Penjelasan Sistem Fragmentasi,Sistem Paging,Segmentasi,Memory Virtual

Sistem Fragmentasi

Penyimpanan di komputer, fragmentasi adalah sebuah fenomena di ruang penyimpanan yang digunakan secara tidak efisien, mengurangi kapasitas penyimpanan. Istilah ini juga digunakan untuk menunjukkan tempat yang gersang itu sendiri.

Ada tiga bentuk yang terkait dengan fragmentasi: fragmentasi eksternal, internal fragmentasi, dan data fragmentasi. Berbagai skema alokasi penyimpanan pameran satu atau beberapa kelemahan. Fragmentasi dapat diterima di kembali untuk peningkatan kecepatan atau kesederhanaan.

Fragmentasi internal

Fragmentasi internal terjadi saat penyimpanan dialokasikan tanpa pernah ingin menggunakannya.Ini adalah ruang-siakan. Sementara ini tampaknya bodoh, sering diterima dalam kembali untuk meningkatkan efisiensi atau kesederhanaan. Istilah "internal" merujuk pada kenyataan bahwa unusable penyimpanan yang dialokasikan di dalam wilayah namun tidak sedang digunakan.

Misalnya, dalam banyak sistem file, setiap file selalu dimulai pada awal sebuah cluster, karena ini simplifies organisasi dan memudahkan tumbuh file. Setiap ruang kiri atas antara terakhir byte dari file yang pertama dan byte berikutnya dari cluster adalah bentuk internal disebut fragmentasi file atau kendur kendur ruang. 

Demikian pula, sebuah program yang mengalokasikan satu byte data seringkali banyak yang dialokasikan untuk tambahan byte metadata dan berpihak. Spasi ini juga fragmentasi internal.

Contoh lainnya: Inggris teks sering disimpan dengan satu karakter di masing-masing 8-bit byte meskipun standar ASCII encoding yang paling signifikan sedikit setiap byte selalu nol. Bit yang digunakan adalah bentuk fragmentasi internal.

Serupa dengan meninggalkan masalah daya cipta unused muncul di banyak daerah lain. Misalnya, alamat IP hanya dapat dimiliki dalam ukuran blok tertentu, sehingga banyak IP yang dilindungi undang-undang, tetapi tidak sedang digunakan. Ini adalah kontribusi terhadap kekurangan alamat IPv4.

Tidak seperti jenis fragmentasi, fragmentasi internal yang sulit untuk kembali, biasanya cara terbaik untuk melepaskannya adalah dengan perubahan desain. Misalnya, dalam alokasi memori dinamis, memori internal renang secara drastis memotong fragmentasi oleh menyebarkan overhead ruang yang lebih besar atas jumlah benda.

Fragmentasi eksternal

Fragmentasi eksternal adalah fenomena yang gratis menjadi dibagi menjadi beberapa bagian kecil dari waktu ke waktu. [1] Ini adalah kelemahan dari beberapa algoritma alokasi penyimpanan, terjadi ketika aplikasi dan mengalokasikan deallocates ( "frees") dari daerah penyimpanan berbagai ukuran, dan alokasi oleh algoritma merespon meninggalkan dialokasikan dan deallocated daerah interspersed. Hasilnya adalah bahwa, walaupun gratis tersedia, maka secara efektif unusable karena dibagi menjadi potongan-potongan yang terlalu kecil untuk memenuhi kebutuhan dari aplikasi. Istilah "eksternal" merujuk pada kenyataan bahwa unusable penyimpanan yang dialokasikan di luar daerah.

Misalnya, dalam alokasi memori dinamis, blok 1000 byte mungkin diminta, tetapi yang terbesar adalah berdekatan blok ruang kosong yang hanya 300 byte. Bahkan jika terdapat sepuluh blok 300 byte dari ruang kosong, yang dipisahkan oleh daerah dialokasikan, satu masih tidak dapat mengalokasikan yang diminta blok 1000 byte, dan alokasi permintaan akan gagal.

Fragmentasi eksternal juga terjadi di banyak file sebagai sistem file yang berbeda ukuran dibuat, mengubah ukuran, dan akan dihapus. Efek lebih buruk lagi adalah jika sebuah file yang dibagi menjadi beberapa bagian kecil akan dihapus, karena ini mirip daun kecil daerah bebas spasi.

Fragmentasi data

Data fragmentasi terjadi ketika sebuah bagian dari data dalam memori rusak ke dalam banyak potongan-potongan yang tidak saling berdekatan. Hal ini biasanya hasil dari mencoba untuk memasukkan benda yang besar ke dalam penyimpanan yang telah menderita fragmentasi eksternal.

Misalnya, file dalam file sistem biasanya diatur dalam unit yang disebut blok atau kelompok. Ketika sebuah file sistem yang dibuat, ada ruang untuk menyimpan file blok bersama contiguously. Hal ini memungkinkan untuk cepat berurut membaca dan menulis file. Namun, seperti file ditambahkan, dihapus, dan berubah dalam ukuran, ruang bagi menjadi eksternal, hanya meninggalkan lubang kecil di tempat yang tepat untuk data baru. Bila file yang baru ditulis, atau jika file yang sudah ada diperpanjang, maka data baru blok pasti tersebar, karena perlambatan akses untuk mencari waktu dan pemutaran penundaan dari membaca / menulis head, dan overhead incurring tambahan untuk mengelola tambahan lokasi. Hal ini disebut fragmentasi file system.

Sebagai contoh lain, jika node yang terhubung daftar dialokasikan turut dalam memori, ini akan meningkatkan lokalitas dari referensi dan data cache meningkatkan kinerja selama traversal dari daftar. Jika memori renang gratis bagi ruang adalah, baru node akan tersebar di seluruh memori, meningkatkan jumlah cache misses.

Seperti compaction dapat menghilangkan fragmentasi eksternal, data fragmentasi dapat dihapuskan oleh rearranging data terkait agar buah yang saling berdekatan. Misalnya, pekerjaan utama dari defragmentation alat ini untuk mengatur ulang blok pada disk, sehingga setiap file blok yang berdekatan. Paling defragmenting utilitas juga berusaha untuk mengurangi atau menghilangkan fragmentasi ruang kosong. Beberapa pindah pengumpul sampah terkait juga akan memindahkan objek dekat bersama (disebut Memadatkan) untuk meningkatkan kinerja cache.

Sistem Paging

a.Pengertian

Sistem paging adalah suatu sistem manajemen pada sistem operasi yang mengatur program yang sedang berjalan.  Metode dasar dari paging adalah dengan memecah memori fisik menjadi blok-blok yang berukuran tertentu yang disebut dengan frame dan memecah memori logika menjadi bok-blok yang berukuran sama dengan frame yang disebut page. Untuk mengatasi apabila suatu program lebih besar dibandingkan dengan memori utama adalah dengan konsep overlay dan konsep memori maya(virtual memori):

#    Konsep Overlay, yaitu dimana program yang di jalankan dipecah menjadi beberapa bagian yang dapat dimuat oleh memory (overlay), sedangkan yang belum dieksekusi akan disimpan di dalam disk, yang nantinya akan dimuat ke memori begitu diperlukan dalam ekekusi.

#    Konsep Memori Maya, yaitu kemampuan untuk mengalamati ruang memori melebihi memori utama yang tersedia.

Sekarang apa bedanya dari table page: 

#    Perbedaannya adalah bahwa paging itu memecah memori fisik menjadi blok-blok yang berukuran tertentu di sebut frame, dan memecah memori logika menjadi blok-blok yang disebut page, seperti di jelaskan dalam point pengertian di atas, Jadi karena ada program yang melebihi memori utama, maka dengan paging ini, dapat di pecah-pecah menjadi beberapa bagian, sehingga program dapat di eksekusi.

#    Sedangkan tabel page digunakan untuk menerjemahkan  memori logika ke memori  fisik, dengan perantara MMU (Memory Management Unit), dan pengeksekusian proses akan mencari memori berdasarkan table page ini. Sehingga pada waktu memori logika di pecah-pecah maka dengan tabel page ini akan diterjemahkan dan eksekusi dengan menggunakan tabel tersebut.

Segmentasi

Segmentasi merupakan skema manajemen memori yang mendukung cara pandang seorang programmer terhadap memori. Ruang alamat logika merupakan sekumpulan dari segmen-segmen.Masing-masing segment mempunyai panjang dan nama. Alamat diartikan sebagai nama segmen dan offset dalam suatu segmen. Jadi jika seorang pengguna ingin menunjuk sebuah alamat dapat dilakukan dengan menunjuk nama segmen dan offsetnya. Untuk lebih menyederhanakan

implementasi, segmen-segmen diberi nomor yang digunakan sebagai pengganti nama segment.

Sehingga, alamat logika terdiri dari dua tupple: [segment-number, offset]. 

Segmentasi Perangkat Keras

Meskipun seorang pengguna dapat memandang suatu objek dalam suatu program sebagai alamat berdimensi dua, memori fisik yang sebenarnya tentu saja masih satu dimensi barisan byte. Jadi kita harus bisa mendefinisikan pemetaan dari dua dimensi alamat yang didefinisikan oleh pengguna ke satu dimensi alamat fisik. Pemetaan ini disebut sebagai sebuah segment table. Masing-masing masukan dari mempunyai segment base dan segment limit. Segment base merupakan alamat fisik dan segmen limit diartikan sebagai panjang dari segmen.

Memory Virtual

Beberapa sistem operasi memerlukan yang namanya virtual memory. Layaknya Linux yang membutuhkan swap, microsoft windows vista ataupun XP pun membutuhkan yang namanya virtual memory. Pengertian dari Virtual memory itu sendiri yakni memori sementara yang digunakan komputer untuk menjalankan berbagai program aplikasi ataupun menyimpan data yang membutuhkan memory yang lebih besar dari memory yang telah tersedia ( Memory fisik seperti RAM, baca disini untuk lebih lengkap ). Program ataupun data yang tidak muat dimasukan pada memory asli ( RAM ), akan disimpan ke dalam sebuah Pagging File. Pengertian Pagging fileialah data yang hanya disimpan sementara atau bisa disebut swap. Pada sistem operasi linux kita diharuskan untuk membuat dua partisi utama yaitu untuk system dan untuk swap. Virtual Memory ini Berbeda halnya dengan Memory fisik seperti RAM, karena ram merupakan komponen yang termasuk kedalam golongan hardware. Walapun dalam kenyatannya Virtual Memory ini disimpan di harddisk, tetapi kerjannya itu tidak tampak, artinya berjalan secara software namun disimpan dihardware. Data yang disimpan ini tidak dapat bertahan lama, dalam artian hanya saat di gunakan saja. Dan bila komputer dimatikan, data data yang tadinya ada di virtual memory akan hilang. Jadi Fungsi Virtual Memoryialah untuk mengoptimalkan kinerja dari komputer, dengan tambahan memory, maka kemungkinan terjadi crash sangat kecil sekali. Ukuran dari paging file biasanya berbeda - beda, kalau ukuran paging file linuxialah 2 kali lipat dari memory aslinya. Misalkan kita memakai memory berkapasitas 512 MB, maka ukuran paging filenya yaitu 1 GB. Walaupun tidak harus 2 GB, tapi untuk memaksimalkan kinerja maka sebaiknya 2 kali lipatnya. Dan untuk Ukuran Paging file Di windows XP dan Vista Yaitu 1,5 kali dari kapasitas aslinya. Misalkan kita menggunakan memory sebesar 1 GB, maka paging filenya sebesar 1,5 GB. Dalam Xp maupun Vista paging file ini dinamai dengan pagefile.sys bila anda ingin mencarinya, pasti tidak akan ketemu, karena file ini disembunyikan atau hidden files.