12.) Penyimpanan Luar

REGISTER  :  Merupakan simpanan kecil yang memiliki kecepatan tinggi ( 5 sampai 10 kali kecepatan main memory )

• Digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang sedang diproses oleh CPU

  ( instruksi lain yang menunggu giliran disimpan di main memory )

• Terbagi atas :

1. Instruction Register ( IR ) atau Program Register yang digunakan untuk  menyimpan instruksi yang sedang diproses

2. Program Counter ( PC ) atau Control Counter / instruction counter adalah

register yang digunakan untuk menyimpan alamat ( address ) lokasi dari main memory yang berisi instruksi yang sedang diproses.

• Register yang berhubungan dengan data yang sedang diprosesdisebut General Purpose Register yang memiliki kegunaan sebagai Operand Register ( untuk menampung data atau operand yang sedang diolah ) & sebagai Accumulator ( untuk menyimpan hasil dari operasi aritmatika dan logika yang dilakukan ALU ). Sebagai tambahan dari Register, beberapa CPU menggunakan suatu Cache Memory / Scratch-pad Memory / High-speed buffer / Buffer Memory dengan tujuan agar kerja dari CPU lebih efisien dan dapat mengurangi waktu yang terbuang.

Cache memory harus lebih cepat dari main memory dan mempunyai ukuran yang cukup

besar, tetapi tidak sebesar main memory. Sebenarnya cache memory tidak diperlukan

bilamana main memory dibuat secepat cache memory, tetapi cara demikian tidaklah

ekonomis. Dengan cache memory, sejumlah blok informasi di main memory dipindahkan

ke cache memory dan selanjutnya CPU akan berhubungan dengan cache memory.

Eksternal memori dapat dibaca pada buku Pengenalan komputer Bab 9 Simpanan Luar

Gambar 4. Eksternal Memori

PRINSIP KERJA MEMORY

Jumlah kebutuhan RAM tergantung pada jenis program yang sedang berjalan. Setiap

Operating System (OS) seperti Microsoft Windows menggunakan komponen, yang

dikenal sebagai Virtual Memory Manager (VMM). Menjalankan program seperti instant

messenger atau browser internet adalah mengaktifkan microprocessor komputer untuk

memuat file dan dieksekusi ke RAM. Untuk program semacam itu biasanya diperlukan

RAM 5 megabyte (5 MB). Microprocessor juga menggunakan Dynamic Link Libraries

(DLL) yang memakai RAM pada kisaran 20-30 megabyte (20-30 MB).

Sejumlah pengguna komputer menjalankan lebih dari satu program secara bersamaan

seperti saat melakukan browsing internet sambil mendengarkan musik, kadang-kadang

program pengolah kata juga dijalankan. Semua ini menggunakan jumlah RAM yang

tinggi. Jika Anda menggunakan kapasitas RAM lebih besar dari yang terpasang pada

komputer, maka komputer menjadi lambat.

Untuk meningkatkan kecepatan komputer anda perlu meningkatkan kapasitas RAM.

Sebelum melakukan hal itu anda harus mengetahui berapa besar RAM yang saat ini

terinstall di komputer dan berapa besar kebutuhan RAM yang harus anda tambahkan.

Untuk mengetahui besarnya RAM pada komputer anda dapat melakukannya dengan klik kanan pada My Computer dan pilih Properties. Pilih tab General maka berbagai informasi tentang komputer termasuk kapasitas RAM akan ditampilkan. Cara lain untuk

mengetahui jumlah RAM yang sedang anda gunakan adalah dengan menekan tombol

control alt delete untuk menuju ke Task Manager. Anda akan melihat jumlah RAM yang

anda gunakan dalam tab process. Anda dapat menambahkan membuka program lain yang dibutuhkan sampai mendapatkan jumlah total RAM yang diperlukan. Setelah semua program yang anda perlukan terbuka maka anda dapat menghitung jumlah RAM yang anda perlukan.

Menambahkan RAM dapat menjadi alternatif yang lebih mudah dan lebih murah untuk

meningkatkan kecepatan komputer. Selain menambahkan kapasitas RAM Anda dapat

membeli harddisk eksternal, yang dapat berguna untuk mentransfer dan menyimpan filefile penting yang tidak sering digunakan. Usahakan hanya file-file yang sering digunakan saja yang tertanam dalam hardisk untuk menciptakan ruang yang lebih luas dalam hardisk anda yang dapat pula meningkatkan kecepatan komputer.

Pada saat kita menyalakan komputer, device yang pertama kali bekerja adalah Processor.

Processor berfungsi sebagai pengolah data dan meminta data dari storage, yaitu Hard Disk Drive (HDD). Artinya data tersebut dikirim dari Hard Disk setelah ada permintaan dari Processor. Tapi prakteknya hal ini sulit dilakukan karena perbedaan teknologi antara Processor & Hard Disk. Processor sendiri adalah komponen digital murni, dan akan memproses data dengan sangat cepat (Bandwidth tertinggi P4 saat ini 6,4 GB/s dengan FSB 800MHz). Sedangkan Hard Disk sebagian besar teknologinya merupakan mekanis yang tentu cukup lambat dibandingkan digital (Bandwidth atau Transfer Rate HDD Serial ATA berkisar 150 MB/s). Secara teoritis kecepatan data Processor berkisar 46x lebih cepat dibanding HDD. Artinya, apabila Processor menunggu pasokan data dari HDD akan terjadi “Bottle - Neck” yang sangat parah.

Untuk mengatasi keadaan itu, diperlukan device Memory Utama (Primary Memory) atau

disebut RAM. RAM merupakan singkatan dari Random Access Memory. RAM berfungsi

untuk membantu Processor dalam penyediaan data “super cepat” yang dibutuhkan. RAM berfungsi layaknya seperti HDD Digital, karena seluruh komponen RAM sudah

menggunakan teknologi digital. Dengan RAM, maka Processor tidak perlu menunggu

kiriman data dari HDD. Saat ini RAM DDR2 mempunyai bandwidth 3,2 GB/s (PC400),

agar tidak menganggu pasokan maka saat ini Motherboard menggunakan teknologi Dual Channel yang dapat melipatgandakan bandwidth menjadi 2x dengan memperbesar arsitektur menjadi 128-bit. Itu artinya, 2 keping DDR2 dalam mode Dual Channel dapat memasok data dalam jumlah yang pas ke Processor (3,2 GB/s x Dual Channel = 6,4 GB/s).

Alokasi data dalam Memory

MANAJEMEN MEMORI

Manajemen memori adalah kegiatan mengelola memori komputer, mengalokasikan

memori untuk proses sesuai keinginan, menjaga alokasi ruang memori bagi proses sehingga mmori dapat menampung banyak proses dan sebagai upaya agar pemogram

atau proses tidak dibatasi kapasitas memori fisik di sistem komputer.

Fungsi manajemen memori antara lain :

1. Mengelola informasi memori yang dipakai dan tidak dipakai.

2. Mengalokasikan memori ke proses yang memerlukan.

3. Mendealokasikan memori dari proses yang telah selesai.

4. Mengelola swapping antara memori utama dan disk.

Manajemen Memori dibedakan menjadi dua :

1. Manajemen Memori dengan swapping : manajemen memori dengan pemindahan

    proses antara memori utama dan disk selama eksekusi.

2. Manajemen Memori tanpa swapping : manajemen memori tanpa pemindahan proses

    antara memori utama dan disk selama eksekusi.

Kondisi tanpa swapping, bisa dikondisikan sebagai berikut :

1. Monoprogramming : sistem komputer hanya mengijinkan satu program/pemakai

    berjalan pada satu waktu.

2. Multiprogramming dengan pemartisian statis : memori dibagi menjadi beberapa

    sejumlah partisi tetap.

PENUKARAN DAN ALOKASI MEMORI

a. Penukaran : sebuah proses yang berada di dalam memori dapat ditukar sementara

keluar memori ke sebuah penyimpanan sementara, dan kemudian dibawa masuk lagi ke memori untuk melanjutkan pengeksekusian.

b. Alokasi Memori : sebuah fungsi fasilitas untuk memesan tempat secara berurutan

alamat memori diberikan kepada proses secara berurutan dari kecil ke besar untuk tipe

data dinamis (pointer)

Jenis Alokasi dari Memori antara lain:

1. Single Partition Allocation / Sistem Partisi Tunggal : alamat memori yang akan

    dialokasikan untuk proses adalah alamat memori pertama setelah pengalokasian

    sebelumnya

2. Multiple Partition Allocation / Sistem Partisi Banyak : Banyak: sistem operasi

    menyimpan informasi tentang semua bagian memori yang tersedia untuk dapat diisi   oleh proses-proses (disebut lubang).

Permasalahan Alokasi Memori:

1. First fit: Mengalokasikan lubang pertama ditemukan yang besarnya mencukupi.

    Pencarian dimulai dari awal.

2. Best fit: Mengalokasikan lubang dengan besar minimum yang mencukupi permintaan

3. Next fit: Mengalokasikan lubang pertama ditemukan yang besarnya mencukupi.

    Pencarian dimulai dari akhir pencarian sebelumnya.

4. Worst fit: Mengalokasikan lubang terbesar yang ada

Metode yang paling sederhana dalam mengalokasikan memori ke proses-proses adalah dengan cara membagi memori menjadi partisi tertentu. Secara garis besar, ada dua metode khusus yang digunakan dalam membagi-bagi lokasi memori:

A. Alokasi partisi tetap (Fixed Partition Allocation) yaitu metode membagi memori

    menjadi partisi yang telah berukuran tetap.

Kriteria-kriteria utama dalam metode ini antara lain:

o Alokasi memori: proses p membutuhkan k unit memori.

o Kebijakan alokasi yaitu "sesuai yang terbaik": memilih partisi terkecil yang cukup  besar (memiliki ukuran = k).

o Fragmentasi dalam (Internal fragmentation) yaitu bagian dari partisi tidak digunakan.

o Biasanya digunakan pada sistem operasi awal (batch).

o Metode ini cukup baik karena dia dapat menentukan ruang proses; sementara ruang  proses harus konstan. Jadi sangat sesuai dengan partisi berukuran tetap yang  dihasilkan metode ini.

o Setiap partisi dapat berisi tepat satu proses sehingga derajat dari pemrograman  banyak multiprogramming dibatasi oleh jumlah partisi yang ada.

o Ketika suatu partisi bebas, satu proses dipilih dari masukan antrian dan dipindahkan  ke partisi tersebut.

o Setelah proses berakhir (selesai), partisi tersebut akan tersedia (available) untuk proses lain.

B. Alokasi partisi variabel (Variable Partition Allocation) yaitu metode dimana

sistem operasi menyimpan suatu tabel yang menunjukkan partisi memori yang

tersedia dan yang terisi dalam bentuk s.

o Alokasi memori: proses p membutuhkan k unit memori.

o Kebijakan alokasi:

1. Sesuai yang terbaik: memilih lubang (hole) terkecil yang cukup besar untuk  keperluan proses sehingga menghasilkan sisa lubang terkecil.

2. Sesuai yang terburuk: memilih lubang terbesar sehingga menghasilkan sisa lubang.

3. Sesuai yang pertama: memilih lubang pertama yang cukup besar untuk keperluan  proses

o Fragmentasi luar (External Fragmentation) yakni proses mengambil ruang, sebagian   digunakan, sebagian tidak digunakan.

o Memori, yang tersedia untuk semua pengguna, dianggap sebagai suatu blok besar memori yang disebut dengan lubang. Pada suatu saat memori memiliki suatu daftar set lubang (free list holes).

o Saat suatu proses memerlukan memori, maka kita mencari suatu lubang yang cukup besar untuk kebutuhan proses tersebut.

Jika ditemukan, kita mengalokasikan lubang tersebut ke proses tersebut

sesuai dengan kebutuhan, dan sisanya disimpan untuk dapat digunakan

proses lain. Suatu proses yang telah dialokasikan memori akan dimasukkan ke memori dan selanjutnya dia akan bersaing dalam mendapatkan prosesor untuk

pengeksekusiannya.

o Jika suatu proses tersebut telah selesai, maka dia akan melepaskan kembali semua memori yang digunakan dan sistem operasi dapat mengalokasikannya lagi untuk proses lainnya yang sedang menunggu di antrian masukan.

o Apabila memori sudah tidak mencukupi lagi untuk kebutuhan proses, sistem operasi akan menunggu sampai ada lubang yang cukup untuk dialokasikan ke suatu proses dalam antrian masukan.

o Jika suatu lubang terlalu besar, maka sistem operasi akan membagi lubang

tersebut menjadi dua bagian, dimana satu bagian untuk dialokasikan ke proses tersebut dan satu lagi dikembalikan ke set lubang lainnya.

o Setelah proses tersebut selesai dan melepaskan memori yang digunakannya, memori tersebut akan digabungkan lagi ke set lubang. Fragmentasi luar mempunyai kriteria antara lain:

• Ruang memori yang kosong dibagi menjadi partisi kecil.

• Ada cukup ruang memori untuk memenuhi suatu permintaan, tetapi memori itu

tidak lagi berhubungan antara satu bagian dengan bagian lain (contiguous) karena telah dibagi-bagi.

• Kasus terburuk (Worst case): akan ada satu blok ruang memori yang kosong yang terbuang antara setiap dua proses.

• Aturan 50 persen: dialokasikan N blok, maka akan ada 0.5N blok yang hilang

akibat fragmentasi sehingga itu berarti 1/3 memori akan tidak berguna.

Sumber : Muhammad Iqbal Habibie, S.Kom, MCP MT