Sistem Paging

Sistem Paging

a.       Pengertian

Sistem paging adalah suatu sistem manajemen pada sistem operasi yang mengatur program yang sedang berjalan.  Metode dasar dari paging adalah dengan memecah memori fisik menjadi blok-blok yang berukuran tertentu yang disebut dengan frame dan memecah memori logika menjadi bok-blok yang berukuran sama dengan frame yang disebut page. Untuk mengatasi apabila suatu program lebih besar dibandingkan dengan memori utama adalah dengan konsep overlay dan konsep memori maya(virtual memori),

SEGMENTASI DAN KOMBINASI PAGING SEGMENTASI

Deskripsi Segmentasi

Tiap segmen memori berisi barisan linear alamat 0 sampai maksimum. Panjang tiap segmen dapat berbeda sampai panjang segmen maksimum. Panjang segmen dapat berubah selama eksekusi. Dalam segmentasi memungkinkan pemrogram memandang memori berisi banyak ruang alamat atau segmen.

Spesifikasi alamat pada memori bersegmen ada dua dimensi. Alamat terdiri dari 2 bagian :

1.        Nomor segmen

2.        Alamat pada segmen itu (offset)

Segmen dapat berisi :

·           Prosedur

·           Array

·           Stack

·           Atau kumpulan variable skalar

Teknik segmentasi mempunyai keunggulan dibanding ruang alamat tak bersegmen, yaitu :

1.        Menyederhanakan penanganan struktur data yang berkembang

2.        Kompilasi ulang independen tanpa mentautkan kembali (Relink) seluruh program

3.        Memudahkan pemkaian memori bersama diantara proses-proses

4.        Memudahkan untuk proteksi

Berikut skema sistem kombinasi paging dan segementasi :

Contoh sistem dengan memori maya :

1.             Memori maya dengan segmentasi murni

Perangkat memberikan pengauan memori suatu segmen tertentu. Pilihan segmen dapat dibuat dengan sembarang kombinasi berikut :

·                     Intruksi

·                     Target dari suatu alamat(program atau data)

·                     Status saat itu (proses, sistem, atau interupsi )

Keunggulan :

Segmen-segmen berkorespondensi dengan unit-unit program, sehingga segmen-segmen ideal untuk proteksi dan pemakaian bersama. Biasanya program hanya menggunakan beberapa segmen sehingga hanya ruang kecil yang diperlukan. Informasi deskriptor dapat disimpan di register di MMU.

Kelemahan:

Segmen-segmen berukuran bervariasi menyebabkan fragmentasi eksternal dan sulit menyeleseikan pertumbuhan dinamis. Segmen-segmen tidak memetakan blok-blok disk untuk memori maya secara alami.

Contoh sistem : Intel 80386

2.             One level paging

Nomor page maya digunakan sebagai indeks ke table pagr (pagr table) yang biasanya berlokasi dimemori utama. Isian table page berisi nomor page fisik dan bit-bit proteksi. Offset pada page fisik sama dengan offset pada page maya. Dalam beberapa kasus, register panjang (length)digunakan untuk menetapkan akhir table page untuk menghindari ruang yang disiakan untuk isian-isian tak berguna.

Keunggulan

Semua bentuk paging mengeliminasi fragmentasi eksternal dan menyederhanakan alokasi dan pertumbuhan dinamis.

Kelemahan

Sejumlah besar ruang memori utama yang dicadangkan untuk table page sehingga menyediakan ruang alamat mya besar dengan page-page berukuran tertentu.

Contoh sistem : Dec PDP-11, DEC VAX, Data general eclipse, Motorola MC68030

3.             Two level paging

Keunggulan

Mekanisme ini mengkombinasikan keunggulan segmentasi dan paging. Pemakaian bersama dapat dilakukan di level segmen, mereduksi kebutuhan isian – isian table page yang redundan. Table-table page tidak perlu berada dimemori utama dan tidak perlu kontigu dimemori utama. Hal ini memungkinkan alokasi dan pertumbuhan table page yang sederhana dan memungkinkan menggunkan ruang alamat maya relatif besar.

Kelemahan

Ruang alamat maya sangat besar (misalnya 4 gygabyte) memerlukan jumlah ruang besar table segmen yang harus disimpan di memori utama danharus kontigu. Contoh Sistem : DEC VAX, IBM S/370

4.             Three-Level Paging

Translasi nomor page maya ke nomor page fisik memerlukan tiga tahap. Tiap field indeks ditambahkan alamat dasar table yang berkorespondensi untuk menemukan isian table berikutnya. Kemudian isian table menyediakan bit-bit proteksi dan alamat dasar table berikutnya.

Keunggulan

Mekanisme table page banyak tingkat untuk inplementasi memori maya dengan ruang alamat sangat besar. Table page banyak tingkat memerlukan table-table page besar. Implementasi ruang memori maya sangat besar dengan table tidak terlalu banyak.

Kelemahan

Alokasi dan pertumbuhan dinamis table segmen menjadi sulit.

Contoh sistem : SUN SPARC, menggunakan table page tiga tingkat.

5.             Four – Level Paging

Translasi nomor page maya ke nomor page fisik memerlukan empat tahap. Tiap field indeks ditambahkan alamat dasar table yang berkorespondensi untuk menemukan isian table berikutnya. Kemudian isian table menyediakan bit-bit proteksi dan alamat dasar table berikutnya.

Keunggulan

Mekanisme ini berguna untuk program yang menggunakan ruang alamat memori yang sangat besar. Program-program LISP besar yang secara kontinyu mengalokasikan dan melepaskan daerah memori adalah tipe aplikasi yang cocok dengan mekanisme ini. Kelemahan

Kondisi terburuk yang memungkin adalah kondisi untuk translasi memerlukan sebanyak empat pengacuan memori, masing-masing menghasilkan page fault. Karena kebanyakan page hanya memiliki beberapa isian, table-table akan mempunyai fragmentasi internal sangat besar.

Contoh sistem : Motorola MC68030

Studi kasus tentang fasilitas memori di intel x86

Fasilitas manajemen memori di intel x486

Pemrosesan i486 membantu sistem operasi mengelola memori. Saat bebrpa program berjalan pada waktu yang sama, pemrosesan membri ruang alamat independen untuk masing-masing program. Dukungan manajemen memori intel x486 sangat fleksble mencakup lima ragam teknik memori.

Manajemen memori di i486 terdiri dari :

·                Segmentasi

Memberikan masing-masing program suatu ruang alamat terproteksi

·                Paging

Mendukung lingkungan dimana ruang alamat besar disimulasikan menggunakan sejumlah RAM dan penyimpanan sekunder.

Studi kasus tentang manajemen memori di MS-DOS dan Linux

MS DOS

Ruang alamat proses terbagi menjadi emapt segmen dengan ukuran dan properti kerumitan ini disebabkan arsitektur mesin intel 8086/88. Intel 8086/88 mempunyai emapt segmen memori yaitu :

·                CS(Code segment) untuk mencatat kode program

·                DS(Data Segment) untuk mencatat data

·                SS(Stack Segment) untuk mencatat stack

·                ES(Extra Segment) untuk tambahan