1 A. Pengertian emori Memori adalah pusat dari operasi pada sistem operasi komputer modern, berfungsi sebagai tempat penyimpanan informasi yang harus diatur dan dijaga dengan baik. Memory adalah array besar dari word atau byte, yang disebut alamat. CPU mengambil instruksi dari memory berdasarkan nilai dari program counter. Instruksi ini menyebabkan penambahan muatan dari dan ke alamat memory tertentu. 1. Pengikat Alamat Pengikat alamat adalah cara instruksi dan data (yang berada di disk sebagai file yang dapat dieksekusi) dipetakan ke alamat memori. Instruksi pengikatan instruksi dan data ke alamat memori dapat dilakukan pada saat: a. Compile time: Jika lokasi memori diketahui sejak awal, kode absolut dapat dibangkitkan, apabila terjadi perubahan alamat awal harus dilakukan kompilasi ulang. Misalnya: Program format .com [ada MS-DOS adalah salah satu kode absolut yang diikat pada saat waktu kompilasi. b. Load time: Harus membangkitkan kode relokasi jika lokasi memori tidak diketahui pada saat waktu kompilasi. c. Execution time: Pengikatan ditunda sampai waktu eksekusi jika proses dapat dipindahkan selama eksekusi dari satu segmen memori ke segmen memori lain. Memerlukan dukungan perangkat keras untuk memetakkan alamat (misalnya register basis dan limit). 2. Dynamic Loading Untuk memperoleh utilitas ruang memori, dapat menggunakan dynamic loading. Dengan dynamic loading, sebuah rutin tidak disimpan dalam memori sampai dipanggil. Semua rutin disimpan pada disk dalam format relocatable load. Mekanisme dari dynamic loading adalah program utama di-load dahulu dan dieksekusi. Bila suatu routine perlu memanggil routine lain, routine yang dipanggil sudah di-load. Jika tidak, relocatable linking loader dipanggil untuk meload rutin yang diminta ke memori dan mengubah tabel alamat. Keuntungan dari dynamic loading adalah rutin yang tidak digunakan tidak pernah di-load. Skema ini lebih berguna untuk kode dalam jumlah besar diperlukan untuk menangani kasus-kasus yang jarang terjadi seperti error routine.
2 Dynamic loading tidak memerlukan dukungan khusus dari sistem operasi. Sistem operasi hanya perlu menyediakan beberapa rutin pustaka untuk implementasi dynamic loading. 3. Dynamic Linking Konsep dynamic linking sama dengan dynamic loading. Pada saat loading, linking ditunda sampai waktu eksekusi. Terdapat kode kecil yang disebut stub digunakan untuk meletakkan rutin library di memori dengan tepat. Stub diisi dengan alamat rutin dan mengeksekusi rutin. Sistem operasi perlu memeriksa apakah rutin berada di alamat memori. Dynamic linking biasanya digunakan dengan sistem library linking membutuhkan beberapa dukungan dari sistem operasi, misalnya bila proses-proses di memori utama saling diproteksi, maka sistem operasi melakukan pengecekan apakah rutin yang diminta berada di luar ruangan alamat. Beberapa proses diizinkan untuk mengakses memori pada alamat yang sama. 4. Overlay Teknik Overlay biasanya digunakan untuk memungkinkan sebuah proses mempunyai jumlah yang lebih besar dari memori fisik daripada alokasi memori yang diperuntukkan. Ide dari overlay adalah menyimpan di memori hanya instruksi dan data yang diperlukan pada satu waktu. Jika instruksi lain diperlukan, maka instruksi tersebut diletakkan di ruang memori menggantikan instruksi yang tidak digunakan lagi. B. Karakteristik Sistem Memori Sistem memori adalah komponen-komponen elektronik yang menyimpan perintahperintah yang menunggu untuk di eksekusi oleh prosesor, data yang diperlukan oleh instruksi (perintah) tersebut dan hasil-hasil dari data yang diproses (informasi). Ada 8 karakteristik memori, yaitu: 1. Lokasi Memori a. Memori lokal (CPU) 1) Memori ini built-in berada dalam CPU. 2) Memori ini diperlukan untuk semua kegiatan CPU. 3) Memori ini disebut register. Register digunakan sebagai memori sementara dalam perhitungan maupun pengolahan data dalam prosesor.
3 b. Memori Internal (Main memori) 1) Diluar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem computer. 2) Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi program. Sehingga dapat diakses secara langsung oleh prosesor tanpa modul perantara. 3) Memori internal menggunakan media RAM. c. Memori eksternal 1) Eksternal terhadap sistem komputer dan berada diluar CPU. 2) Untuk menyimpan data/instruksi secara permanen. 3) Tidak diperlukan dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat di akses langsung oleh CPU. 4) Memori ini terdiri dari perangkat storage peripheral (disk, pita, magnet, dll). 2. Kapasitas Memori a. Kapasitas register (memori lokal) dinyatakan dalam bit. b. Kapasitas main memori dalam byte (8 bit) atau word. Panjang word umumnya 8, 16 dan 32 bit. c. Kapasitas memori eksternal dinyatakan dalam byte. 3. Satuan Transfer a. Satuan transfer sama dengan jumlah saluran data yang masuk ke dan keluar dari modul memori. b. Bagi memori internal, satuan transfer merupakan jumlah Bit yang dibaca atau yang dituliskan ke dalam memori pada suatu saat. Jumlah saluran ini sering kali sama dengan panjang word, tapi dimungkinkan juga tidak sama. c. Bagi memori eksternal, data ditransfer dalam jumlah yang jauh lebih besar dari word (block). Konsep Satuan Transfer Word, merupakan satuan “alami” organisasi memori. Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang instruksi. d. Addressable units, pada sejumlah system, addressable unit adalah word. Namun terdapat system dengan pengalamatan pada tingkatan byte. Pada semua kasus hubungan antara panjang suatu alamat (A) dan jumlah (N) addressable unit adalah 2A =N. e. Unit of Transfer adalah jumlah bit yang dibaca atau dituliskan, ke dalam memori pada suatu saat. Pada memori eksternal, transfer data biasanya lebih besar dari suatu word, yang disebut dengan block.
4 4. Metode Akses Memori a. Sequential Access 1) Memori diorganisasi menjadi unit-unit data yang disebut record. 2) Akses harus dibuat dalam bentuk urutan linier yang spesifik. 3) Informasi pengalamatan yang disimpan dipakai untuk memisahkan recordrecord dan untuk membantu proses pencarian. 4) Terdapat shared read/write mechanism untuk penulisan/pembacaan memorinya. 5) Pita magnetik merupakan memori yang menggunakan metode sequential access. b. Direct Access 1) Sama sequential access terdapat shared read/write mechanism. 2) Setiap blok dan record memiliki alamat unik berdasarkan lokasi fisiknya. 3) Akses dilakukan langsung pada alamat memori. 4) Disk adalah memori direct access. c. Random Access 1) Setiap lokasi memori dipilih secara random dan diakses serta dialamati secara langsung. 2) Waktu mengakses lokasi tertentu tidak tergantung pada urutan akses sebelumnya dan bersifat konstan. 3) Contohnya adalah sistem memori utama. d. Associative Access 1) Jenis random akses yang memungkinkan pembandingan lokasi bit yamg diinginkan untuk pencocokan. 2) Data dicari berdasarkan isinya bukan alamatnya dalam memori. 3) Contoh memori ini adalah cache memori. 5. Kinerja Memori a. Access time/Waktu akses 1) Bagi RAM, waktu akses: waktu yang dibutuhkan untuk melakukan operasi W/R (write/read). 2) Bagi non-RAM, waktu akses: waktu yang dibutuhkan untuk melakukan mekanisme W/R (write/read) pada lokasi tertentu.
5 b. Memory cycle time/ Waktu siklus Konsep ini digunakan pada random access memory (RAM) terdiri dari access time ditambah dengan waktu transient hingga sinyal hilang dari saluran atau untuk menghasilkan kembali data ini dibaca secara destruktif. c. Transfer rate/Laju pemindahan 1) Kecepatan data transfer ke unit memori atau dari unit memori. 2) Bagi RAM, transfer rate = 1/ waktu siklus. 3) Bagi non-RAM dengan perumusan sebagai berikut: TN = TA + (N/R) Dimana: TN = Waktu rata-rata untuk membaca atau menulis N bit TA = Waktu akses rata-rata N = Jumlah bit R = Kecepatan transfer dalam bit /detik (bps) 6. Tipe Fisik Memori a. Memori semikonduktor, memori ini memakai teknologi VLSI (Very Large Scale Integration). Memori ini banyak digunakan untuk RAM. b. Memori Permukaan Magnetik, digunakan untuk disk atau pita magnetik. 7. Karakteristik Fisik a. Volatile dan non-Volatile Pada memori volatile informasi akan hilang bila listrik dimatikan. Pada memori non-volatile informasi akan tetap berada tanpa mengalami kerusakan sebelum dilakukan perubahan, pada memory ini daya listrik tidak diperlukan untuk mempertahankan informasi tersebut. b. Erasable dan non-Erasable Pada erasable, isi memori dapat dihapus dan digantikan dengan informasiinformasi lainnya. Sedangkan non-erasable sebaliknya. Memori semikonduktor yang tidak terhapuskan dan non-volatile adalah ROM. 8. Organisasi a. Pengaturan bit dalam menyusun word secara fisik. b. Hirarki memory: Semakin kecil waktu access, semakin besar harga per bit. Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga per bit. Semakin besar kapasitas, semakin besar waktu access.
6 c. Untuk kinerja yang optimal, diperlukan kombinasi teknologi komponen memori. C. Fungsi Memori 1. Menyimpan data dari perangkat input hingga dikirimkan ke arithmetic and logic unit (ALU). 2. Menyimpan instruksi dari sebagian besar perangkat input. 3. Sebagai media penyimpanan berkas penting yang berhubungan dengan opreating system. 4. Menyimpan data semua aplikasi dan cache. 5. Dapat digunakan untuk membackup data. 6. Menyimpan data multimedia. D. Memori Internal dan Eksternal 1. Memori Internal Memory internal adalah memori yang disimpan secara langsung oleh bagian prosesor. Fungsi utama dari memori internal adalah sebagai “pengingat” data-data atau program-program yang pernah digunakan saat komputer atau laptop sedang dijalankan. Jenis-jenis memori internal adalah sebagai berikut : 1) ROM ROM atau singkatan dari Read Only memory merupakan sebuah memory pada komputer. Fungsi ROM adalah sebagai pengingat aktivitas yang sedang dilakukan saat komputer berjalan. 2) CMOS CMOS merupakan bagian dari ROM. Fungsi CMOS ini adalah sebagai penyimpan para pengaturan-pengaturan dasar pada komput 3) RAM Memory RAM sudah dikenal sebagai memori yang paling dikenal pada dunia komputer. Fungsi RAM adalah menyimpan aplikasi atau software yang sedang dijalankan pada komputer. Bisa dibilang RAM adalah “penampung” dari segala aktivitas yang ada di dalam komputer.
7 4) Cache Memori satu ini memiliki peran yang cukup besar sebagai bagiaan “penyaringan” saat menggunakan komputer. Sebelum data-data masuk ke memori utama, data-data tersebut akan disaring terlebih dahulu melalui bagian cache. Maka dari itu, kecepatan dari memory cache sangatlah tinggi. 2. Memori Eksternal Memory eksternal adalah suatu tempat/sarana yang bisa dipakai komputer untuk menyimpan data atau program dan mempunyai fungsi hampir sama dengan internal memory. Jenis-Jenis Memori Eksternal 1) Magnetic Disk Magnetic disk adalah piringan bundar yang terbuat dari bahan tertentu (logam atau plastik) dengan permukaan dilapisi bahan yang dapat dimagnetisasi. Pada saat disk digunakan, motor drive berputar dengan kecepatan yang sangat tinggi. Ada sebuah read-write head yang ditempatkan di atas permukaan piringan tersebut. 2) Optical Disk Optical disk adalah media penyimpanan data elektronik yang dapat ditulis dan dibaca dengan menggunakan sinar laser bertenaga rendah. 3) Pita Magnetik Pita magnetik adalah salah satu alat penyimpanan eksternal yang menggunakan pita magnetik yang terbuat dari plastik. E. Hirarki Memori Gambar 1.29 Hirarki Memori
8 Setiap spektrum teknologi mempunyai hubungan sebagai berikut: 1. Semakin kecil waktu akses, semakin besar harga per bit. 2. Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga per bit. 3. Semakin besar kapasitas, semakin besar waktu akses. E. Tipe Memori Komputer 1. Memori utama (main memory). Memori utama digunakan sebagai akses data cepat oleh processor dan tidak berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan data. Memori utama dapat diklasifikasikan menjadi dua yaitu ROM (Read Only Memori) dan RAM (Random Access Memory) atau juga dikenal dengan Read and Write Memory (RWM). 2. Memori sekunder (secondary memory). Bersifat non-volatile dan digunakan sebagai perangkat penyimpanan skala besar untuk menyimpan data dan program secara permanen. Data maupun program yang tersimpan di memori sekunder ini tetap ada dan tidak akan hilang meskipun komputer mati (tidak ada daya). Data ini bisa disalin ke berbagai macam perangkat memori sekunder lainnya dan akan tetap sama apabila dibuka di komputer lain.