segmentasi

Sistem paging

Solusi memori maya, yaitu :

1.        Konsep overlay

Program dipecah menjadi bagian-bagian yang dapat dimuat memori,disebut overlay.

2.        Konsep memori maya

Memory maya adalah kemampuan mengalamati memori melebihi memori utama yang tersedia.konsep memori maya pertama kali dikemukakan Fotheringham pada 1961 untuk sistem komputer atlas di Universitas Manchester,Inggris.

Memori maya dapa dilakukan dengan tiga cara,yaitu:

A.    Paging

B.     Segmentasi

C.     kombinasi paging dan segmentasi.

Deskripsi sistem paging

Beberapa istilah pada sistem paging adalah:  
1. Alamat maya

   Alamat maya adalah alamat yang dihasilkan dengan perhitungan menggunakan index register,base register,segmen register dan sebagainya.Ruang alamat yanag dibentuk alamat  maya disebut ruang alamat maya,V.Jumlah alamat pada V disimbolkan dengan |V|.

2. Alamat nyata

Alamat nyata adalah alamat yang tersedia dimemori utama fisik.Ruang alamat yang  dibentuk alamat nyata disebut ruang alamat ,R.Jumlah alamat pada R disimbolkan dengan |R|.

• Page

          Page adalah unit terkecil virtual address space.

• Page frame

          Page frame adalah unit terkecil memori fisik.

• Page fault

         Page fault adalah exception untuk permintaan alokasi ‘page’ ke memori.

• MMU (Memory Management  Unit)

            Chip  atau kumpulan chip yang memetakan alamat maya ke alamat fisik.
                 Pada komputer tanpa memori maya,alamat langsung diletakkan ke bus dan menyebabkan word           memori fisik alamat itu dibaca atau ditulis

·         Pada komputer dengan memori maya,alamat tidak diletakkan ke bus secara langsung,tapi lewat MMU yang kemidian memetakan alamat maya ke alamat memori fisik.

Pemetaan alamat

MMU mempunyai fungsi sebagai berikut:

• v  Pemetaan memori maya ke memori fisik

•  Bila alamat memori yang diminta tidak tersedia di memori fisik ,MMU menerbitkan exception page fault yang melewatkan ke sistem operasi  untuk menanganinya.

Skema pemetaan

Pemetaan dapat dirumuskan secara formal sebagai berikut:

 Misalkan

 Ruang alamat maya adalah V={0,1,...,v-1}

Ruang alamat fisik adalah M={0,1,...,m-1}

Umumnya ruang alamat maya lebih besar dibanding alamt fisik (v>m).

MMU melakukan mekanisme translasi alamat mengasosiasikan alamat maya ke alamat fisik.MMU merelasikan fungsi f:      M,yaitu:

F(x)=

Implementasi pemetaan (bagian internal MMU)

Komponen terpenting MMU adalah:

1)      Register alamat maya

2)      Tabel page

3)      Register alamat fisik

Penggantian page

Algoritma penggantian page antara lain:

1)      Algoritma penggantian page acak

Mekanisme algoritma

Setiap terjadi page fault,page yang diganti dipilih secara acak.

Teknik ini sangat buruk,percobaan menunjukkan rate page fault sanggat tinggi.

2)      Algoritma penggantian page optimal

Mekanisme algoritma

Dasat algoritma ini adalah memilih page yang berpeluang dipakai kembali dimasa datang paling kecil.

Algoritma penggantian page optimal penting untuk kajian teoritis ,sebagai pembanding bagi algoritma-algoritma pengganti page yang lain.

3)      Algoritma penggantian page NRU(not recently used)

Mekanisme algoritma

Pada algoritma ini,page diberi dua bit mencatat status page ,bit R dan M,yaitu:

Bit R    :reference (menyatakan page sedang diacu)

              Bit R=1 berarti sedang diacu

              Bit R=0 berarti tidak sedang diacu

Bit M   :modified(menyatakan page telah dimodifikasi)

             Bit M=1 berarti dimodifikasi

             Bit M=0 berarti tidak dimodifikasi

Dengan 2 bit,maka page-page dikeompokan menjadi 4 kelas page,yaitu:

 Kelas 0:tidak sedang diacu,belum dimodifikasi(R=0,M=0)

 Kelas 1:tidak sedang diacu,telah dimodifikasi(R=0,M=1)

 Kelas 2:sedang diacu,belum dimodifikasi(R=1,M=0)

 Kelas 3:sedang diacu,telah dimodifikasi(R=1,M=1)

4)      Algoritma penggantian page FIFO(fist-in,first-out)

Mekanisme algoritma

Algoritma ini memerlukan pengelola senarai page di memori.elemen terdapat senarai adalah page tertua dan ujung belakang adalah page paling mutakhir dtang

·         Bila terjadi page fault,page elemen terdepan(page tertua)diganti dan page baru ditambahkn diujung belakang senarai.

                 Algoritma FIFO murni jarang digunakan ,tetapi dikombinasi(dimodifikasi)

5)      Modifikasi terhadap FIFO

Kelemahan FIFO adalah algoritma dapat memilih memindahkan page yang sering digunakan yang lama berada dimemori.

Variasi dari FIFO antara lain:

·         Algoritma penggantian page kesempatan kedua

Mekanisme algoritma

Ø  Saat terjadi page fault,algoritma memilih page elemen terdepan diganti bila bit bernilai 0

Ø  Bila bit R bernilai 1,maka bit page terdepan senarai direset menjadi 0 dan diletakakan ujung belakang senarai.

·         Algoritma penggantian page clock

Algoritma penggantian page clock merupakan perbaikan algorima pertama.

Mekanisme algoritma:

Ø  Pada algoritma ini ,semua page merupakan senarai melingkar membentuk pola terdapat penunjuk ke page tertua

read more

6)      Algoritma penggantian page LRU(least recently used)

Mekanisme algoritma

Algoritma LRU adalah ketika terjadi page fault maka memindahkan page yang tak digunakan paling lama.

10.3.2 Pemodelan algoritma paging

1.      Anomali pada FIFO

2.      Mesin abstrak eksekusi program

Masalah-masalah utama pada sistem paging

a)    Working set model

b)    Kebijakan penggantian lokal vs global

c)    Frekuensi page fault

d)   Ukuran page

Masalah-masalah implemenatasi sistem paging

a)    Backup instruksi

b)   Buffer I/O

c)    Pemakaian page bersama

d)   Bacing store

e)    Paging daemon

f)    Penangan page fault