BAB 11 Jenis Memori Dalam komputer

 JENIS MEMORI DALAM KOMPUTER

Jenis-Jenis Memori Dalam Komputer

1. ROM (Read-Only-Memory a.k.a firmware)
Adalah jenis memori yang isinya tidak hilang ketika tidak mendapat aliran listrik dan pada awalnya isinya hanya bisa dibaca. ROM pada komputer disediakan oleh vendor komputer dan berisi program atau data. Di dalam PC, ROM biasa disebut BIOS (Basic Input/Output System) atau ROM-BIOS.

2. CMOS (Compmentary Meta-Oxyde Semiconductor).
Adalah jenis cip yang memerlukan daya listrik dari baterai. Cip ini berisi memori 64-byte yang isinya dapat diganti. Pada CMOS inilah berbagai pengaturan dasar komputer dilakukan, misalnya peranti yang digunakan untuk memuat sistem operasi dan termasuk pula tanggal dan jam sistem. CMOS merupukan bagian dari ROM.

3. RAM (Random-Access Memory).
Adalah jenis memori yang isinya dapat diganti-ganti selama komputer dihidupkan dan bersifat volatile. Selain itu, RAM mempunyai sifat yakni dapat menyimpan dan mengambil data dengan sangat cepat.

4. DRAM (Dynamic RAM).
Adalah jenis RAM yang secara berkala harus disegarkan oleh CPU agar data yang terkandung di dalamnya tidak hilang. DRAM merupakan salah satu tipe RAM yang terdapat dalam PC.

5. SDRAM (Sychronous Dynamic RAM).
Adalah jenis RAM yang merupakan kelanjutan dari DRAM namun telah disnkronisasi oleh clock sistem dan memiliki kecepatan lebih tinggi daripada DRAM. Cocok untuk sistem dengan bus yang memiliki kecepatan sampai 100 MHz.

6. DIMM (dual in-line memory module)
Berkapasitas 168 pin, kedua belah modul memori ini aktif, setiap permukaan adalah 84 pin. Ini berbeda daripada SIMM yang hanya berfungsi pada sebelah modul saja. Mensuport 64 bit penghantaran data. SDRAM (synchronous DRAM) menggunakan DIMM. Merupakan penganti dari DRAM, FPM (fast page memory) dan EDO. SDRAM pengatur (synchronizes) memori supaya sama dengan CPU clock untuk pemindahan data yang lebih cepat. Terdapat dalam dua kecepatan yaitu 100MHz (PC100) dan 133MHz (PC133). DIMM 168 PIN. DIMM adalah jenis RAM yang terdapat di pasaran

7. CACHE MEMORY.
Memori berkapasitas terbatas, memori ini berkecepatan tinggi dan lebih mahal dibandingkan memory utama. Berada diantara memori utama dan register pemroses, berfungsi agar pemroses tidak langsung mengacu kepada memori utama tetapi di cache memory yang kecepatan aksesnya yang lebih tinggi, metode menggunakan cache memory ini akan meningkatkan kinerja sistem. Cache memory adalah tipe RAM tercepat yang ada, dan digunakan oleh CPU, hard drive, dan beberapa komponen lainnya.

Prisip Kerja Memori

Di sistem ini, memori adalah urutan byte yang dinomori (seperti “sel” atau “lubang burung dara”), masing-masing berisi sepotong kecil informasi. Informasi ini mungkin menjadi perintah untuk mengatakan pada komputer apa yang harus dilakukan. Sel mungkin berisi data yang diperlukan komputer untuk melakukan suatu perintah. Setiap slot mungkin berisi salah satu, dan apa yang sekarang menjadi data mungkin saja kemudian menjadi perintah.
Memori menyimpan berbagai bentuk informasi sebagai angka biner. Informasi yang belum berbentuk biner akan dipecahkan (encoded) dengan sejumlah instruksi yang mengubahnya menjadi sebuah angka atau urutan angka-angka. Sebagai contoh: Huruf F disimpan sebagai angka desimal 70 (atau angka biner) menggunakan salah satu metode pemecahan. Instruksi yang lebih kompleks bisa digunakan untuk menyimpan gambar, suara, video, dan berbagai macam informasi. Informasi yang bisa disimpan dalam satu sell dinamakan sebuah byte.
Secara umum, memori bisa ditulis kembali lebih jutaan kali – memori dapat diumpamakan sebagai papan tulis dan kapur yang dapat ditulis dan dihapus kembali, daripada buku tulis dengan pena yang tidak dapat dihapus. Ukuran masing-masing sel, dan jumlah sel, berubah secara hebat dari komputer ke komputer, dan teknologi dalam pembuatan memori sudah berubah secara hebat – dari relay elektromekanik, ke tabung yang diisi dengan air raksa (dan kemudian pegas) di mana pulsa akustik terbentuk, sampai matriks magnet permanen, ke setiap transistor, ke sirkuit terpadu dengan jutaan transistor di atas satu chip silicon

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

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 :

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

Pemberian Halaman      

Pemberian Halaman : suatu metode yang memungkinkan suatu alamat fisik memori yang tersedia dapat tidak berurutan (non contiguous).

Metode dasar dari pemberian halaman : dengan memecah memori fisik menjadi blok-blok yang berukuran tertentu yang disebut dengan frame dan memecah memori logika menjadi blok-blok yang berukuran sama dengan frame yang disebut dengan page

 STRUKTUR TABEL HALAMAN

Struktur Tabel Halaman terbagi menjadi dua :

1. Tabel Halaman Bertingkat : sebuah metode pemberian halaman dengan cara membagi sebuah page table menjadi beberapa page table yang berukuran lebih kecil. Konsep dasar metode ini yaitu menggunakan pembagian tingkat setiap segmen alamat logika. Setiap segmen menunjukkan indeks dari sebuah page table, kecuali segmen terakhir yang menunjuk langsung ke frame pada memori fisik. Segmen terakhir ini disebut offset (d). Dapat disimpulkan bahwa segmen yang terdapat pada alamat logika menentukan berapa level paging yang digunakan yaitu banyak segmen dikurang 1.

2. Tabel Halaman Dengan Hash : sebuah metode yang digunakan untuk menangani masalah ruang alamat logika yang besarnya mencapai 64 bit karena struktur page table pada metode ini bisa menghemat ruang memori dalam jumlah yang cukup besar.

Mekanisme Tabel Halaman Dengan Hash:

1.      Alamat logika dipetakan ke suatu lokasi/entri di page table dengan menggunakan hash function.

2.      Page number tersebut kemudian di simpan sebagai field pertama pada sebuah elemen dalam entri yang teralokasikan. 

3.      Page number tersebut lalu dipasangkan dengan frame number yang available yang disimpan pada field kedua di elemen yang sama. 

4.   Untuk mendapatkan lokasi yang sebenarnya pada memori fisik, frame number pada field kedua di-concate dengan offset.

 SEGMENTASI

Segmentasi : sebuah bagian dari managemen memori yang mengatur pengalamatan dari memori yang terdiri dari segmen-segmen

Setiap segment  berisi alamat  0 sampai maksimum secara linier. Panjang setiap segment berbeda-beda sampai panjang maksimun, perobahan  panjang segment terjadi selama proses  eksekusi.

Segment stack bertambah ketika terjadi operasi push dan turun saat operasi pop, dimana setiap segment merupakan ruang alamat terpisah segment-segment dapat tumbuh dan mengkerut secara bebas tanpa mempengaruhi yang lain.

Alamat terdiri dari dua bagian pada memori bersegment yaitu :

1.    Nomor segment

2.    Alamat pada segment ( offset )

Segment dapat berisi :

1. Prosedure
2. Array
3. Stack
4. Kumpulan variable skala.

Mode Pengalamatan

Mode pengalamatan merujuk pada bagaimana pemrogram mengalamati suatu lokasi memori. Setiap mode pengalamatan memberikan fleksibilitas khusus yang sangat penting. Mode pengalamatan ini meliputi immediate addressing, direct addressing, dan indirect addressing.

Immediate Addressing dan Direct Addressing

Mode pengalamatan immediate addressing sangat umum dipakai karena harga yang akan disimpan dalam memori langsung mengikuti kode operasi dalam memori. Dengan kata lain, tidak diperlukan pengambilan harga dari alamat lain untuk disimpan. Contohnya: MOV A,#20h. Dalam instruksi tersebut, akumulator akan diisi dengan harga yang langsung mengikutinya, dalam hal ini 20h. Mode ini sangatlah cepat karena harga yang dipakai langsung tersedia.

Dalam mode pengalamatan direct addressing, harga yang akan dipakai diambil langsung dalam alamat memori lain. Contohnya: MOV A,30h. Dalam instruksi ini akan dibaca data dari RAM internal dengan alamat 30h dan kemudian disimpan dalam akumulator. Mode pengalamatan ini cukup cepat, meskipun harga yang didapat tidak langsung seperti immediate, namun cukup cepat karena disimpan dalam RAM internal. Demikian pula akan lebih mudah menggunakan mode ini daripada mode immediate karena harga yang didapat bisa dari lokasi memori yang mungkin variabel.

Indirect Addressing

Mode pengalamatan indirect addressing sangat berguna karena dapat memberikan fleksibilitas tinggi dalam mengalamati suatu harga. Mode ini pula satu-satunya cara untuk mengakses 128 byte lebih dari RAM internal pada keluarga 8052. Contoh: MOV A,@R0. Dalam instruksi tersebut, 89C51 akan mengambil harga yang berada pada alamat memori yang ditunjukkan oleh isi dari R0 dan kemudian mengisikannya ke akumulator.

Mode pengalamatan indirect addressing selalu merujuk pada RAM internal dan tidak pernah merujuk pada SFR. Karena itu, menggunakan mode ini untuk mengalamati alamat lebih dari 7Fh hanya digunakan untuk keluarga 8052 yang memiliki 256 byte spasi RAM internal.

Mode pengalamatan memori eksternal menggunakan mode ini dan terdiri atas dua bagian. Bagian yang pertama digunakan untuk mengakses memori eksternal, di mana alamatnya terdapat di dalam DPTR 16 bit. Contohnya: MOVX A,@DPTR atau MOVX @DPTR,A.

Bagian kedua mengakses alamat memori eksternal secara 8 bit (1 byte), di mana alamat dari harga yang akan diambil terdapat di dalam register R. Contohnya: MOVX @R0,A. Dalam instruksi tersebut, alamat yang terdapat di dalam register R0 dibaca dahulu dan kemudian harga akumulator ditulis dengan harga yang terdapat pada alamat memori eksternal yang didapat. Karena register R0 hanya dapat menampung alamat dari 00h hingga FFh, maka penggunaan mode pengalamatan eksternal 8 bit ini hanya terbatas pada 256 byte dari memori eksternal.