Cara Kerja Memori Komputer

Jika disebut satu per satu, akan sangat banyak berbagai jenis yang berbeda untuk memori elektronik yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Kebanyakan memori elektronik tersebut telah menjadi bagian terpadu dalam kosa kata kita, RAM ,ROM, Cache, Dynamic RAM, Static RAM, Flash memory, Memory Sticks, Virtual memory, Video memory, BIOS dan lain-lain.
Bahkan ketika kita sedang melihat layar monitor komputer, komputer di depan kita mempunyai memori. Namun yang jarang diketahui adalah, bahwa banyak perangkat elektronik yang kita gunakan sehari-hari juga mempunyai beberapa bentuk memori. Berikut adalah beberapa contoh perangkat yang menggunakan memori yaitu telepon seluler, PDA, Konsol Game, Radio Mobil, Perekam Video, dan Televisi.

Layar Komputer

Walaupun memori secara teknis adalah berbagai bentuk penyimpanan elektronik, istilah memori digunakan paling banyak digunakan untuk merujuk pada bentuk penyimpanan sementara yang cepat. Jika CPU komputer anda harus secara konstan mengakses hard drive(Harddisk) untuk mengambil setiap potongan data yang dibutuhkan, hal tersebut akan dioperasikan dengan sangat lambat. Ketika informasi disimpan dalam memori, CPU bisa mengakses informasi tersebut dengan jauh lebih cepat. Kebanyakan memori dibutuhkan untuk menyimpan data sementara.

Bahkan prosesor tercepat membutuhkan sebuah buffer(penyangga) untuk menyimpan informasi ketika sedang diproses. RAM bagi CPU bagaikan sebuah meja untuk memasak: RAM bertugas sebagai tempat dimana bahan dan alat yang digunakan untuk mengerjakan, menunggu sampai anda ingin mengambil dan menggunakan bahan-bahan tersebut. Baik sebuah CPU yang cepat dan sejumlah besar RAM dibutuhkan untuk Komputer yang cepat. Setiap Komputer mempunyai nilai maksimum RAM yang bisa dipakai, dan slot pada motherboard menandakan jenis dari RAM yang Komputer butuhkan.


Seperti yang kita lihat pada diagram di atas, CPU mengakses memori berdasar pada sebuah hirarki yang berbeda. Baik itu datang dari penyimpanan permanen (harddisk) atau input (keyboard), sebagian besar data masuk dalam Random Access Memory(RAM) pertama kali. CPU kemudian menyimpan potongan data, CPU seringkali akan harus mengakses sebuah cache dan menyimpan instruksi khusus dalam register.
Semua komponen dalam komputer kita, seperti CPU,  harddisk dan sistem operasi, bekerja sama sebagai sebuah tim, dan memori adalah salah satu bagian paling penting dalam tim ini. Dari saat kita menyalakan komputer sampai kita mematikan komputer, CPU kita secara terus-menerus menggunakan memori. Mari kita lihat scenario berikut:
•    Komputer dinyalakan
•    Komputer memasukkan data dari Read-Only Memory(ROM) dan menjalakankan sebuah pengujian Power-On Self-Test(POTS) untuk menjamin bahwa semua komponen utama telah berfungsi sebagaimana mestinya. Sebagai bagian dari pengujian ini, controller memory memeriksa semua alamat memori dengan operasi read/write(baca/tulis) secara cepat untuk menjamin bahwa tidak ada error pada chip memori. Read/write berarti data dituliskan pada sebuah bit dan kemudian membaca dari bit tersebut.
•    Komputer memasukkan Basic Input/Output Sistem(BIOS) dari ROM. BIOS menyediakan informasi paling dasar tentang peralatan penyimpanan, urutan boot, dan keamanan, kemampuan Plug and Play(mekanisme pengenal peralatan otomatis), dan beberapa hal lain.
•    Komputer memasukkan Sistem Operasi (OS) dari harddisk pada RAM dari sistem. Secara umum, bagian penting dari sistem operasi disimpan dalam RAM sepanjang Komputer menyala. Hal ini memungkinkan CPU untuk mempunyai akses langsung pada sistem operasi, yang meningkatkan unjuk kerja dan fungsionalitas dari sistem keseluruhan.
•    Ketika kita membuka aplikasi, aplikasi tersebut dimasukkan ke dalam RAM. Untuk menjaga penggunaan RAM, berbagai aplikasi hanya memasukkan bagian penting dari program pada awalnya, dan kemudian memasukkan bagian lainnya ketika dibutuhkan
•    Setelah sebuah aplikasi dimasukkan, setiap file yang dibukan untuk digunakan dalam aplikasi tersebut dimasukkan ke dalam RAM
•    Ketika kita menyimpan sebuah file dan menutup aplikasi tersebut, file tersebut ditulis pada peralatan penyimpanan, dan kemudian aplikasi tersebut dikeluarkan dari RAM.
Dalam urutan daftar di atas, setiap kali sesuatu dimasukkan atau dibuka, maka hal tersebut akan ditempatkan ke dalam RAM. Hal ini secara sederhana berarti bahwa hal tersebut telah diletakkan ke dalam area penyimpanan sementara dalam komputer sehingga CPU bisa mengakses informasi tersebut dengan lebih mudah. CPU meminta data yang dibutuhkan dari RAM, CPU mengolahnya dan menuliskan data baru kembali ke RAM secara terus menerus berulang. Dalam kebanyakan komputer, pergantian data antara CPU dan RAM terjadi juataan kali dalam setiap detik. Ketika sebuah aplikasi ditutup, aplikasi tersebut dan setiap file yang berhubungan biasanya dihapus dari RAM untuk membuat ruangan kosong untuk data baru. Jika file yang berubah tidak disimpan dalam peralatan penyimpanan permanen sebelum dihapus, file tersebut akan hilang.
Manajemen memori dilakukan dengan cara membagi-bagi memori untuk mengakomodasi banyak Aplikasi (proses). Manajemen memori dilakukan untuk menjamin agar setiap Aplikasi yang ready dapat segera memanfaatkan Jatah waktu processor. Berikut adalah istilah – istilah yang terkait:
-    Frame adalah sebuah blok pada memori utama dengan ukuran yang tetap.
-    Page adalah sebuah blok data dengan ukuran tetap yang terletak pada memori sekunder seperti disk. Sebuah page bisa sementara waktu disalin ke dalam sebuah frame pada memori utama.
-    Segment adalah sebuah blok data yang berukuran tidak tetap yang terletak pada memori sekunder. Keseluruhan segmen bisa secara sementara waktu disalin pada ruangan yang tersedia pada memori utama (segmentasi) atau segment tersebut bisa dibagi menjadi beberapa page yang mana secara satuan bisa disalin ke dalam memori utama (gabungan antara segmentasi dan paging)

sumber :
1. Operating System, William Stallings
2. How Computer Memory Works. http://computer.howstuffworks.com/computer-memory.htm