SISTEM OPERASI Makalah Tentang Virtual Memory

Transkripsi

1 SISTEM OPERASI Makalah Tentang Virtual Memory Anggota : 1. Muhammad Nur Alamsyah Reza Febriano Ramadhan Rizky Andhika Putra Sity UNIVERSITAS GUNADARMA 2015 KATA PENGANTAR Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

2 Puji syukur atas kehadirat Allah SWT atas berkat rahmat dan hidayahnya-lah sehingga kami dapat menyelesaikan tugas ini dengan baik. Tak lupa pula kami ucapkan salam dan shalawat kepada Nabi Muhammad SAW, karena beliaulah yang telah menghantarkan kita dari zaman jahiliyah menuju zaman yang penuh berkah. Adapun judul makalah yang akan dibahas adalah Virtual Memory, dan kami sangat berharap semoga dengan adanya makalah ini kami dapat memberikan sedikit gambaran dan memperluas wawasan ilmu yang kami miliki. Dalam kesempatan ini kami menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu hingga terselesainya makalah ini, baik secara langsung maupun tidak langsung. Akhirnya kritik dan saran yang bersifat membangun kami harapkan dari semua pihak demi sempurnanya makalah ini. Semoga makalah ini bermanfaat bagi semua pihak yang berkepentingan. Makalah Virtual Memory Page 2

3 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang B. Rumusan Masalah... 4 C. Tujuan... 4 BAB II PEMBAHASAN Virtual Memory Langkah-Langkah Memperbesar Virtual Memory Keuntungan Virtual Memory Konsep Virtual Memory pada Windows Konsep Virtual Memory Cara Kerja BAB III PENUTUP... A. Kesimpulan.. 12 B. Saran DAFTAR PUSTAKA Makalah Virtual Memory Page 3

4 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Sebagian besar algoritma manajemen memori memerlukan satu kebutuhan dasar yaitu instruksi yang akan dieksekusi harus berada di memori fisik. Pada beberapa kasus, keseluruhan program tidak diperlukan. Misalnya: Program mempunyai node untuk menangani kondisi error yang tidak biasa. Karena error-error ini jarang terjadi, kode ini hampir tidak pernah dieksekusi. Array, list dan tabel dialokasikan lebih dari kapasitas memori yang diperlukan. Pilihan dan gambaran program jarang digunakan. Pada kasus dimana keseluruhan program dibutuhkan, mungkin tidak semua diperlukan pada saat yang sama. Kemampuan mengeksekusi program hanya pada beberapa bagian dari memori mempunyai beberrapa keuntungan yaitu : Program tidak terbatas jumlah memori fisik yang tersedia sehingga user dapat menulis program untuk ruang alamat virtual yang sangat besar yang berarti menyederhanakan programming task. Karena setiap program user dapat menggunakan memero fisik yang lebih kecil, pada waktu yang sama dapat menjalankan lebih banyak program. I/O yang lebih sedikit diperlukan untuk load atau swap program user ke memori, sehingga setiap program user dapat berjalan lebih cepat. Makalah Virtual Memory Page 4

5 Memori virtual merupakan teknik yang memisahkan memori logika user dari memori fisik. Menyediakan memori virtual yang sangat besar diperuntukkan untuk programmer bila tersedua memori fisik yang lebih kecil. Programmer tidak perlu khawatir jumlah memori fisik yang tersedia, sehingga dapat berkonsentrasi pada permasalahan pemograman. B. Rumusan Masalah 1. Apa yang dimaksud dengan Virtual Memory? 2. Bagaimana konsep Virtual Memory? 3. Bagaimana cara kerja Virtual Memory? C. Tujuan 1. Memahami latar belakang memori virtual 2. Memahami konsep memori virtual 3. Memahami cara kerja memori virtual 4. Sebagai tugas presentasi mata kuliah Sistem Operasi BAB II PEMBAHASAN A. Virtual Memory Memori virtual (dalam bahasa Inggris: virtual memory) adalah sebuah mekanisme yang digunakan oleh aplikasi untuk menggunakan sebagian dari hierarki memori seolah-olah ia menggunakannya sebagai RAM wujud yang terpasang di dalam sebuah sistem. Mekanisme ini beroperasi dengan cara memindahkan beberapa kode yang tidak dibutuhkan ke sebuah berkas di dalam kandar keras (hard drive) yang disebut dengan berkas tukar, berkas halaman atau tukar petak. Virtual Memory adalah bagian dari suatu hard drive yang diidentifikasi sebagai RAM melalui sistem operasi atau software lain. Karena memory hard drive lebih murah dari pada RAM tambahan, maka virtual memory adalah cara yang lebih murah untuk memperoleh tambahan memory dan meningkatkan kecepatan operasi aplikasi. Biasanya memory ini halamannya diarahkan ke harddisk. Virtual memory juga bisa dikatakan sebagai Memori Tambahan yang menjadi fitur setiap masing masing Sistem Operasi, misalnya Linux terdapat Swap. Memori virtual ini, Makalah Virtual Memory Page 5

6 digunakan Sistem Operasi ketika Komputer sedang menjalankan sebuah Program aplikasi yang kapasitasnya melebih Memori yang tersedia. Sering sekali windows memberi peringatan kepada user tentang Memory is low, ini terjadi karena komputer kekurangan memori untuk menjalankan sebuah program. Hal ini sering terjadi pada saat komputer ingin menjalankan program yang memerlukan sumber memori yang besar seperti Game, mungkin banyak gamer sering sekali terganggu dengan masalah seperti ini. Sesuai dengan namanya Virtual Memori berarti : Memori Virtual : Ruang penyimpanan : Tiruan / tidak nyata. Jadi Virtual Memori adalah sebuah sistem yang digunakan oleh sistem operasi untuk menggunakan sebagian dari Memori Sekunder yaitu Harddisk seolah-olah ia menggunakannya sebagai memori internal/utama (RAM) fisik yang terpasang di dalam sebuah sistem komputer. Sistem ini beroperasi dengan cara memindahkan beberapa kode yang tidak dibutuhkan ke sebuah berkas di dalam hard drive yang disebut dengan page file. Proses pemakaian Virtual memori di windows umumnya dapat dilihat di Task manager, seperti gambar di bawah ini. Dalam sistem operasi berbasis Windows NT, terdapat sebuah komponen yang mengatur memori virtual yaitu Virtual Memory Manager (VMM) yang memiliki fungsi untuk Makalah Virtual Memory Page 6

7 dapat memetakan alamat-alamat virtual yang dimiliki oleh sebuah proses yang berjalan ke dalam page memori fisik di dalam komputer. Dengan cara ini maka setiap proses dapat memperoleh memori virtual yang cukup agar dapat berjalan dan tidak mengganggu memori yang sedang digunakan oleh proses lainnya. VMM menangani paging antara RAM dan page file agar setiap aplikasi 32-bit dapat mengakses memori hingga 4 Gigabyte, meskipun Windows hanya membatasinya pada kisaran 2 Gigabyte. Jadi, untuk komputer yang mempunyai memori / RAM kecil ada baiknya memperbesar virtual memori agar tetap dapat menjalankan aplikasi yang membutuhkan memori yang besar terutama untuk game. B. Langkah-Langkah memperbesar Virtual Memory Berikut adalah langkah-langkah untuk memperbesar virtual memori di Windows XP (Experience) : i. click tombil start. ii. Pilih / masuk ke control panel. iii. Click pilihan System. iv. Maka muncul window System properties. Dan pilih tab Advanced v. click tombol Setting pada frame Performance. vi. Maka muncul window Performance Option. Dan pilih tab Advanced vii. kemudian click tombol Change pada frame Virtual Memory. viii. Maka akan muncul gambar dibawah ini. Makalah Virtual Memory Page 7

8 ix. Ubahlah nilai yang dilingkari menjadi lebih besar dari nilai default/ nilai standar, minimal sesuai dengan nilai yang ada di gambar ini. Yaitu berkisar antara Megabyte. x. Click tombol Set dan OK. xi. Jika Windows anda memerlukan restart maka click tombil ok untuk me-restart komputer anda. Sebenarnya konsep virtual memory ini juga berlaku untuk Sistem operasi lainnya seperti pada sistem operasi Linux, pada sistem operasi linux konsep virtual memory ini lebih dikenal dengan Swap memory yang telah dipartisi sebelumnya. Ini berlaku untuk semua distro linux seperti: redhat (fedora core), ubuntu/debian, mandriva/mandrake, suse dan lainnya. Tetapi dalam sistem operasi linux biasanya virtual memory telah di tetapkan sebelum proses instalasi-nya yaitu dalam bentuk partisi harddisk untuk swap memory. C. Keuntungan Virtual Memory Beberapa keuntungan penggunaan memori virtual adalah sebagai berikut: a) Berkurangnya proses I/O yang dibutuhkan (lalu lintas I/O menjadi rendah). Misalnya untuk program butuh membaca dari disk dan memasukkan dalam memory setiap kali diakses. b) Ruang menjadi lebih leluasa karena berkurangnya memori fisik yang digunakan. Contoh, untuk program 10 MB tidak seluruh bagian dimasukkan dalam memori fisik. Pesan-pesan error hanya dimasukkan jika terjadi error. c) Meningkatnya respon, karena menurunnya beban I/O dan memori. d) Bertambahnya jumlah pengguna yang dapat dilayani. Ruang memori yang masih tersedia luas memungkinkan komputer untuk menerima lebih banyak permintaan dari pengguna. D. Konsep Virtual Memori Pada Windows Pada komputer kita, jumlah memory yang tersedia adalah jumlah antara memory fisik/ram dengan virtual memory. Virtual memory adalah sebuah porsi pada hard disk yang di-set menyerupai RAM oleh system. Virtual memory merupakan ruang penyimpanan sementara yang digunakan untuk menjalankan program yang membutuhkan memory yang lebih besar dari memory fisik. Virtual memory berupa file yang bernama pagefile.sys yang di-set hidden oleh Windows. File ini disebut paging file, yang digunakan untuk menampung program dan data yang tidak cukup di memory fisik. Virtual memory lebih lambat daripada memory fisik, dan Makalah Virtual Memory Page 8

9 penggunaan yang terlalu banyak dapat menurunkan kinerja sistem. Sehubungan dengan itu, windows memindahkan proses yang tidak terlalu sering ke virtual memory, dan membiarkan proses yang sering digunakan di memory fisik. Jadi ini sangat efisien. Ukuran dari virtual memory dapat kita rubah, Windows merekomendasikan ukuran minimal dari vitual memory adalah 1.5 kali dari memory fisik kita. Jika anda memiliki beberapa harddisk, misal hardisk pertama adalah C: dan harddisk kedua adalah D: dan anda jarang menggunakan drive D:, anda dapat memindahkan virtual memory ke drive D:. Memindahkan virtual memory ke harddisk yang jarang digunakan akan sedikit meningkatkan performa. Alasannya adalah, pada harddisk pertama biasanya head dari harddisk sangat sibuk untuk membuka program, dokumen, menyimpan file dan masih banyak lagi. Tetapi ingat, cara ini tidak akan berguna bila drivenya terletak pada harddisk yang sama atau dengan kata lain sebuah partisi. Dalam proses ini seluruh program akan ditempatkan di disk sekunder dan membawa halaman-halaman yang diperlukan ke memori fisik sehingga memori utama hanya akan menyimpan sebagian alamat proses yang sering digunakan dan sebagian lainnya akan disimpan dalam disk sekunder dan dapat diambil sesuai dengan kebutuhan. Jadi jika proses yang sedang berjalan membutuhkan instruksi atau data yang terdapat pada suatu halaman tertentu maka halaman tersebut akan dicari di memori utama. Jika halaman yang diinginkan tidak ada maka akan dicari ke disk sekunder. E. Konsep Virtual Memory a) Pemisahan antara user logical memory (virtual) dengan physical memory b) Logical address space (program) dapat lebih besar dari alokasi memori fisik yang diberikan. c) Hanya sebagian kecil dari program yang harus berada di memori untuk eksekusi. d) Terdapat mekanisme untuk melakukan alokasi dan dealokasi page (swapped out dan in) sesuai dengan kebutuhan (referensi program). e) Terdapat bagian dari disk menyimpan sisa page (program) yang sedang dijalankan di memori. F. Implementasi Virtual Memory Terhadap Linux Organisasi dan manajemen memori sangat mempengaruhi kinerja komputer. Manajemen memori melakukan tugas penting dan kompleks berkaitan dengan: a) Memori utama sebagai sumber daya yang harus dialokasikan dan dipakai bersama diantara sejumlah proses yang aktif. Agar dapat memanfaatkan pemroses dan fasilitas masukan/keluaran secara efisien, maka diinginkan memori yang dapat menampung sebanyak mungkin proses. Makalah Virtual Memory Page 9

10 b) Upaya agar pemrogram atau proses tidak dibatasi kapasitas memori fisik di system komputer. Linux memanfaatkan virtual memori untuk mendukung kinerja sistem. Sebagai sistem operasi multiprogramming, virtual memori dapat meningkatkan efisisensi sistem. Sambil proses menunggu bagiannya diswap masuk ke memori, menunggu selesainya operasi masukan/keluaran dan proses diblocked. Jatah waktu pemroses dapat diberikan ke prosesproses lain. Manajemen memori Linux menyediakan: 1. Ruang alamat besar Ruang alamat dapat lebih besar dibanding memori fisik yang tersedia 2. Proteksi Tiap proses di sistem mempunyai ruang alamat maya tersendiri. Ruang ruang alamat maya itu sepenuhnya terpisah. Proses yang berjalan di satu aplikasi tidak dapat mengganggu proses lainnya. 3. Pemetaan memori Dilakukan pemetaan antara memori maya ke memori fisik yang tersedia. 4. Memori maya bersama (shared virtual memory) Memori maya bersama ini untuk menghemat ruang memori, seperti pustaka dinamis bagi beberapa proses. Karena memori fisik lebih sedikit dibanding memori maya, maka sistem hanya memuatkan page-page maya yang saat itu sedang digunakan proses. Linux memuatkan page maya begitu diperlukan. Teknik ini disebut dengan demand paging. Saat pemroses berusaha mengakses alamat maya yang tidak di memori fisik, pemroses tidak dapat menemukan isian di tabel page maya. Pemroses menerbitkan page fault. Jika alamat maya yang dituju tak absah (yaitu proses berusaha mengakses alamat maya yang tidak dibolehkan), maka sistem operasi mengakhiri proses itu untuk memproteksi proses-proses lain. Jika alamat maya yang dituju absah tapi tidak sedang di memori fisik, maka sistem operasi harus membawa page ke memori dari disk. Pengaksesan disk memerlukan waktu lama. Jika terdapat proses lain yang dapat dijalankan, maka sistem operasi memilih proses lain untuk dijalankan. Proses dimulai kembali di instruksi dimana page fault terjadi. Pemroses dapat memetakan memori maya ke memori fisik saat dilakukan pengaksesan memori maya, sehingga proses terus berjalan. Jika tidak terdapat memori bebas, sistem operasi harus membuat ruang bagi page yang akan dimasukkan dengan membuang page lain dari memori. Jika page telah dimodifikasi (dirty-page), sistem operasi harus menjaga isi page. Ketika dipindahkan dari memori, disimpan di ruang khusus (swap space). Jika page yang dibuang berupa page belum ditulisi maka page tidak perlu dituliskan ke disk. Linux menempatkan proses pada memori yang dibagi menjadi sejumlah partisi. Makalah Virtual Memory Page 10

11 Pemartisian ini bersifat dinamis maka jumlah, lokasi dan ukuran proses di memori dapat beragam sepanjang waktu secara dinamis. Proses yang akan masuk ke memori segera dibuatkan partisi sesuai kebutuhan. Linux menciptakan ruang disk tempat swap terlebih dahulu, saat proses diciptakan, ruang swap pada disk dialokasikan. Ketika proses harus dikeluarkan dari memori utama, proses selalu ditempatkan ke ruang yang telah dialokasikan, bukan ke tempat tempat berbeda setiap kali terjadi swap-out. Ketika proses berakhir, ruang swap pada disk didealokasikan. G. Cara Kerja Memori logis merupakan kumpulan keseluruhan halaman dari suatu program. Tanpa memori virtual, memori logis akan langsung dibawa ke memori fisik (memori utama). Disinilah memori virtual melakukan pemisahan dengan menaruh memori logis ke secondary storage (disk sekunder) dan hanya membawa halaman yang diperlukan ke memori utama (memori fisik). Virtual Memory digunakan dengan membuat suatu file khusus yang disebut swapfile atau paging file. Virtual memory digunakan pada saat operating system kehabisan memory, dimana OS akan memindahkan data yang paling terakhir diakses ke dalam swapfile di hardisk. Hal ini mengosongkan/ membebaskan beberapa ruang kosong pada memory untuk aplikasi yang akan digunakan selanjutnya. Operating system akan melakukan hal ini secara terus menerus ketika data baru diisi pada ram. Kemudian, pada saat data yang tersimpan di swapfile diperlukan, data tersebut ditukar (swap) dengan data yang paling terakhir dipakai di dalam memory (ram). Hal ini mengakibatkan swapfile bersifat seperti ram, walaupun program tidak dapat secara langsung dijalankan dari swapfile. Satu hal yang perlu dicatat bahwa karena operating system tidak dapat secara langsung menjalankan program dari swapfile, beberapa program mungkin tidak akan berjalan walau dengan swapfile yang besar jika kita hanya memiliki ram yang kecil. Dengan kata lain, dalam sistem paging. Jika sebuah ruang diperlukan untuk proses dan halaman yang bersangkutan tidak sendang digunakan, maka halaman dari proses akan mengalami paged out (dismpan ke dalam disk) atau swap out. Memori akan kosong untuk halaman yang lain. Halaman yang dipindah dari disk ke memori ketika sebuah item dapat mengalami paging, maka item tersebut termasuk dalam item yang menempati ruang virtual, Makalah Virtual Memory Page 11

12 yang akan diakses dengan alamt virtual dan ruangan yang ada dialokasikan untuk infromasi pemetaan. BAB III PENUTUP A. Kesimpulan Virtual Memory adalah bagian dari suatu hard drive yang diidentifikasi sebagai RAM melalui sistem operasi atau software lain. Pada setiap sistem komputer, peningkatan beban (jumlah pengguna, jumlah pekerjaan yang dilakukan) menyebabkan penurunan kinerja (berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk melakukan tugas masing-masing). Setiap peningkatan beban (demand) melebihi hasil titik tertentu dalam penurunan dramatis dalam kinerja. Ini berarti bahwa sumber daya beberapa adalah pasokan kritis pendek dan telah menjadi bottleneck. B. Saran Jika teman-teman mengalami krisis memori mungkin ada baiknya mengikti langkah2 diatas untuk memperbaiki apa yang disebut Virtual Memory itu. Dan tidak langsung membeli perangkat yang baru. Makalah Virtual Memory Page 12

13 Daftar Pustaka di akses pukul di akses pukul di akses pukul di akses pukul di akses pukul Makalah Virtual Memory Page 13