Sistem Paging

Sistem Paging Adalah sistem manajemen pada sistem operasi dalam mengatur program yang sedang berjalan. Program yang berjalan harus dimuat di memori utama. Kendala yang terjadi apabila suatu program lebih besar dibandingkan dengan memori utama yang tersedia.

Untuk mengatasi hal tersebut Sistem Paging mempunyai 2 solusi, yaitu:

- Konsep Overlay
Dimana program yang dijalankan dipecah menjadi beberapa bagian yang dapat dimuat memori (overlay). Overlay yang belum diperlukan pada saat program berjalan (tidak sedang di eksekusi) disimpan di disk, dimana nantinya overlay tersebut akan dimuat ke memori begitu diperlukan dalam eksekusinya.

- Konsep Memori Maya (virtual Memory)
Adalah kemampuan mengalamati ruang memori melebihi memori utama yang tersedia. Konsep ini pertama kali dikemukakan Fotheringham pada tahun 1961 untuk sistem komputer Atlas di Universitas Manchester, Inggris.

Gagasan Memori Maya 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 dan sisanya di disk. Begitu bagian di disk diperlukan maka bagian memori yang tidak diperlukan disingkirkan dan diganti bagian disk yang diperlukan.

A. Pengertian Memori Maya

Didalam menejemen memori dengan system partisi statis dan system dinamis sudah dapat menyelesaikan masalah menejemen memori didalam banyak hal, tetapi masih memiliki kekurangan atau keterbatasan di dalam pengakses. Dimana keterbatasan akses hanya sebatas addres memori yang ada secara fisik ( memori nyata ).

Misalnya memori 64 MB maka addres maksimum yang dapat diakses hanya sebesar 64 MB saja. Pada hal banyak program yang akan diakses yang melebihi 64 MB. Untuk mengatasi hal tersebut agar kemampuan akses lebih besar lagi maka dibentuklah memori maya ( yang pertama sekali di kemukakan oleh Fotheringham pada tahun 1961 untuk system komputer Atlas di Universitas Manchester, Inggris).

Dengan memori maya program yang besar tadi akan dapat diterapkan pada memori kecil saja, misalnya program 500 MB dapat ditempatkan secara maya di memori 64 MB. Untuk mengimplementasikan memori maya tersebut dapat dilakukan dengan tiga cara :

1. Sistem Paging

2. Sistem Segmentasi

3. Sistem kombinasi Paging dan Segmentasi

B. Memori system Paging

Untuk menginplementasikan addres maya yang besar ke dalam memori yang kecil diperlukan index register, base register, segment register dan MMU ( Memory Menegement Unit ).

· Pemetaan Memori Sistem Paging

Sistem kinerja komputer akan menerjemahkan alamat maya menjadi alamat fisik. Dengan kata lain dalam system memori maya alamat memori tidak langsung di tuliskan ke BUS tetapi terlebih dahulu dimasukkan ke MMU untuk diterjemahkan. Ada dua kemungkinan keluaran MMU yaitu :

1. Alamat yang dicari ada dimemori nyata, maka proses dapat langsung dikerjakan.

2. Alamat yang dicari tidak ada didalam memori nyata, maka MMU mengeluarkan page fault, yaitu permintaan alokasi memori untuk proses itu.

MMU mempunyai fungsi untuk memetakan memori maya ke memori fisik. Apabila alamat memori yang dipetakan tidak tersedia di memori fisik, MMU menertibkan exception page fault yang melewatkan ke system operasi untuk menengani.

Gambar memperlihatkan Implementasi pemetaan memori system paging.

Gambar 1. Implementasi Pemetaan Memori sistem paging

Apabila exception page fault meminta alokasi memori akan ditangani oleh system operasi yaitu memilih partisi yang telah selesai diakses dan kemungkinan proses ini akan digunakan lagi, dalam waktu yang lama lagi. Jika sudah dipilih maka program akan dikosongkan dari memori dan selanjutnya program yang alamatnya yang diminta akan dimasukkan ke memori.

• Proses Pemetaan Pada MMU

Dibawah ini adalah suatu proses pemetaaan memori yang terjadi pada MMU. Alamat maya terdiri dari bagian nomor page dan offset. Alamat ini dicarikan didalam tabel page, bila ketemu maka MMU mengeluarkan page frame ( register alamat fisik ).Register alamat fisik terdiri darei nomor page dan offset, dimana nomor page frame lebih sedikit dari nomor page.

Apabila alamat tersebut tidak ada pada tabel page maka MMU mengeluarkan page fault.

C. Sistem Segmentasi

· Pengertian Segmentasi

Secara sederhana segmentasi bisa diartikan sebagai suatu ruang alamat atau segment yang berada di memori. Segment-segment itu dalam keadaan independent. 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.

· Sistem Segmentasi

Sistem dengan memori maya dengan segmentasi murni adalah alamat maya adalah offset di segment, setiap proses mempunyai tabel segment dan pada saat proses running alamat awal maya tabel dimuatkan ke register dasar. Nomor segment digunakan mencari deskriptor segment di tabel segment yang menyediakan alamat fisik awal dari segment, panjang dan bit-bit proteksinya. Alamat fisik dihitung dengan menambahkan alamat dasar segment ke alamat maya.

Gambar 4. Skema Segmentasi

Keunggulan sistem ini dimana segment-segment tersebut saling berhubungan dengan unit-unit program, sehingga segment – segment indeal untuk proteksi dan pemakaian bersama.

Kelemahan sistem ini adalah dimana segment – segment berukuran bervariasi menyebabkan fragmentasi eksternal dan sulit menyelesaikan pertumbuhan dinamis. Segment-segment tidak memetakan blok-blok disk untuk memori maya secara alami.

D. Teknik Kombinasi Paging Dan Segmentasi

Teknik kombinasi pacing dan segmentasi adalah ruang alamat pemakai dibagi menjadi sejumlah segment sesuai dengan kehendak pemrogram. Segment tersebut dibagi menjadi sejumlah page berukuran tetap dan berukuran sama dengan page frame memori utama. Jika segment kurang dari ukuran page, maka segnent hanya memerlukan satu page.

Dari segi pandangan pemrogram, alamat maya masih berisi nomor segment dan offset di segment itu. Dari segi pandangan sistem, offset segment dipandang sebagai nomor page dan offset page untuk page di segment yang dispesifiksikan. Penggabungan dengan proses adalah tabel segment dan sejumlah tabel page, merupakan satu tabel persegment proses.

Saat proses running, register menyimpan alamat awal tabel segment untuk proses, pemroses menggunakan bagian nomor segment untuk mengindeks tabel segment proses guna menemukan tabel page untuk segment. Bagian angka page alamat maya digunakan untuk indeks tabel page dan mencari nomor page korespondensi. Angka tersebut kemudian dikombinasikan dengan bagian offset alamat maya untuk menghasilkan alamat nyata yang diinginkan.

Logika Fuzzy

Fuzzy secara bahasa diartikan sebagai kabur atau samar-samar. Suatu nilai dapat bernilai besar atau salah secara bersamaan. Dalam fuzzy dikenal derajat keanggotaan yang memiliki rentang nilai 0 (nol) hingga 1(satu). Berbeda dengan himpunan tegas yang memiliki nilai 1 atau 0 (ya atau tidak).

Logika Fuzzy merupakan seuatu logika yang memiliki nilai kekaburan atau kesamaran (fuzzyness) antara benar atau salah. Dalam teori logika fuzzy suatu nilai bias bernilai benar atau salah secara bersama. Namun berapa besar keberadaan dan kesalahan suatu tergantung pada bobot keanggotaan yang dimilikinya. Logika fuzzy memiliki derajat keanggotaan dalam rentang 0 hingga 1. Berbeda dengan logika digital yang hanya memiliki dua nilai 1 atau 0. Logika fuzzy digunakan untuk menterjemahkan suatu besaran yang diekspresikan menggunakan bahasa (linguistic), misalkan besaran kecepatan laju kendaraan yang diekspresikan dengan pelan, agak
cepat, cepat, dan sangat cepat. Dan logika fuzzy menunjukan sejauh mana suatu nilai itu benar dan sejauh mana suatu nilai itu salah. Tidak seperti logika klasik (scrisp)/ tegas, suatu nilai hanya mempunyai 2 kemungkinan yaitu merupakan suatu anggota himpunan atau tidak. Derajat keanggotaan 0 (nol) artinya nilai bukan merupakan anggota himpunan dan 1 (satu) berarti nilai tersebut adalah anggota himpunan. Logika fuzzy adalah suatu cara yang tepat untuk memetakan suatu ruang input kedalam suatu ruang output, mempunyai nilai kontinyu. Fuzzy dinyatakan dalam derajat dari suatu keanggotaan dan derajat dari kebenaran. Oleh sebab itu sesuatu dapat dikatakan sebagian benar dan sebagian salah pada waktu yang sama
(Kusumadewi. 2004)
Logika Fuzzy memungkinkan nilai keanggotaan antara 0 dan 1, tingkat keabuan dan juga hitam dan putih, dan dalam bentuk linguistik, konsep tidak pasti seperti "sedikit", "lumayan" dan "sangat" (Zadeh 1965).

Kelebihan dari teori logika fuzzy adalah kemampuan dalam proses penalaran secara bahasa (linguistic reasoning). Sehingga dalam perancangannya tidak memerlukan persamaan matematik dari objek yang akan dikendalikan.

Fuzzy Clustering

Fuzzy clustering adalah salah satu teknik untuk menentukan cluster optimal dalam suatu ruang vektor yang didasarkan pada bentuk normal euclidian untuk jarak antar vektor. Fuzzy clustering sangat berguna bagi pemodelan fuzzy terutama dalam mengindentifikasi aturan-aturan fuzzy. Metode clustering merupakan pengelompokan data beserta parameternya dalam kelompok – kelompok sesuai kecenderungan sifat dari masing-masing data tersebut (kesamaan sifat). Ada beberapa algoritma clustering data, salah satu diantaranya adalah Fuzzy C-Means. Fuzzy C-Means adalah suatu teknik peng-cluster-an yang mana keberadaannya tiap-tiap titik data dalam suatu cluster ditentukan oleh derajat keanggotaan. Teknik ini pertama kali diperkenalkan oleh Jim Bezdek pada tahun 1981.

Konsep dari Fuzzy C-Means pertama kali adalah menentukan pusat cluster, yang akan menandai lokasi rata-rata untuk tiap-tiap cluster. Pada kondisi awal, pusat cluster ini masih belum akurat. Tiap-tiap titik data memiliki derajat keanggotaan untuk tiap-tiap cluster. Dengan cara memperbaiki pusat cluster dan derajat keanggotaan tiap-tiap titik data secara berulang, maka akan dapat dilihat bahwa pusat cluster akan bergerak menuju lokasi yang tepat. Perulangan ini didasarkan pada minimasi fungsi obyektif yang menggambarkan jarak dari titik data yang diberikan kepusat cluster yang terbobot oleh derajat keanggotaan titik data tersebut. Output dari Fuzzy C-Means merupakan deretan pusat cluster dan beberapa derajat keanggotaan untuk tiap-tiap titik data. Informasi ini dapat digunakan untuk membangun suatu fuzzy inference system.

Modulasi

Modulasi dapat didefinisikan sebagai proses penyesuaian sinyal informasi yang akan dikirimkan agar sesuai dengan karakteristik saluran transmisi tertentu dengan memperhatikan tujuan dan efisiensi pengiriman sinyal tersebut. Efisiensi yang dimaksud mencakup dimensi fisik, absorbsi daya, pemakaian bidang frekuensi, ketahanan terhadap gangguan dari luar.Umumnya modulasi melibatkan penerjemahan baseband sinyal pesan yang dilewatkan dalam bandpass sinyal yang
memiliki frekuensi jauh lebih tinggi dari sinyal informasi. Bandpass sinyal tersebut yang disebut dengan sinyal termodulasi dan baseband sinyal yang disebut dengan sinyal pemodulasi. Modulasi dapat dilakukan dengan memodulasi amplitude, fase, atau frekuensi.

MODULASI GMSKSalah satu teknik pemodulasian adalah MSK (Minimum Shift Keying) yang merupakan tipe CPFSK (Continuous Phase Shift Keying), di mana deviasi frekuensi puncaknya sama dengan ¼ bit rate. Dengan kata lain MSK adalah CPFSK dengan indeks modulasi sama dengan 0.5. Indeks modulasi FSK didapat dari :dimana F = deviasi puncak frekuensi RF, dan Rb = bit rate.Karakteristik dan kelebihan MSK :± Selubung konstan, cocok untuk penguatan daya efisien tak linier.± Kemampuan deteksi koheren dan non koheren.± Kemampuan untuk
dapat melakukan self-synchronizing.± Performa BER yang bagus± Efisiensi spektral, dimana lobus utama spektralnya 50% lebih lebar dari lobus utama spektral teknik modulasi QPSK, dengan sidelobe yang lebih rendah.Namun sayangnya untuk keperluan komunikasi bergerak, MSK kurang efisien karena spektrum frekuensi masih memiliki lobus-lobus samping. Untuk memperbaiki kondisi tersebut, maka dapat digunakan premodulation filter. Sinyal NRZ (Non-Return to Zero) dilewatkan melalui suatu filter sebelum dimodulasi. Filter tersebut berfungsi sebagai shaping filter, untuk membentuk sinyal NRZ yang tidak kontinu menjadi sinyal kontinu.Agar spektrum daya yang dihasilkan kecil, maka filter premodulasi harus memenuhi syarat :Bandwith sempit dengan cut off yang tajam untuk menekan komponen frekuensi tinggi.Memiliki respon pulsa dengan overshoot rendah untuk menghindari sinmpangan frekuensi seketika yang terlalu besar.Dapat mempertahankan ortogonalitas sinyal MSK agar dapat dilakukan deteksi koheren sesederhana sistem MSK biasa.

GMSK atau Gaussian Modulation Shift Keying adalah penurunan dari MSK dimana spektrum sidelobe dihilangkan dengan cara melewatkan sinyal NRZ ke filter Gaussian. Pulsa baseband Gaussian dapat menghaluskan trayektori phase pada sinyal MSK sehingga dapat menstabilkan variasi frekuensi sesaat. Dengan demikian maka dapat mengurangi sidelobe pada spektrum frekuensi yang ditransmisikan. Karena pembentukan pulsa oleh Gaussian tidak menyebabkan
rerata trayek phase terdeviasi dari sinyal MSK, maka secara koheren Gaussian dapat terdeteksi sebagai MSK dan secara non-koheren akan terdeteksi sebagai FSK.Filter premosulasi Gaussian dapat menimbulkan ISI (Intersymbol Interference) pada sinyal yang ditransmisikan. Sebagai akibat dari peningkatan efisiensi bandwidth akan ada degradasi dalam efisiensi daya. Namun hal ini tidak perlu dirisaukan jika produk durasi 3 dB-bandwidth-bit (BT) dari filter lebih
besar dari 0.5 (BT tidak terlalu kecil).Tabel Bandwidth yang diduduki RF channel untuk sinyal GMSK dan MSK (dikalikan Rb) berdasarkan presentasi daya Probabilitas bit error GMSK merupakan fungsi BT, karena pembentukan pulsa akan berdampak pada timbulnya ISI. Probabilitas bit error dinyatakan sebagai :Eb = energi tiap bitN0 = kepadatan spektral
noiseDimana g adalah konstanta : CARA KERJA MODULASI GMSKSecara umum sistem modulasi terdiri dari sebuah pemancar (transmitter), media transmisi, dan sebuah penerima (receiver) yang menghasilkan replika sinyal informasi yang ditransmisikan.Cara yang paling mudah untuk menghasilkan GMSK adalah dengan melewatkan data NRZ melalui
filter Gaussian yang memiliki respon impuls :Sedangkan fungsi pindahnya :parameter a dinyatakan sebagai :filter GMSK dapat didefinisikan dari B (lebar pita 3dB) dan T (periode bit), sehingga umumnya GMSK didefinisikan dari produk BTnya.
Output dari filter tersebut kemudian diumpankan ke modulator FM.teknik modulasi ini digunakan pada banyak implementasi analog maupun digital sistem US-CPDP dan pada sistem GSM.Dengan demikian, maka jika kita memiliki sinyal input rectangular :maka tanggapan impuls keluaran setelah dilewatkan filter menjadi :sehingga jika masukan berupa data NRZ, dengan an = ± 1, maka:Sinyal GMSK dapat dideteksi secara koheren dengan detektor korelasi silang atau dengan detektor non koheren sederhana (misalnya diskriminator FM). Sistem ini akan mengeluarkan sinyal informasi yang terkandung dalam sinyal carrier (untuk GMSK, umumnya menggunakan sinyal carrier 900 MHz.Metode yang sangat efektif namun tidak optimum untuk mendeteksi sinyal GMSK adalah dengan mensampling output dari demodulator FM.PEMBAHASAN CONTOH SOALSoal 6.16 (hlm. 351)Desainlah sebuah filter Gaussian dengan BT = 0.5 untuk symbol rate Rb = 19.2 kbps. Tulis persamaan dan plot respon impuls dan respon frekuensi filter. Jika filter tersebut digunakan untuk menghasilkan GMSK pada channel RF 30 kHz, berapa persen total daya yang akan hilang? Ulangi untuk BT = 0.2 dan 0.75!BT = 0.53 dB bandwidth filter Gaussian :nilai parameter a :sehingga persamaan tanggapan impuls dan tanggapan frekuensinya :BT = 0.23 dB bandwidth filter Gaussian :jika BW chanel RF = 30 kHz, maka prosentase spektral daya yang hilang :untuk BT = 0.2, dari tabel didapat presentasi daya = 99.9%sehingga persamaan tanggapan impuls dan tanggapan frekuensinya :BT = 0.75KELEBIHAN GMSKSeperti yang telah dibahas pada pointpoint di atas (II), kita ketahui bahwa modulasi MSK memiliki beberapa kelebihan. Sayang sekali ia masih memiliki lobuslobus samping pada spektrumnya. Sidelobe tersebut dapat diatasi dengan mengumpankan sinyal ke premodulation filter.
salah satu yang paling baik adalah GMSK. Kelebihan dari GMSK sendiri antara lain :Efisiensi daya yang sangat baik, karena memiliki amplop/selubung yang konstan.Efisiensi spektral yang sangat baik.Relatif sederhana dan fleksibel.Dapat terdeteksi secara koheren sebagai sinyal MSK dan secara non-koheren sebagai FSKPenurunan daya karena ISI dapat diabaikan apabila BT dari filter lebih dari 0.3 (0.5 paling optimal).