struktur penyimpanan

STRUKTUR PENYIMPANAN

Struktur Penyimpanan dalam Sistem Operasi Struktur Penyimpanan dalam Sistem Operasi ~ Program komputer harus berada di memori utama (biasanya RAM) untuk dapat dijalankan. Memori utama adalah satu-satunya tempat penyimpanan yang dapat diakses secara langsung oleh prosesor. Baca juga mengenai Sejarah Dalam Sistem Operasi agar lebih memahmi tentang Sistem Operasi (SO) DISINI. Idealnya program dan data secara keseluruhan dapat disimpan dalam memori utama secara permanen. Namun demikian hal ini tidak mungkin karena : Ukuran memori utama relatif kecil untuk dapat menyimpan data dan program secara keseluruhan. Memori utama bersifat volatile, tidak bisa menyimpan secara permanen, apabila komputer dimatikan maka data yang tersimpan di memori utama akan hilang.

1.  Memori Utama Hanya memori utama dan register merupakan tempat penyimpanan yang dapat diakses secara langsung oleh prosesor. Oleh karena itu instruksi dan data yang akan dieksekusi harus disimpan di memori utama atau register. Untuk mempermudah akses perangkat I/O ke memori, pada arsitektur komputer menyediakan fasilitas pemetaan memori ke I/O. Dalam hal ini sejumlah alamat di memori dipetakan dengan device register. Membaca dan menulis pada alamat memori ini menyebabkan data ditransfer dari dan ke device register. Metode ini cocok untuk perangkat dengan waktu respon yang cepat seperti video controller. Register yang terdapat dalam prosesor dapat diakses dalam waktu 1 clock cycle. Hal ini menyebabkan register merupakan media penyimpanan dengan akses paling cepat bandingkan dengan memori utama yang membutuhkan waktu relatif lama. Untuk mengatasi perbedaan kecepatan, dibuatlah suatu penyangga (buffer) penyimpanan yang disebut cache.
2.  Magnetic Disk Magnetic Disk berperan sebagai secondary storage pada sistem komputer modern. Magnetic Disk disusun dari piringan-piringan seperti CD. Kedua permukaan piringan diselimuti oleh bahan-bahan magnetik. Permukaan dari piringan dibagi-bagi menjadi track yang memutar, yang kemudian dibagi lagi menjadi beberapa sektor.
3.  Storage Hierarchy Dalam storage hierarchy structure, data yang sama bisa tampil dalam level berbeda dari sistem penyimpanan. Sebagai contoh integer A berlokasi pada bekas B yang ditambahkan 1, dengan asumsi bekas B terletak pada magnetic disk. Operasi penambahan diproses dengan pertama kali mengeluarkan operasi I/O untuk menduplikat disk block pada A yang terletak pada memori utama Operasi ini diikuti dengan kemungkinan penduplikatan A ke dalam cache dan penduplikatan A ke dalam internal register. Sehingga penduplikatan A terjadi di beberapa tempat. Pertama terjadi di internal register dimana nilai A berbeda dengan yang di sistem penyimpanan. Dan nilai di A akan kembali sama ketika nilai baru ditulis ulang ke magnetic disk. Pada kondisi multi prosesor, situasi akan menjadi lebih rumit. Hal ini disebabkan masing-masing prosesor mempunyai local cache. Dalam kondisi seperti ini hasil duplikat dari A mungkin hanya ada di beberapa cache. Karena CPU (register-register) dapat dijalankan secara bersamaan maka kita harus memastikan perubahan nilai A pada satu cache akan mengubah nilai A pada semua cache yang ada. Hal ini disebut sebagai Cache Coherency.
   
   

MEMORI UTAMA ( MAIN MEMORY )

Memori utama merupakan media penyimpanan dalam bentuk array yang disusun word atau byte, kapasitas daya simpannya bisa jutaan susunan. Setiap word atau byte mempunyai alamat tersendiri. Data yang disimpan pada memori utama ini bersifat volatile, artinya data yang disimpan bersifat sementara dan dipertahankan oleh sumber-sumber listrik, apabila sumber listrik dimatikan maka datanya akan hilang.

Memori utama digunakan sebagai media penyimpanan data yang berkaitan dengan CPU atau perangkat I/O.

Peranan dari Memori Utama

Address bus pertama kali mengontak computer yang disebut memori. Yang dimaksud dengan memori disini adalah suatu kelompok chip yang mampu untuk menyimpan instruksi atau data. CPU sendiri dapat melakukan salah satu dari proses berikut terhadap memori tersebut, yaitu membacanya (read) atau menuliskan/menyimpannya (write) ke memori tersebut. Memori ini diistilahkan juga sebagai Memori Utama.

Tipe chip yang cukup banyak dikenal pada memori utama ini DRAM ( Dinamic Random Access Memory ). Kapasitas atau daya tampung dari satu chip ini bermacam-macam, tergantung kapan dan pada computer apa DRAM tersebut digunakan.

Memori dapat dibayangkan sebagai suatu ruang kerja bagi komputer dan memori juga menentukan terhadap ukuran dan jumlah program yang bias juga jumlah data yang bias diproses. Memori terkadang disebut sebagai primary storage, primary memory, main storage, main memory, internal memory. Ada beberapa macam tipe dari memori komputer, yaitu :

Random Access Memory ( RAM )

Read Only Memory ( ROM )

CMOS Memory

Virtual Memory

SIFAT MAIN MEMORY

Memori berfungsi menyimpan sistim aplikasi, sistem pengendalian, dan data yang sedang beroperasi atau diolah. Semakin besar kapasitas memori akan meningkatkan kemapuan komputer tersebut. Memori diukur dengan KB atau MB. Random Access Memory (RAM), merupakan bagian memory yang bisa digunakan oleh para pemakai untuk menyimpan program dan data. Kebanyakan dari RAM disebut sebagai barang yang volatile. Artinya adalah jika daya listrik dicabut dari komputer dan komputer tersebut mati, maka semua konten yang ada di dalam RAM akan segera hilang secara permanen.

Karena RAM bersifat temporer dan volatile, maka orang menciptakan suatu media penyimpanan lain yang sifatnya permanen. Ini biasanya disebut sebagai secondary storage. Secondary storage bersifat tahan lama dan juga tidak volatile, ini berarti semua data atau program yang tersimpan di dalamnya bisa tetap ada walaupun daya atau listrik dimatikan. Beberapa contoh dari secondary storage ini misalnya adalah magnetic tape, hardisk, magnetic disk dan juga optical disk.

Jenis-jenis RAM :

Berdasarkan cara kerja :

Dynamic RAM (DRAM)

Fast Page Mode DRAM (FPM DRAM)

Extended Data Output DRAM (EDO DRAM)

Synchronous DRAM (SDRAM)

Rambus DRAM (RDRAM)

Double Data Rate SDRAM (DDR SDRAM)

Untuk video :

Video RAM (VRAM)

Windows RAM (WRAM)

Synchronous Graphic RAM (SGRAM)

Static RAM (SRAM)

KAPASITAS MAIN MEMORY BERDASARKAN MODULE :

Single Inline Memory Module (SIMM)

Mempunyai kapasitas 30 atau 72 pin. Memori SIMM 30 pin untuk kegunaan PC zaman 80286 sehingga 80486 dan beroperasi pada 16 bit. Memory 72 pin banyak digunakan untuk PC berasaskan Pentium dan beroperasi pada 32 bit. Kecepatan dirujuk mengikuti istilah ns (nano second) seperti 80ns, 70ns, 60ns dan sebagainya. Semakin kecil nilainya maka kecepatan lebih tinggi. DRAM (dynamic RAM) dan EDO RAM (extended data-out RAM) menggunakan SIMM. DRAM menyimpan bit di dalam suatu sel penyimpanan (storage sell) sebagai suatu nilai elektrik (electrical charge) yang harus di-refesh beratus-ratus kali setiap saat untuk menetapkan (retain) data. EDO RAM sejenis DRAM lebih cepat, EDO memakan waktu dalam output data, dimana ia memakan waktu di antara CPU dan RAM. Memori jenis ini tidak lagi digunakan pada komputer akhir-akhir ini.

Double Inline Memory Module (DIMM)

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. Menyokong 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. dan terdapat dalam dua kecepatan iaitu 100MHz (PC100) dan 133MHz (PC133).

RIMM (Rambus)

Dulu dikenali sebagai RDRAM. Adalah sejenis SDRAM yang dibuat oleh Rambus. DRDRAM digunakan untuk CPU dari Intel yang berkecepatan tinggi. Pemindahan data sama seperti DDR SDRAM tetapi mempunyai dua saluran data untuk meningkatkan kemampuan. Juga dikenali sebagai PC800 yang kerkelajuan 400MHz. Beroperasi dalam bentuk 16 bit bukan 64 bit. Pada saat ini terdapat DRDRAM berkecepatan 1066MHz yang dikenal dengan RIMM (Rambus inline memory module). DRDRAM model RIMM 4200 32-bit menghantar 4.2gb setiap saat pada kecepatan 1066MHZ.

Berdasarkan jumlah pin : 30 pin, 72 pin, 168 pin. Berdasarkan kecepatannya (nanosecond)

Terdapat beberapa jenis RAM yang beredar dipasaran hingga saat ini yaitu :

FPM DRAM (Fast Page Mode Random Access Memory)

Adalah RAM yang paling pertama kali ditancapkan pada slot memori 30 pin mainboard komputer, dimana RAM ini dapat kita temui pada komputer type 286 dan 386. Memori jenis ini sudah tidak lagi diproduksi.

EDO RAM ( Extended Data Out Random Access Memory)

RAM jenis ini memiliki kemampuan yang lebih cepat dalam membaca dan mentransfer data dibandingkan dengan RAM biasa. Slot memori untuk EDO – RAM adalah 72 pin. Bentuk EDO-RAM lebih panjang daripada RAM yaitu bentuk Single Inline Memory Modul (SIMM). Memiliki kecepatan lebih dari 66 Mhz.

BEDO RAM (Burst EDO RAM)

RAM yang merupakan pengembangan dari EDO RAM yang memiliki kecepatan lebih dari 66 MHz.

SD RAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory)

RAM jenis ini memiliki kemampuan setingkat di atas EDO-RAM. Slot memori untuk SD RAM adalah 168 pin. Bentuk SD RAM adalah Dual Inline Memory Modul (DIMM). Memiliki kecepatan di atas 100 MHz.

RD RAM (Rambus Dynamic Random Access Memory)

RAM jenis ini memiliki kecepatan sangat tinggi, pertama kali digunakan untuk komputer dengan prosesor Pentium 4. Slot Memori untuk RD RAM adalah 184 pin. Bentuk RD RAM adalah Rate Inline Memory Modul (RIMM). Memiliki kecepatan hingga 800 MHz.

DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM)

RAM jenis ini memiliki kecepatan sangat tinggi dengan menggandakan kecepatan SD RAM, dan merupakan RAM yang banyak beredar saat ini. RAM jenis ini mengkonsumsi sedikit power listrik. Slot Memori untuk DDR SDRAM adalah 184 pin, bentuknya adalah RIMM.

RAM terdiri dari sekumpulan chip. Chip-chip ini mampu untuk menampung:

Data untuk diproses.

Instruksi atau program, untuk memproses data.

Data yang telah diproses dan menunggu untuk dikirim ke output device, secondary storage atau juga communication device.

Instruksi sistem operasi yang mengontrol fungsi-fungsi dasar dari sistem Komputer.

Semua data dan program yang dimasukkan lewat alat input akan disimpan terlebih dahulu di main memory, khususnya di RAM yang merupakan memori yang dapat di akses, artinya dapat diisi dan diambil isinya oleh programmer.

MEMORY SECONDARY

Memory sekunder, dipergunakan untuk menyimpan data, informasi, dan program
secara permanen sebagai berkas atau file. Contoh memory sekunder adalah floppy disk,
hard disk, zipdrive, CD-Rom, DVD, dan lain-lain. Sebagian besar memory sekunder saat
ini berbentuk disk/cakram/piringan. Operasi terhadap data, informasi, dan program
dilakukan dengan perputaran disk. Satu putaran piringan disebut RPM ( Rotation Per
Minute ). Semakin cepat perputaran, maka waktu akses akan semakin singkat. Hal ini
mengakibatkan semakin besar tekanan terhadap disk dan semakin besar panas yang
dihasilkan. Jenis memory sekunder yang akan digunakan akan menentukan kecepatan
akses dan metode akses data. Beberapa contoh ukuran kecepatan memory sekunder
adalah sebagai berikut.

KAPASITAS SECONDARY MEMORY
• Pre-IDE : Memiliki kecepatan 3600 RPM
• IDE : Memiliki kecepatan 5200 RPM
• IDE/SCSI : Memiliki kecepatan 5400 RPM
• IDE/SCSI : Memiliki kecepatan 10000 RPM
Memory sekunder memiliki alat untuk membaca dan menulis. Alat
untuk membaca dan menulis pada harddisk disebut head sedangkan pada floppy disk
disebut side. Setiap piringan dalam disk memiliki 2 sisi head/side, yaitu sisi 0 dan sisi 1.
Head/side dibagi menjadi sejumlah lingkaran konsentrik yang disebut track. Kumpulan
track yang sama dari sebuah head yang ada disebut cylinder. Pada suatu track dibagai
menjadi daerah-daerah lebih kecil yang disebut sector. Gambaran tentang cylinder,
sector, track dsitunjukkan oleh gambar 2.8.
7
Berkas yang disimpan dalam memory sekunder dapat berinteraksi dengan
peralatan input/output dengan perantara suatu unut pengolah ( processor ).
Hubungan antara berkas dan unit input/output ditunjukkan terhadap oleh bagan dibawah
ini:
Memory sekunder mempunyai karakteristik sebagai berikut.

CIRI CIRI  DAN SIFAT SECONDARY MEMORY

1. Sifat penyimpanan yang tetap ( persistent ), sehingga media penyimpanan
sekunder perlu dipisahkan dari unit pengolah utama ( central prosessing unit/
CPU ) dan memory utama ( main memory ), dan di hubungkan oleh kabel/bus ke
unit pengolah ( prosessor ) dan memory utama ( main memory )
2. Kemampuan untuk digunakan secara bersama-sama ( shareability )
3. Kemampuan untuk menyimpan sejumlah data, informasi, dan program
Langkah pengolahan data daeri dalam memory sekunder adalah sebagai berikut.
1. Menentukan lokasi data pada memory eksternal (external memory/storage )
2. Prosessor akan membaca data, dan menyalin data dari memory eksternal
( external memory/storage ) ke memory utama (main memory)
Pada saat menupdate data, maka salinan data dalam main memory yang telah
diubah akan dituliskan, yaitu dipindahkan dari main memory ke memory sekunder
Berdasarkan medianya, memory sekunder terdiri atas :
1. Optical disk
• Memnggunakan prinsip optis, yaitu berdasarkan pantulan cahaya ( sinar
laser ) pada head baca.
• Pembacaan data tidak melibatkan kontak fisik antara head dan disk
• Proses penulisan datanya lebih lambat dari pada proses pembacaan data
• Lebih awet tahan terhadap jamur, dan lain-lain
• Pembacaan data secara acak ( Random )
• Mempunyai kemampuan baca-tulis ( read/write )
• Kapasitas besar
• Ukuran kecil
• Contoh : cd rom
Berkas dalam media penyimpanan sekunder
Input device Output device
Prossesor 82 Magnetik storage
• Dapat terbentuk disk/tape
• Media penyimpanan ini menggunakan bahan serbuk magnet
• Akses data menggunakan prinsip induksi magnetis
• Jenis ini terdiri atas magnetic tape dan magnetic disk

Manajemen Penyimpanan Sekunder

Penyimpanan sekunder ( secondary memory) adalah sarana penyimpanan yang berada satu tingkat di bawah memori utama sebuah komputer dalam hirarki memori. Tidak seperti memori utama komputer, penyimpanan sekunder tidak memiliki hubungan langsung dengan prosesor melalui bus, sehingga harus melewati M/K.

Sarana penyimpanan sekunder memiliki ciri-ciri umum sebagai berikut:

Non volatile(tahan lama). Walaupun komputer dimatikan, data-data yang disimpan di sarana penyimpanan sekunder tidak hilang. Data disimpan dalam piringan-piringan magnetik.

Tidak berhubungan langsung dengan bus CPU. Dalam struktur organisasi komputer modern, sarana penyimpanan sekunder terhubung dengan northbridge. Northbridge yang menghubungkan sarana penyimpanan sekunder pada M/K dengan bus CPU.

Lambat. Data yang berada di sarana penyimpanan sekunder memiliki waktu yang lebih lama untuk diakses ( read/write) dibandingkan dengan mengakses di memori utama. Selain disebabkan oleh bandwidth bus yang lebih rendah, hal ini juga dikarenakan adanya mekanisme perputaran head dan piringan magnetik yang memakan waktu.

Harganya murah. Perbandingan harga yang dibayar oleh pengguna per byte data jauh lebih murah dibandingkan dengan harga memori utama.

Sarana penyimpanan sekunder memiliki fungsi-fungsi sebagai berikut:

Menyimpan berkas secara permanen. Data atau berkas diletakkan secara fisik pada piringan magnet dari disk, yang tidak hilang walaupun komputer dimatikan ( non volatile)

Menyimpan program yang belum dieksekusi prosesor. Jika sebuah program ingin dieksekusi oleh prosesor, program tersebut dibaca dari disk, lalu diletakkan di memori utama komputer untuk selanjutnya dieksekusi oleh prosesor menjadi proses.

Memori virtual. Adalah mekanisme sistem operasi untuk menjadikan beberapa ruang kosong dari disk menjadi alamat-alamat memori virtual, sehingga prosesor bisa menggunakan memorivirtual ini seolah-olah sebagai memori utama. Akan tetapi, karena letaknya di penyimpanan sekunder, akses prosesor ke memori virtual menjadi jauh lebih lambat dan menghambat kinerja komputer.

Sistem operasi memiliki peran penting dalam manajemen penyimpanan sekunder. Tujuan penting dari manajemen ini adalah untuk keamanan, efisiensi, dan optimalisasi penggunaan sarana penyimpanan sekunder.

CARA KERJA MEDIA PENYIMPANAN (STORAGE)
Storage merupakan media untuk menyimpan data, informasi dan instruksi. Ada berbagai macam storage device pada komputer, seperti hard disk, floopy disk, optical device SD card, flash memory dan lain sebagainya. Masing-masing media storage memiliki kelebihan dan kekurangan.
Seperti flash memory dan SD card, walaupun memiliki kelebihan mudah dibawa kemanapun, karena memang ukurannya yang relatif kecil dan karena penggunaannya cukup mudah yaitu plug and play, namun media storage tersebut terbatas kapasitasnya dan kecepatan baca tulisnya juga tidak terlalu cepat. Cara kerja penyimpanan pada media ini adalah menyimpan kode-kode biner ke dalam memori atau chip di dalam flash.
Sama seperti flash memory dan SD card, optical device juga hanya memiliki kapasitas penyimpanan yang terbatas, kelemahan lainnya yaitu optical device sangat sensitif terhadap goresan, sedikit saja goresan dapat merusak data. Cara kerja penyimpanannya adalah menuliskan data menggunakan laser ke piringan compact disc.
Untuk floopy disk sendiri saat ini sudah jarang sekali digunakan, karena selain kapasitas penyimpanannya yang sangat kecil yaitu hanya sebesar 1,44 MegaBytes (MB), kecepatan baca tulisnya sangat rendah, floopy disk juga rentan terhadap goresan, sehingga mudah rusak. Cara kerjanya data dipindahkan melalui head pada floopy ke piringan disket.
Seperti yang telah diketahui bahwa storage adalah tempat penyimpanan dari hasil-hasil instruksi yang sebelumnya dieksekusi oleh prosesor, yang sebelumnya lagi ada proses fetch yaitu pengambilan data dari RAM oleh prosesor, decode yaitu penerjemahan instruksi agar dapat dimengerti prosesor dan operand jika dibutuhkan.
Dari kesekian banyak media storage, hardisklah yang biasanya digunakan di tiap-tiap komputer personal (PC), baik komputer desktop maupun laptop. Hard disk dipilih untuk penyimpanan utama karena memang kecepatan baca tulisnya yang tinggi, tidak mudah rusak oleh guncangan maupun goresan karena dibalut casing dan alasan utamanya karena kapasitasnya yang relatif besar.
1. Pengertian hard disk.
Pada prinsipnya hard disk menyediakan kebutuhan penyimpanan data dari sebuah komputer. Hal itu dilakukan dengan cara menyimpan data tersebut dalam sebuah space magnetis di atas permukaan yang berputar berupa piringan (disk) yang berlapis magnet.
Ukuran yang digunakan untuk membedakan kelas hard disk adalah kapasitas, kecepatan akses, kecepatan baca tulis dan interface yang digunakan. Kapasitas hard disk dinyatakan dalam satuan byte. Rata-rata hard disk masa kini telah berkapasitas diatas 40 GB. Kecepatan hard disk dinyatakan dalam ukuran RPM (rotation per minutes). Rata-rata kecepatan hardisk masa kini adalah 7200 RPM. Sementara perbedaan interface hardisk dibedakan menjadi beberapa macam antara lain : SCSI, IDE atau PATA : Paralel ATA (Advanced Technology Attachment), dan SATA (serial ATA).
PATA (Paralel ATA) merupakan sistem pemasangan hardisk dimana satu atau dua IDE devices dapat dipasang dalam satu kabel dan terkoneksi kepada satu ports IDE secara paralel. Sementara SATA (Serial ATA) adalah revolusi baru cara pemasangan hardisk dengan hanya satu devices dalam satu port SATA. Terkesan lebih boros, namun kecepatan akses SATA jauh lebih tinggi dibandingkan dengan PATA, kesan pemasangan pun lebih rapi karena kabel yang digunakan untuk SATA jauh lebih kecil dari kabel IDE.
2. Komponen hard disk.
Teknologi penyimpanan data dalam space magnetis seperti pada hard disk sebenarnya sudah cukup lama digunakan. Sejak jaman penyimpanan lagu dalam piringan hitam serta kaset-kaset pada jaman dahulu teknologi seperti ini sudah dikenal. Perbedaannya pada hard disk dialami penyempurnaan dan peningkatan kemampuan simpan.
Piringan magnetis dalam hard disk digunakan untuk menyimpan data digital dengan memberi penandaan pada tiap bagian hard disk. Masing-masing bagian yang sudah maupun belum diisi data akan diberi penandaan dengan spot magnetis. Data disimpan dalam piringan magnetis setelah dirubah dengan angka biner yang diwakili oleh angka 0 dan 1.
Di dalam sebuah hard disk umumnya terdapat sebuah drive dengan piringan (disk) yang berputar. Sebuah hard disk berkapasitas tinggi umumnya memiliki beberapa disk berdiameter 3,5 inchi dan mampu menyimpan data pada kedua sisinya. Dalam ruangan yang sama terdapat motor yang memutar piringan dengan kecepatan antara 4500 hingga 15000 rotation per minutes (RPM).
Di dalam hard disk juga terdapat alat bernama head yang digunakan untuk membaca dan menulis data dari masing-masing permukaan disk. Penggerak dengan sebuah lengan mengendalikan head ini untuk tetap berada pada posisi tertentu pada permukaan disk. Bila ada lima disk dalam sebuah hard disk maka akan ada sepuluh head dengan sepuluh lengan berbeda.
3. Cara kerja hard disk
Hard disk akan merekam data dalam putaran konsentris yang biasa disebut dengan track. Dalam sebuah track ini masih ada pembagian lagi yang disebut dengan sektor. Masing-masing track dalam sebuah disk bisa diibaratkan sebuah buku tempat anda menyimpan tulisan yang tertata rapi dalam sebuah disk. Kalau sistem operasi membutuhkan file yang terletak dalam track dan sektor tertentu maka permintaan tersebut akan diteruskan lewat lengan pengendali head ke posisi track dan sektor tertentu dimana data disimpan.
Saat sistem operasi mengirim data ke hard disk untuk disimpan maka drive pada hard disk akan terlebih dahulu melakukan perhitungan data dengan rumus matematis yang kompleks untuk menambahkan hitungan bit pada sebuah data. Dengan konversi ini maka data bisa disimpan dengan lebih efisien. Selain itu ketika nanti data tersebut dibutuhkan kembali tambahan bit tersebut mampu mendeteksi dan mengkoreksi kesalahan acak karena variasi dari ruangan magnetis yang lebar.
Selanjutnya head akan digerakkan menuju track tertentu di atas disk untuk melakukan baca dan tulis. Waktu yang dibutuhkan untuk memindahkan head dari satu track ke track yang lain inilah yang disebut dengan seek time. Setelah berada pada track yang benar head akan menunggu sampai berada pada sektor tertentu untuk membaca dan menulis data. Untuk menulis data head akan menunggu sampai berada pada sektor yang belum terisi sementara saat membaca head akan menunggu sampai berada pada sektor dimana data disimpan.
Waktu yang dibutuhkan untuk menunggu berada pada sektor yg tepat ini sering disebut sebagai latency. Semakin kecil nilai seek time dan latency maka akan semakin tinggi kinerja sebuah hard disk. Saat head berada pada sektor yang tepat untuk menuliskan data maka sebuah pulsa elektronik akan disalurkan lewat head menuju piringan. Pulsa elektronik tersebut menghasilkan tempat tertentu diatas disk untuk menyimpan data.

PIRANTI PENYIMPANAN

Dalam sistem pemrosesan data, diperlukan memory sebagai penyimpan data yang akan diproses dan penyimpan informasi hasil pemrosesan. Hasil pemrosesan komputer akan disimpan dalam piranti penyimpanan. Berikut beberapa piranti penyimpanan yang sering digunakan……..

• 
• Harddisk
• Harddisk merupakan tempat penyimpanan data yang bersifat non-volatile atau data yang tersimpan tidak terpengaruh oleh ada tidaknya  arus listrik. Penentuan dalam memilih harddisk didasarkan pada kapasitas yang dimiliki, kecepatan  putar (RPm), besarnya memory internal  dan interface atau antarmuka yang dimiliki. Satuan ukuran kapasitatas harddisk adalah byte.
• Saat ini ukuran kapasitas harddisk dipasaran bervariasi, mulai dari 80 GB, 120GB, 160 GB, 250 GB, 500 GB hingga 1 Tera.

•  
• OPTICAL DRIVE
• Optical drive adalah media baca dan tulis secara optik. Yang termasuk dalam optical drive adalah : CD-ROM drive, CD-RW drive, DVD-ROM drive, dan DVD-RW drive. Kecepatan tranfer data pada optical drive dinyatakan dalam symbol ‘x’/kali,.

• Floppy disk
•  
• floppy disk merupakan media penyimpanan magnetik untuk membaca dan menulis data dengan media disket. Floppy diks dibedakan berdasarkan kapasitas disket yang digunakan, misal floppy diks 360 KB digunakan untuk disket yang berkapasitas 360 KB . Saat ini floppy sudah jarang digunakan, bahkan pada beberapa paket komputer baru sudah tidak dimuat karena fungsi disket saat ini sudah digantikan oleh USB flash diks.

• 
• Flashdiks
• Flashdiks atau sering juga disebut dengan USB Flash drive, merupakan perangkat penyimpan data yang berupa memory flash yang terintegrasi dengan antar muka USB. Flashdiks memiliki sifat dapat dibaca dan ditulis oleh komputer dan akan mempertahankan informasi yang telah ditulis dalam memorinya walaupun tanpa adanya arus listrik. Dengan demikian, piranti ini juga bersifat non-volatil

CACHE MEMORY

Pengertian dan Fungsi Cache pada Komputer

Sebagai bagian dalam dasar komputer daninternet, cache harus kita masukkan juga di dalamnya. Karena itu Edutechnolife mencoba membagikannya pada sobat sekalian. Sebelumnya juga telah dituliskan mengenai cookie (baca: Cookie – Pengertian dan Kegunaannya). Kali ini kita akan share mengenai Cache – Pengertian dan Fungsinya pada Komputer.

Pengertian cache

Cache adalah memory berukuran kecil yang sifatnya temporary (sementara). Walaupun ukuran filenya sangat kecil, namun keceptannya sangat tinggi. Dalam terminologi hardware, istilah ini biasanya merujuk pada memory berkecepatan tinggi yang menjembatani aliran data antara processor dengan memory utama (RAM) yang biasanya memiliki kecepatan jauh lebih rendah.

Dalam terminologi hardware, istilah ini biasanya merujuk pada memory berkecepatan tinggi yang menjembatani aliran data antara processor dengan memory utama (RAM) yang biasanya memiliki kecepatan jauh lebih rendah. Penggunaan cache ditujukan untuk meminimalisir terjadinya bottleneck dalam aliran data antara processor dan RAM. Sedangkan dalam terminologi software, istilah ini merujuk pada tempat penyimpanan sementara untuk beberapa file yang sering diakses (biasanya diterapkan dalam network).

Cache umumnya terbagi menjadi beberapa jenis, seperti L1 cache, L2 cache dan L3 cache. Kan udah ada memori utama (RAM), apa kegunaannya? Sabar dong sob. Ini kan baru pada tahap pengertian.

Fungsi dan kegunaan cache

Cache berfungsi sebagai tempat penyimpanan sementara untuk data atau instruksi yang diperlukan oleh processor. Secara gampangnya, cache berfungsi untuk mempercepat akses data pada komputer karena cache menyimpan data/informasi yang telah diakses oleh suatu buffer, sehingga meringankan kerja processor.

Dalam Internet sebuah proxy cache dapat mempercepat proses browsing dengan cara menyimpan data yang telah diakses di komputer yang berjarak dekat dengan komputer pengakses. Jika kemudian ada user yang mengakses data yang sama, proxy cache akan mengirim data tersebut dari cache-nya, bukan dari tempat yang lama diakses. Dengan mekanisme HTTP, data yang diberikan oleh proxy selalu data yang terbaru, karena proxy server akan selalu mencocok kan data yang ada di cache-nya dengan data yang ada di server luar.

Kecepatan cache memory

Transfer data dari L1 cache ke prosesor terjadi paling cepat dibandingkan L2 cache maupun L3 cache (bila ada). Kecepatannya mendekati kecepatan register. L1 cache ini dikunci pada kecepatan yang sama pada prosesor. Secara fisik L1 cache tidak bisa dilihat dengan mata telanjang. L1 cache adalah lokasi pertama yang diakses oleh prosesor ketika mencari pasokan data. Kapasitas simpan datanya paling kecil, antara puluhan hingga ribuan byte tergantung jenis prosesor. Pada beberapa jenis prosesor pentium kapasitasnya 16 KB yang terbagi menjadi dua bagian, yaitu 8 KB untuk menyimpan instruksi, dan 8 KB untuk menyimpan data.

Transfer data tercepat kedua setelah L1 cache adalah L2 cache. Prosesor dapat mengambil data dari cache L2 yang terintegrasi (on-chip) lebih cepat dari pada cache L2 yang tidak terintegrasi. Kapasitas simpan datanya lebih besar dibandingkan L1 cache, antara ratusan ribu byte hingga jutaan byte, ada yang 128 KB, 256 KB, 512 KB, 1 MB, 2 MB, bahkan 8 MB, tergantung jenis prosesornya. Kapasitas simpan data untuk L3 cache lebih besar lagi, bisa ratusan juta byte (ratusan mega byte).

Disain Cache pada Sistem Komputer

Pada rancangan prosesor modern dengan beberapa tingkat pipeline, upaya untuk mengisi penuh seluruh pipeline dengan instruksi dan data perlu dilakukan agar operasi sistem komputer secara keseluruhan efisien.

Perbedaan kecepatan operasi antara prosesor dan memori utama bisa menjadi kendala bagi dicapainya efisiensi kerja sistem komputer. Bila prosesor bekerja jauh lebih cepat daripada memori utama maka setiap kali prosesor mengambil instruksi atau data, diperlukan waktu tunggu yang cukup lama. Waktu tunggu tersebut akan lebih berarti bila digunakan untuk memproses data.

Kendala ini menyebabkan diperlukannya cache, yakni memori berkapasitas kecil tetapi berkecepatan tinggi, yang dipasang di antara prosesor dan memori utama. Instruksi dan data yang sering diakses oleh prosesor ditempatkan dalam cache sehingga dapat lebih cepat diakses oleh prosesor. Hanya bila data atau instruksi yang diperlukan tidak tersedia dalam cache barulah prosesor mencarinya dalam memori utama.

Cache umumnya menggunakan memori statik yang mahal harganya, sedangkan memori utama menggunakan memori dinamik yang jauh lebih murah. Sistem komputer akan bekerja sangat cepat apabila seluruh sistem memori utamanya menggunakan memori statik, tetapi akibatnya harga sistem komputer akan menjadi sangat mahal. Selain itu, karena hamburan panas pada memori statik lebih besar, sistem komputer yang menggunakan memori statik ini akan menghasilkan panas yang berlebihan.
Hirarki Sistem Memori

Pada sistem komputer terdapat berbagai jenis memori, yang berdasarkan kecepatan dan posisi relatifnya terhadap prosesor, bisa disusun secara hirarkis.

Puncak hirarki sistem “memori” komputer adalah register yang berada dalam chip prosesor dan merupakan bagian integral dari prosesor itu sendiri. Isi register-register itu bisa dibaca dan ditulisi dalam satu siklus detak. Level hirarki berikutnya adalah memori cache internal (on-chip). Kapasitas cache internal yang sering disebut sebagai cache level pertama ini umumnya sekitar 8 KB. Waktu yang diperlukan untuk mengakses data atau instruksi dalam cache internal ini sedikit lebih lama dibandingregister, yakni beberapa siklus detak.

Prosesor-prosesor mutakhir dilengkapi dengan cache level kedua yang kapasitasnya lebih besar dan ditempatkan di luar chip. Prosesor P6 (Pentium Pro), misalnya, cache level pertamanya berkapasitas 8KB untuk data dan 8 KB untuk instruksi. Cache level keduanya berkapasitas 256 KB, yang merupakan keping terpisah tetapi dikemas menjadi satu dengan prosesornya. Selama program dieksekusi, sistem komputer secara terus menerus memindah-mindahkan data dan instruksi ke berbagai tingkat dalam hirarki sistem “memori”.

Data dipindahkan menuju ke puncak hirarki bila diakses oleh prosesor, dan dikembalikan lagi ke hirarki yang lebih rendah bila sudah tidak diperlukan lagi. Data-data tersebut ditransfer dalam satuan-satuan yang disebut “blok”; satu “blok” dalam cache disebut satu “baris”. Umumnya, data yang berada pada suatu level hirarki merupakan bagian dari data yang disimpan pada level di bawahnya.

Program komputer pada umumnya tidak mengakses memori secara acak. Besar kecenderungannya bahwa bila program mengakses suatu word maka dalam waktu dekat word tersebut akan diakses lagi. Hal ini dikenal sebagai prinsip lokalitas temporal. Juga besar kecenderungannya bahwa dalam waktu dekat word yang berada di dekat word yang baru diakses akan diakses juga.

Yang terakhir ini dikenal sebagai prinsip lokalitas spatial. Karena sifat lokalitas temporal, maka harus diperhatikan word yang telah ada dalam cache, dan karena sifat lokalitas spatial maka perlu diperhatikan kemungkinan memindahkan beberapa word yang berdekatan sekaligus

Memori Virtual

Selama bertahun-tahun, pelaksanaan berbagai strategi managemen memori yang ada menuntut keseluruhan bagian proses berada di memori sebelum proses dapat mulai dieksekusi. Dengan kata lain, semua bagian proses harus memiliki alokasi sendiri pada memori fisiknya.

Pada nyatanya tidak semua bagian dari program tersebut akan diproses, misalnya:

Terdapat pernyataan-pernyataan atau pilihan yang hanya akan dieksekusi jika kondisi tertentu dipenuhi. Apabila kondisi tersebut tidak dipenuhi, maka pilihan tersebut tak akan pernah dieksekusi/ diproses. Contoh dari pilihan itu adalah: pesan-pesan error yang hanya akan muncul bila terjadi kesalahan dalam eksekusi program.

Terdapat fungsi-fungsi yang jarang digunakan, bahkan sampai lebih dari 100x pemakaian.

Terdapat pealokasian memori lebih besar dari yang sebenarnya dibutuhkan. Contoh pada: array, list, dan tabel.

Hal-hal di atas telah menurunkan optimalitasi utilitas dari ruang memori fisik. Pada memori berkapasitas besar, hal ini mungkin tidak menjadi masalah. Akan tetapi, bagaimana jika memori yang disediakan terbatas?

Salah satu cara untuk mengatasinya adalah dengan overlay dan dynamic loading . Namun hal ini menimbulkan masalah baru karena implementasinya yang rumit dan penulisan program yang akan memakan tempat di memori. Tujuan semula untuk menghemat memori bisa jadi malah tidak tercapai apabila program untuk overlay dan dynamic loading . malah lebih besar daripada program yang sebenarnya ingin dieksekusi.

Maka sebagai solusi untuk masalah-masalah ini digunakanlah konsep memori virtual.

Pengertian

Memori virtual merupakan suatu teknik yang memisahkan antara memori logis dan memori fisiknya. Teknik ini mengizinkan program untuk dieksekusi tanpa seluruh bagian program perlu ikut masuk ke dalam memori.

Berbeda dengan keterbatasan yang dimiliki oleh memori fisik, memori virtual dapat menampung program dalam skala besar, melebihi daya tampung dari memori utama yang tersedia.

Prinsip dari memori virtual yang patut diingat adalah bahwa: "Kecepatan maksimum eksekusi proses di memori virtual dapat sama, tetapi tidak pernah melampaui kecepatan eksekusi proses yang sama di sistem tanpa menggunakan memori virtual."

Konsep memori virtual pertama kali dikemukakan Fotheringham pada tahun 1961 pada sistem komputer Atlas di Universitas Manchester, Inggris (Hariyanto, Bambang : 2001).

Keuntungan

Sebagaimana dikatakan di atas bahwa hanya sebagian dari program yang diletakkan di memori. Hal ini berakibat pada:

Berkurangnya I/O yang dibutuhkan (lalu lintas I/O menjadi rendah). Misal, untuk program butuh membaca dari disk dan memasukkan dalam memory setiap kali diakses.

Berkurangnya memori yang dibutuhkan (space menjadi lebih leluasa). Contoh, untuk program 10 MB tidak seluruh bagian dimasukkan dalam memori. Pesan-pesan error hanya dimasukkan jika terjadi error.

Meningkatnya respon, sebagai konsekuensi dari menurunnya beban I/O dan memori.

Bertambahnya jumlah user yang dapat dilayani. Ruang memori yang masih tersedia luas memungkinkan komputer untuk menerima lebih banyak permintaan dari user.

Implementasi

Gagasan dari memori virtual adalah ukuran gabungan program, data dan stack melampaui jumlah memori fisik yang tersedia. Sistem operasi menyimpan bagian-bagian proses yang sedang digunakan di memori utama (main memory) dan sisanya ditaruh di disk. Begitu bagian di disk diperlukan, maka bagian di memori yang tidak diperlukan akan disingkirkan (swap-out) dan diganti (swap-in) oleh bagian disk yang diperlukan itu.

Memori virtual diimplementasikan dalam sistem multiprogramming. Misalnya: 10 program dengan ukuran 2 Mb dapat berjalan di memori berkapasitas 4 Mb. Tiap program dialokasikan 256 KByte dan bagian-bagian proses di-swap masuk dan keluar memori begitu diperlukan. Dengan demikian, sistem multiprogramming menjadi lebih efisien.

Memori virtual dapat dilakukan melalui dua cara:

Permintaan pemberian halaman (demand paging).

Permintaan segmentasi (demand segmentation). Contoh: IBM OS/2. Algoritma dari permintaan segmentasi lebih kompleks, karenanya jarang diimplementasikan

FUNGSI VIRTUAL MEMORY pada PC

Fungsi Virtual Memory ialah untuk mengoptimalkan kinerja dari komputer, dengan tambahan memory, maka kemungkinan terjadi crash sangat kecil sekali.

Ukuran dari paging file biasanya berbeda – beda.

Untuk ukuran paging file linux ialah 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.

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 kita ingin mencarinya, pasti tidak akan ketemu, karena file ini disembunyikan atau hidden files.

sebetulnya mengacu pada RAM (Random Access Memory ). Sebuah komputer membutuhkan RAM untuk menyimpan data dan instruksi yang dibutuhkan untuk menyelesaikan sebuah perintah (task). Data ataupun instruksi yangtersedia pada RAM memungkinkan processor atau CPU (Central Processing Unit ) untuk mengaksesnya dengan cepat.

Saat CPU membuka sebuah program aplikasi dari harddisk seperti word processing , spreadsheet , ataupun game ia akan me- loading -nya ke memory. Hal ini memungkinkan aplikasi bekerja lebih cepat dibandingkan harus mengakses langsung ke harddisk yang memang jauh lebih lambat.

Sebab harddisk memang bertugas sebagai storage data, bukan sebagai memory. Dengan mengakses data ataupun aplikasi yang tersedia di RAM, mempercepat PC Anda dalam menyelesaikan tugasnya.

Analogi sederhana untuk mengerti hal ini, lebih mudah jika mengambil pada kegiatan nyata dalam kehidupan sehari- hari. Misalnya pada lingkungan kerja. Di mana ada meja kerja, dan sebuah lemari arsip. Lemari arsip dapat diandaikan layaknya harddisk, di mana tersedia berkas-berkas dan informasi yang dibutuhkan. Saat mulai bekerja, berkas- berkas informasi akan dikeluarkan dari dalam lemari ke meja kerja. Ini untuk memudahkan dan mempercepat akses ke informasi yang dibutuhkan. Maka, meja kerja dapat dianalogikan sebagai memory pada PC.

Dengan analogi sederhana tersebut, tentunya Anda sudah dapat membayangkan perbedaan kecepatan akses, antara memory dan harddisk. Juga sudah terbayang, pentingnya ketersediaan jumlah RAM yang mencukupi untuk dapat melayani data dan informasi yang dibutuhkan oleh CPU.

Dengan munculnya rival baru windows 8 dan ditutupnya update service pack untuk windows xp membuat para user bermigrasi ke windows 7. Tetapi ada beberapa masalah di windows 7, yaitu penggunaan yang lumayan membingungkan untuk pemula dan resource yang cukup berat untuk komponen-komponen komputer yang sudah tua.

Selama bertahun-tahun, pelaksanaan berbagai strategi managemen memori yang ada menuntut keseluruhan bagian proses berada di memori sebelum proses dapat mulai dieksekusi. Dengan kata lain, semua bagian proses harus memiliki alokasi sendiri pada memori fisiknya.

Pada nyatanya tidak semua bagian dari program tersebut akan diproses, misalnya:

Memori virtual merupakan suatu teknik yang memisahkan antara memori logis dan memori fisiknya. Teknik ini mengizinkan program untuk dieksekusi tanpa seluruh bagian program perlu ikut masuk ke dalam memori.
Berbeda dengan keterbatasan yang dimiliki oleh memori fisik, memori virtual dapat menampung program dalam skala besar, melebihi daya tampung dari memori utama yang tersedia.
Prinsip dari memori virtual yang patut diingat adalah bahwa: "Kecepatan maksimum eksekusi proses di memori virtual dapat sama, tetapi tidak pernah melampaui kecepatan eksekusi proses yang sama di sistem tanpa menggunakan memori virtual."
Konsep memori virtual pertama kali dikemukakan Fotheringham pada tahun 1961 pada sistem komputer Atlas di Universitas Manchester, Inggris (Hariyanto, Bambang : 2001).

Sebagaimana dikatakan di atas bahwa hanya sebagian dari program yang diletakkan di memori. Hal ini berakibat pada:

Gagasan dari memori virtual adalah ukuran gabungan program, data dan stack melampaui jumlah memori fisik yang tersedia. Sistem operasi menyimpan bagian-bagian proses yang sedang digunakan di memori utama (main memory) dan sisanya ditaruh di disk. Begitu bagian di disk diperlukan, maka bagian di memori yang tidak diperlukan akan disingkirkan (swap-out) dan diganti (swap-in) oleh bagian disk yang diperlukan itu.
Memori virtual diimplementasikan dalam sistem multiprogramming. Misalnya: 10 program dengan ukuran 2 Mb dapat berjalan di memori berkapasitas 4 Mb. Tiap program dialokasikan 256 KByte dan bagian-bagian proses di-swap masuk dan keluar memori begitu diperlukan. Dengan demikian, sistem multiprogramming menjadi lebih efisien.
Memori virtual dapat dilakukan melalui dua cara:

FUNGSI VIRTUAL MEMORY PADA PC

Fungsi Virtual Memory ialah untuk mengoptimalkan kinerja dari komputer, dengan tambahan memory, maka kemungkinan terjadi crash sangat kecil sekali.

Ukuran dari paging file biasanya berbeda – beda.

Untuk ukuran paging file linux ialah 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.

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 kita ingin mencarinya, pasti tidak akan ketemu, karena file ini disembunyikan atau hidden files.

Sebenarnya mengacu pada RAM (Random Access Memory ). Sebuah komputer membutuhkan RAM untuk menyimpan data dan instruksi yang dibutuhkan untuk menyelesaikan sebuah perintah (task). Data ataupun instruksi yangtersedia pada RAM memungkinkan processor atau CPU (Central Processing Unit ) untuk mengaksesnya dengan cepat.

Saat CPU membuka sebuah program aplikasi dari harddisk—seperti word processing , spreadsheet , ataupun game ia akan me-loading ke memory. Hal ini memungkinkan aplikasi bekerja lebih cepat dibandingkan harus mengakses langsung ke harddisk yang memang jauh lebih lambat.

Sebab harddisk memang bertugas sebagai storage data, bukan sebagai memory. Dengan mengakses data ataupun aplikasi yang tersedia di RAM, mempercepat PC Anda dalam menyelesaikan tugasnya.

Analogi sederhana untuk mengerti hal ini, lebih mudah jika mengambil pada kegiatan nyata dalam kehidupan sehari- hari. Misalnya pada lingkungan kerja. Di mana ada meja kerja, dan sebuah lemari arsip. Lemari arsip dapat diandaikan layaknya harddisk, di mana tersedia berkas-berkas dan informasi yang dibutuhkan. Saat mulai bekerja, berkas- berkas informasi akan dikeluarkan dari dalam lemari ke meja kerja. Ini untuk memudahkan dan mempercepat akses ke informasi yang dibutuhkan. Maka, meja kerja dapat dianalogikan sebagai memory pada PC.

Dengan analogi sederhana tersebut, tentunya Anda sudah dapat membayangkan perbedaankecepatan akses, antara memory dan harddisk. Juga sudah terbayang, pentingnya ketersediaan jumlah RAM yang mencukupi untuk dapat melayani data dan informasi yang dibutuhkan oleh CPU.

Dengan munculnya rival baru windows 8 dan ditutupnya update service pack untuk windows xp membuat para user bermigrasi ke windows 7. Tetapi ada beberapa masalah di windows 7, yaitu penggunaan yang lumayan membingungkan untuk pemula dan resource yang cukup berat untuk komponen-komponen komputer yang sudah tua.

Selama bertahun-tahun, pelaksanaan berbagai strategi managemen memori yang ada menuntut keseluruhan bagian proses berada di memori sebelum proses dapat mulai dieksekusi. Dengan kata lain, semua bagian proses harus memiliki alokasi sendiri pada memori fisiknya.

Pada nyatanya tidak semua bagian dari program tersebut akan diproses, misalnya:

Memori virtual merupakan suatu teknik yang memisahkan antara memori logis dan memori fisiknya. Teknik ini mengizinkan program untuk dieksekusi tanpa seluruh bagian program perlu ikut masuk ke dalam memori.
Berbeda dengan keterbatasan yang dimiliki oleh memori fisik, memori virtual dapat menampung program dalam skala besar, melebihi daya tampung dari memori utama yang tersedia.
Prinsip dari memori virtual yang patut diingat adalah bahwa: "Kecepatan maksimum eksekusi proses di memori virtual dapat sama, tetapi tidak pernah melampaui kecepatan eksekusi proses yang sama di sistem tanpa menggunakan memori virtual."
Konsep memori virtual pertama kali dikemukakan Fotheringham pada tahun 1961 pada sistem komputer Atlas di Universitas Manchester, Inggris (Hariyanto, Bambang : 2001).

Sebagaimana dikatakan di atas bahwa hanya sebagian dari program yang diletakkan di memori. Hal ini berakibat pada:

Gagasan dari memori virtual adalah ukuran gabungan program, data dan stack melampaui jumlah memori fisik yang tersedia. Sistem operasi menyimpan bagian-bagian proses yang sedang digunakan di memori utama (main memory) dan sisanya ditaruh di disk. Begitu bagian di disk diperlukan, maka bagian di memori yang tidak diperlukan akan disingkirkan (swap-out) dan diganti (swap-in) oleh bagian disk yang diperlukan itu.
Memori virtual diimplementasikan dalam sistem multiprogramming. Misalnya: 10 program dengan ukuran 2 Mb dapat berjalan di memori berkapasitas 4 Mb. Tiap program dialokasikan 256 KByte dan bagian-bagian proses di-swap masuk dan keluar memori begitu diperlukan. Dengan demikian, sistem multiprogramming menjadi lebih efisien.
Memori virtual dapat dilakukan melalui dua cara:

Pengertian dan Fungsi Memori Fisik

Pengertian dan Fungsi Memori Fisik, Memori fisik merupakan istilah generik yang merujuk pada media penyimpanan data sementara pada komputer. Setiap program dan data yang sedang diproses oleh prosesor akan disimpan di dalam memori fisik. Data yang disimpan dalam memori fisik bersifat sementara, karena data yang disimpan di dalamnya akan tersimpan selama komputer tersebut masih dialiri daya (dengan kata lain, komputer itu masih hidup). Ketika komputer itu direset atau dimatikan, data yang disimpan dalam memori fisik akan hilang. Oleh karena itulah, sebelum mematikan komputer, semua data yang belum disimpan ke dalam media penyimpanan permanen (umumnya bersifat media penyimpanan permanen berbasis disk, semacam hard disk atau floppy disk), sehingga data tersebut dapat dibuka kembali pada lain waktu.

Memori fisik umumnya diimplementasikan dalam bentuk Random Access Memory (RAM), yang bersifat dinamis (DRAM). Mengapa disebut Random Access, adalah karena akses terhadap lokasi-lokasi di dalamnya dapat dilakukan secara acak (random), bukan secara berurutan (sekuensial). Meskipun demikian, kata random access dalam RAM ini sering menjadi salah kaprah. Sebagai contoh, memori yang hanya dapat dibaca (ROM), juga dapat diakses secara random, tetapi ia dibedakan dengan RAM karena ROM dapat menyimpan data tanpa kebutuhan daya dan tidak dapat ditulisi sewaktu-waktu. Selain itu, hard disk yang juga merupakan salah satu media penyimpanan juga dapat diakses secara random, tapi ia tidak digolongkan ke dalam Random Access Memory.

Penggunaan Memory Komponen utama dalam sistem komputer adalah Arithmetic Logic Unit (ALU), Control Circuitry, Storage Space dan piranti Input/Output. Jika tanpa memory, maka komputer hanya berfungsi sebagai digital signal processing devices, contohnya kalkulator atau media player. Kemampuan memory untuk menyimpan data, instruksi dan informasi-lah yang membuat komputer dapat disebut sebagai general-purpose komputer. Komputer merupakan piranti digital, maka informasi disajikan dengan sistem bilangan binary. Teks, angka, gambar, sudio dan video dikonversikan menjadi sekumpulan bilangan binary (binary digit atau disingkat bit). Sekumpulan bilangan binary dikenal dengan istilah BYTE, dimana 1 byte = 8 bits. Semakin besar ukuran memory-nya maka semakin banyak pula informasi yang dapat disimpan di dalam komputer (storage devices). Berikut ini beberapa gambar yang bisa mewakili bagaimana cara informasi disimpan dalam memory dan bagaimana data ditransfer dari satu bagian ke bagian lainnya.

STORAGE HIRARKI

Istilah hirarki memori yang digunakan dalam arsitektur komputer ketika membahas masalah kinerja dalam desain komputer arsitektur, prediksi algoritma, dan semakin rendah konstruksi pemrograman tingkat seperti melibatkan lokalitas referensi. A "hirarki memori" dalam penyimpanan komputer membedakan setiap tingkat dalam "hierarki" oleh waktu respon. Sejak waktu respon, kompleksitas, dan kapasitas terkait, tingkat juga dapat dibedakan oleh teknologi pengendali.

Banyak trade-off dalam merancang untuk kinerja tinggi akan mencakup struktur hirarki memori, yaitu ukuran dan teknologi masing-masing komponen. Jadi berbagai komponen dapat dilihat sebagai membentuk hierarki kenangan (m1, m2, ..., mn) di mana setiap anggota mi adalah bawahan pengertian kepada anggota tertinggi berikutnya mi-1 dari hirarki. Untuk membatasi menunggu di tingkat yang lebih tinggi, tingkat yang lebih rendah akan merespon dengan mengisi buffer dan kemudian sinyal untuk mengaktifkan transfer.

Ada empat tingkat penyimpanan utama.

Internal - register Processor dan cache.

Main - sistem RAM dan kartu pengendali.

On-line penyimpanan massal - penyimpanan sekunder.

Off-line penyimpanan massal - penyimpanan tersier dan off-line.

Ini adalah hirarki penataan memori yang paling umum. Banyak struktur lain yang berguna. Sebagai contoh, sebuah algoritma paging dapat dianggap sebagai level untuk memori virtual ketika merancang sebuah arsitektur komputer.

Isi

1 Contoh penggunaan istilah

2 Penerapan konsep

3 Lihat juga

4 Referensi

Contoh penggunaan istilah

Berikut adalah beberapa kutipan.

Menambahkan kompleksitas memperlambat hirarki memori.

Teknologi memori CMOx membentang ruang Flash dalam hirarki memori

Salah satu cara utama untuk meningkatkan kinerja sistem meminimalkan seberapa jauh hirarki memori salah satu harus pergi untuk memanipulasi data.

Latency dan bandwidth adalah dua metrik terkait dengan cache dan memori. Tak satu pun dari mereka yang seragam, tetapi khusus untuk komponen tertentu dari hirarki memori.

Memprediksi di mana dalam hirarki memori data berada sulit.

Lokasi dalam hirarki memori menentukan waktu yang dibutuhkan untuk prefetch untuk terjadi.

Memori hirarki sebuah server yang Bulldozer AMD.

Memori hirarki di kebanyakan komputer adalah:

Register prosesor - akses tercepat mungkin (biasanya 1 siklus CPU), hanya ratusan byte dalam ukuran

Level 1 (L1) Cache - sering diakses hanya dalam beberapa siklus, biasanya puluhan kilobyte

Level 2 (L2) cache - latency lebih tinggi dari L1 dengan 2 × 10 ×, biasanya memiliki 512 KB atau lebih

Level 3 (L3) cache yang - latency tinggi dari L2, biasanya memiliki 2048 KB atau lebih

Memori utama - dapat mengambil ratusan siklus, tapi bisa beberapa gigabyte. Access kali mungkin tidak seragam, dalam kasus mesin NUMA.

Penyimpanan disk - jutaan siklus latency jika tidak cache, tetapi bisa beberapa terabyte

Tertiary storage - beberapa detik latency, bisa sangat besar

Perhatikan bahwa hobi yang berbunyi "L1" dalam lembar spesifikasi komputer membaca tentang hirarki memori 'internal'.

CPU yang paling modern begitu cepat sehingga bagi sebagian besar beban kerja program bottleneck adalah lokalitas referensi dari akses memori dan efisiensi caching dan memori transfer antara berbagai tingkat hirarki. [Rujukan?] Akibatnya, CPU menghabiskan banyak dari waktu pemalasan, menunggu memori I / O untuk menyelesaikan. Ini kadang-kadang disebut biaya ruang, sebagai objek memori yang lebih besar lebih mungkin meluap tingkat kecil / cepat dan memerlukan penggunaan tingkat yang lebih besar / lebih lambat.

Bahasa pemrograman modern terutama mengasumsikan dua tingkat memori, memori utama dan penyimpanan disk, meskipun dalam bahasa assembly dan perakit inline dalam bahasa seperti C, register dapat langsung diakses. Mengambil keuntungan yang optimal dari hirarki memori membutuhkan kerjasama programmer, perangkat keras, dan kompiler (serta mendasari dukungan dari sistem operasi):

Programmer bertanggung jawab untuk memindahkan data antara disk dan memori melalui file I / O.

Hardware bertanggung jawab untuk memindahkan data antara memori dan cache.

Mengoptimalkan kompiler bertanggung jawab untuk menghasilkan kode yang, ketika dijalankan, akan menyebabkan perangkat keras untuk menggunakan cache dan register efisien.

Banyak programmer menganggap satu tingkat memori. Ini bekerja baik sampai aplikasi hits dinding kinerja. Kemudian hirarki memori akan dinilai selama refactoring kode.

Dinding memori

Penggunaan lokalitas spasial dan temporal: memori hirarkis

Perbedaan antara penyangga dan cache

Random-access memory # Memory hirarki

Cache hirarki dalam prosesor yang modern

Penyimpanan data komputer

Memori komputer