengimplementasikan ruang alamat besar pada memori kecil menggunakan index register, base register, segment register, dll. Istilah pada sistem paging:

• Alamat virtual = V adalah alamat yang dihasilkan dengan perhitungan menggunakan index register, base register, segment reg dsb.
• Alamat nyata (real address = R) adalah alamat yang tesedia di memori utama fisik.
• Page adalah unit terkecil virtual address space.
• Page frame adalah Unit terkecil memori fisik.
• Page fault adalah Permintaan alokasi page ke memori yang belum dipetakan.
• MMU (Memory Management Unit) adalah Chip atau kumpulan chip yang memetakan alamat maya ke alamat fisik.

2. Tabel Page
Dalam Segmentasi Alamat virtual dibagi menjadi dua bagian: Nomer Page (bit-bit awal) Offset (bit-bit akhir) Secara matematis: tabel page merupakan fungsi dengan nomer page sebagai argumen dan nomer frame sebagai hasil.

Dalam Kombinasi paging dan segmentasi komputer dilengkapi dengan komponen hardware kecil untuk pemetaan alamat virtual ke alamat fisik tanpa menelusuri seluruh tabel page. Komponen ini disebut memori asosiatif atau translation lookaside buffer, yang biasanya berada di dalam MMU, dan berisi beberapa entri.

F. Melihat Kapasitas Media Penyimpanan (memori)
Komputer pada prinsipnya memiliki beberapa media penyimpanan yaitu 1). Random Access Memory (RAM) 2) Virtual Memory 3) cache memori. 4) hardisk. Langkah-langkah yang dilakukan untuk melihat kapasitas memori yang dipakai atau terpasang dalam komputer adalah sebagai berikut:

Untuk melihat kapasitas RAM yang terpasang adalah : Klik tombol [Start], kemudian klik kanan pada [Computer], kemudian pilih [Properties], atau dengan menekan Tekan tombol logo windows dan tombol Pause pada key bord secara bersama-sama.

Untuk melihat kapasitas RAM yang terpasang dan page file yang tersedia dan yang digunakan adalah : klik tombol start kemudian pada text box search program and file kitik dxdiag, kemudian pada group program klik menu dxdiag.exe

Untuk melihat kapasitas memory hardisk beserta partisinya, removable disk, CD rom adalah : Klik tombol [Start], kemudian klik kanan pada [Computer], pilih [Manage], pada kolom sebelah kiri pilih [Storage] → [Disk Management]

G. Merubah Ukuran Virtual Memory.

Jika jumlah memory RAM tidak mencukupi maka akan muncul peringatan low virtual memory. Penyelesaian yang dapat diambil karena tidak mencukupinya memori untuk mengakses sebuah aplikasi antara lain adalah 1) Menambah kapasitas RAM secara fisik dan 2) Menambah ukuran virtual memory. Secara Default, ukuran minimal virtual memory diset sesuai dengan jumlah RAM dan maksimal virtual memory diset 3 kali jumlah RAM. Langkah-langkah untuk meningkatkan virtual memory adalah sebagai berikut :

1. Klik tombol [Start], kemudian klik kanan pada [Computer], kemudian pilih [Properties], Atau dengan menekan Tekan tombol logo windows dan tombol Pause pada key bord secara bersama-sama.
2. Maka jendela System propertis akan ditampilkan
3. Kemudian catat data jumlah memori RAM yang dimiliki komputer.
4. Klik advanced system setting
5. Pilih tab advanced kemudian pada group performance klik setting
6. Dari panel performance option pilih tab advanced kemudian pada goup virtual memori klik change
7. Dari panel performance option pilih tab advanced kemudian pada goup virtual memori klik change
8. Hilangkan contreng pada automaticaly manage paging.
9. Dibawah Drive [Volume Label] pilih drive yang akan diletakkan virtual memory / page file.
10. Pilih Custom size, dan masukkan jumlah Initial size, maximum size Minimum: 1,5 x Jumlah RAM dan Maksimum: 3 x Jumlah RAM
11. Jika menambah ukuran virtual memory tidak dibutuhkan system restart, tetapi jika mengurangi, maka dibutuhkan system restart.
12. Disarankan untuk tidak menghapus atau mematikan virtual memory dan page file .

Memori adalah array besar dari word atau byte, atau disebut alamat. Memori dibedakan menjadi dua jenis yaitu memori kerja dan memori dukung atau backing store. Memori kerja meliputi: Register, ROM, PROM, EPROM,EEPROM, RAM, cache memori. sedangkan memori dukung meliputi: hard disk, flopy disk, tape disk, flopy disk.