Tujuan Pembelajaran. Memahami pengalamatan dengan menggunakan paging

Transkripsi

1

2 Tujuan Pembelajaran Memahami pengalamatan dengan menggunakan paging

3 Paging Paging mekanisme yang memungkinkan proses user ditempatkan pada memori secara tidak berurutan. Paging diimplementasikan dengan membagi : - Memori fisik menjadi blok-blok dengan besaran tetap Frame - Memori logika menjadi blok-blok dengan besaran yang sama Page Karakteristik Paging : - 1 proses = n blok - Ukuran frame & page tetap

4 Ilustrasi Penempatan Proses

5 Ilustrasi Penempatan Proses Page table untuk setiap proses

6 Skema Penerjemahan Alamat Alamat yang dihasilkan CPU dibagi menjadi dua - Page number (p) digunakan sebagai indeks dalam page table yang berisikan alamat awal (base address) frame memori fisik. - Page offset (d) dikombinasikan dengan alamat awal memori (base address) untuk mendapatkan alamat physical memory. page number p page offset d m - n - Ukuran ruang alamat logika adalah 2 m dan ukuran page adalah 2 n n

7 Latihan Diketahui : ukuran page = 1024byte = 2 10 alamat memory = 1502 = ruang alamat memory = 16 bit Tentukan nomor page dan nomor offset!

8 Latihan Diketahui ukuran fisik memory=1024mb, ukuran frame 4096 byte. Berapa jumlah page table, jika besar proses user byte? A. 249 B. 251 C. 250 D. 6 E. 7

9 Paging

10 Paging dengan ukuran page 4 byte frame 0 frame 1 frame 2

11 Paging Ukuran page dan frame didefinisikan oleh hardware. Ukuran page umumnya 2 i dengan variasi besar tiap page antara 512 byte hingga 16MB, tergantung dari arsitektur mesin.

12 Contoh Paging Alamat logika 0 = page 0, offset 0 Alamat fisik = 20 (=((5x4)+0) Alamat logika 3 = page 0, offset 3 Alamat fisik = 23 (=((5x4)+3) Alamat logika 4 = page 1, offset 0 Alamat fisik = 24 (=((6x4)+0) Alamat logika 13 = page 3, offset 1 Alamat fisik = 20 (=((2x4)+1) Ukuran memori fisik 32 byte dan ukuran page 4 byte

13 Paging Kelemahan paging Fragmentasi Internal - Proses A = bytes - Page size= Page yang dibutuhkan : (Process A / Page size)=(72766/2048)=35, 53 (2048*35)=71680 ; = 1086 Proses A butuh 35 page byte n pages + 1 byte n + 1 Frame Prosess A butuh 36 Page

14 Paging Satu page proses membutuhkan satu frame n page proses membutuhkan n frame Sistem operasi mempunyai frame table untuk menyimpan informasi frame memori Satu entri frame table menyimpan informasi satu entri frame fisik. Informasi yang disimpan : - Frame fisik tersebut kosong atau terisi - Jika frame terisi, page/proses mana yang menempati frame tersebut

15 Alokasi Page Keterangan : Sebuah proses mempunyai 4 page. 4 page membutuhkan 4 frame Sebelum alokasi Setelah alokasi

16 Dukungan Hardware Page table dapat disimpan dalam register atau memori. Jika terlalu besar, page table disimpan di memori. Page-table base register (PTBR) merujuk ke page table yang ada dimemory PTLR (Page-Table Length Register) register yang menyimpan panjang page table. PTLR dibandingkan dengan alamat logika suatu proses untuk keperluan validasi alamat. Berapa kali akses memori untuk setiap alamat? - Akses memori membutuhkan dua kali akses memori, yaitu akses ke page table dan akses ke frame di memori

17 PTBR dan PTLR

18 Page Table dengan TLB Agar dapat sekali akses, gunakan cache hadware (associative memory) Translation Look-aside Buffers (TLBs) Page # Frame # pemetaan alamat logika (p, d) Jika p berada dalam associative register, ambil frame # Jika tidak maka ambil frame # dari page table dalam memory

19 Page Table dengan TLB Umumnya jumlah entry dalam TLB berkisar antara 64 hingga 1,024 byte Pergantian nilai pada entry TLB dapat menggunakan LRU maupun random Beberapa TLB menyimpan address-space identifiers (ASIDs) pada setiap entry. ASIDs digunakan untuk memberikan proteksi terhadap ruang alamat proses. - ASIDs setiap proses berbeda - Tanpa ASIDs, setiap kali proses yang berbeda akan dieksekusi, entri pada TLB harus dihapus agar tidak terjadi kesalahan translasi alamat.

20 TLB hit dan TLB Miss TLB Hit page number pada entri TLB ditemukan TLB Miss - Page number pada TLB tidak ditemukan - ASIDs milik proses tidak sesuai dengan ASIDs pada entri TLB

21 Page Table dengan TLB

22 Effective Access Time Hit ratio persentase sebuah nomor page ditemukan dalam TLB Effective Access Time (EAT) TLB EAT=(AT+AM) α + (AT+AM+AP)(1-α) AT=Akses ketlb; AM=Akses Ke Memori Fisik; AP=akses ke Page Table; α=hit ratio Misalnya: - Akses ke TLB membutuhkan waktu 20 ns - Akses ke page table = 100 ns - Akses ke memory = 100 ns - Hit ratio = α = 80% - EAT= (20+100) α +( )(1-α) - EAT= (120*0.8)+(220*0.2)=140ns

23 Page Table Entry Satu entri page table terdiri dari beberapa bit untuk: - Page Frame Number - Present/Absent bit (V) : Bit = 0 invalid, page tidak ada di memory (page fault) Bit = 1 valid, page berada di memory - Protection bit (Prot) Bit = 0 Read/Write Page Bit = 1 Read Only Page - Modified bit (M) Bit= 0 page tidak dimodifikasi Bit= 1 page sudah dimodifikasi - Referenced bit (R) Bit= 0 page tidak digunakan Bit= 1 page sedang digunakan (direferensi)

24 Bit Valid (v) or Invalid (i) Valid page 0,1,2,3,4,5 Invalid page 6,7 Program menempati alamat (fragmentasi internal) Akses valid

25 Page yang digunakan bersama (Shared Pages) Shared code - Kode (read-only) digunakan bersama oleh lebih dari satu proses. Contohnya: aplikasi editor teks, compiler, windows system Eksekusi dengan private code - 1 user 150 kb (program) + 50 kb (data) 200kb memory - 20 user 200kb x 20 =4000Kb Eksekusi dengan shared code - 1 user 150 kb (program) + 50 kb (data) 200kb memory 20 user 150kb + (50kb x 20) = 1150Kb

26 Shared Pages Ketentuan shared code: - Kode harus berada di lokasi yang sama pada ruang alamat fisik - kode harus read only (reentrant code)

27 Shared Pages

28 Latihan Sistem memori utama (fisik) mempunyai kapasitas 256 MB (2 28 ). Ukuran pagenya 64 byte - Berapa jumlah framenya? - Jika program A butuh 645 byte, berapa page yang dibutuhkan - Berdasarkan tabel dibawah ini, berapa alamat fisik dari alamat logika : 30, 234, 377