Sistem OperasiKonsep Page Replacement

(Pemindahan Halaman)

Disusun oleh :

Meliarni

1/13

Pengantar Konsep Pemindahan Halaman2/13

Sebelum dibahas mengenai pemindahan halaman, berikut akan dibahas mengenai

konsep memori virtual dan demand paging yang merupakan dasar dari pemindahan

halaman.

Definisi Memori Virtual

Suatu metode yang memisahkan antara memori logis dan memori fisik dalam eksekusi

suatu proses.

Implementasi Memori Virtual

Dapat dilakukan dengan cara :

1. Demand Paging ( Permintaan Halaman )

2. Demand Segmentation

Metode segmentation tidak akan dibahas karena sulit diimplementasikan.

Permintaan Halaman

Definisi Permintaan Halaman

3/13

Permintaan halaman adalah permintaan pemberian page ( halaman ) yang berarti

halaman yang hanya dibutuhkan saja dimasukkan ke dalam memori fisik sehingga

pemakaian memori fisik menjadi lebih efektif dan efisien.

Valid-Invalid BitBit ini digunakan untuk menandakan apakah halaman yang bersangkutan sedang

berada di memori fisik atau tidak. Bit ini dapat dilihat pada page table. Ada 2 jenis

bit yaitu :

Valid : 1 halaman tersebut berada di memori fisik

Invalid : 0 halaman tidak berada pada logical address space dari proses atau

halaman itu masih berada di disk dan belum dimasukkan ke

dalam memori fisik

Page Fault4/13

Definisi Page FaultPage fault atau kesalahan halaman adalah sebuah interupsi yang disebabkan

sebuah program mengakses halaman yang belum dimasukkan ke dalam

memori fisik.

Mengapa kesalahan halaman bisa terjadi?

Bila sebuah proses sedang berjalan dan mengakses halaman yang berada di

memori (ditandai dengan valid bit) maka proses akan berjalan normal. Namun, apa

yang terjadi ketika sebuah proses mengakses halaman yang tidak ada di

memori fisik?Akan muncul sebuah keadaan yang disebut

page-fault trap (perangkap kesalahan halaman) yang ditangani oleh

Sistem Operasi.

Penanganan Kesalahan Halaman

Langkah-langkah menangani kesalahan halaman :

5/13

1. Periksa tabel internal atau PCB ( Process Control Blocks ) proses tersebut.

Bila alamatnya invalid maka program tersebut tidak dijalankan ( abort )

2. Bila alamatnya valid namun belum dimasukkan ke dalam memori fisik, maka

masukkan.

3. Cari frame yang kosong pada memori fisik. Bila frame penuh, lakukan

pergantian halaman.

4. Jadualkan operasi sebuah disk untuk membaca halaman tersebut ke frame

yang baru dialokasikan.

5. Saat pembacaan selesai, ubah validation bit menjadi “1” yang berarti halaman

telah ada di memori fisik lalu ulangi lagi dari langkah 1.

Konsep Pergantian Halaman6/13

Frame pada memori fisik dapat penuh atau kosong pada suatu saat. Kalau kosong

dapat digunakan langsung, tetapi kalau penuh gunakan algoritma pergantian

halaman. Algortima pergantian halaman akan dibahas kemudian.

Dengan kata lain pergantian halaman adalah dasar dari permintaan halaman, yaitu

ketika terjadi kesalahan halaman terjadi pergantian halaman dilakukan dengan

cara mencari frame pada memori fisik yang akan dijadikan korban (victim).

Kemudian s wap out frame tersebut dan s wap in halaman yang diinginkan ke

dalam frame itu. Lalu ulangi dari langkah awal untuk menjalankan halaman

proses yang baru dimasukkan ke dalam memori fisik.

Keadaan Yang Membutuhkan Pergantian Halaman

Sumber : Applied Operating System, Silberchatz, Galvin, Gagne, edisi VI tahun 2002.

7/13

Langkah-langkah Pergantian Halaman (1):

1. Cari lokasi yang diinginkan oleh halaman yang masih berada di disk

2. Cari frame yang kosong :

a. Jika ada, maka gunakan frame tersebut

8/13

b. Jika tidak ada, maka kita bisa mengosongkan frame yang sedang tidak

dipakai. Gunakan algoritma pergantian halaman untuk menentukan frame

yang akan dikosongkan.

c. Tulis halaman yang telah dipilih ke disk, ubah page-table ( tabel halaman )

dan frame-table ( tabel frame ).

3. Membaca halaman yang diinginkan ke dalam frame kosong yang baru sehingga

frame diisi dengan halaman yang baru dan tabel frame diubah sesuai

dengan halaman yang baru dan ulangi proses dari awal

Langkah-Langkah Pergantian Halaman

Sumber : Applied Operating System, Silberchatz, Galvin, Gagne, edisi VI tahun 2002.

9/13

Perbaikan pada Pergantian Halaman10/13

Pergantian halaman memerlukan dua langkah swap, yaitu swap-out dan swap-in

halaman ke dalam frame pada memori fisik. Keadaan ini menyebabkan terjadinya

overhead dimana service-time page fault menjadi lebih besar dan peningkatan

effective access time (EAT).

Overhead ini dapat diatasi dengan menggunakan modify bit ( dirty bit ).

Arti dari penggunaan modify bit :

Bila dirty bit di-set, maka halaman itu sudah pernah diubah dan harus ditulis ulang

ke backing store sebelum dijadikan korban (victim)

Bila dirty-bit belum di-set, maka halaman itu belum pernah diubah sejak berada

dalam memori fisik, sehingga tidak perlu ditulis ke backing store.

Algoritma Pemindahan Halaman (1)11/13

Ada beberapa macam algoritma pemindahan halaman yang dapat digunakan.

Algoritma yang terbaik adalah yang memiliki tingkat kesalahan halaman

terendah. Selama jumlah frame meningkat, jumlah kesalahan

halaman akan menurun. Peningkatan jumlah frame dapat

terjadi jika memori fisik diperbesar.

Evaluasi algoritma pemindahan halaman dapat dilakukan dengan menjalankan

sejumlah reference string ( string acuan ) di memori dan menghitung jumlah

kesalahan halaman yang terjadi. Sebagai contoh, suatu proses memiliki urutan

alamat: 0100, 0432, 0101, 0612, 0102, 0103, 0104, 0101, 0611, 0102, 0103, 0104,

0101, 0610, 0102, 0103, 0104, 0101, 0609, 0102, 0105; per 100 bytes-nya dapat kita

turunkan menjadi string acuan: 1, 4, 1, 6, 1, 6, 1, 6, 1, 6, 1.

Algoritma Pemindahan Halaman (2)

• Bertujuan untuk mendapatkan page fault rate terendah.

• Ada beberapa algoritma pergantian halaman, yaitu :

1. Algoritma FIFO

2. Algoritma Optimal

3. Algoritma LRU

4. Algoritma Perkiraan LRU

5. Algoritma Counting

6. Algoritma Page Buffering

12/13

Rujukan13/13

• [Silberschatz2002] Abraham Silberschatz, Peter Galvin, dan Greg Gagne, 2002,

Applied Operating Systems, Sixth Edition, John Wiley & Sons.

• [Tanenbaum1997] Andrew S Tanenbaum dan Albert S Woodhull, 1997, Operating

Systems Design and Implementation, Second Edition, Prentice-Hall.

• http://bebas.vlsm.org/v06/Kuliah/SistemOperasi/BUKU/SistemOperas i.pdf

• http://www.iiitmk.ac.in/~courses/itm201/2003- inter/modules/8_virtualmemory.htm

• http://www.cs.vu.nl/~ast/books/mos2/