Gestión de Memoria. Gestión de Memoria. Requisitos de Gestión de Memoria

Transcripción

1 Gestión de Memoria Gestión de Memoria Dividir la memoria para alojar múltiples procesos La memoria necesita ser asignada eficientemente para alojar tantos procesos como sea posible Capítulo 7 Requisitos de Gestión de Memoria Reubicación Los programadores no saben dónde estará el programa en memoria cuando se ejecute Mientras el programa se ejecuta, puede ser movido al disco y devuelto a memoria principal en una posición diferente (reubicado) Se deben traducir las referencia a memoria del código a las direcciones físicas reales

2 Requisitos de Gestión de Memoria Protección Los procesos no deberían ser capaces de referenciar el espacio de memoria de otro procesos sin permiso Es imposible comprobar las direcciones absolutas de los programas puesto que éstos pueden ser reubicados Deben ser traducidas durante la ejecución El sistema operativo no puede anticipar todas las referencias de memoria que un programa puede generar Requisitos de Gestión de Memoria Compartición Permitir a varios procesos acceder a la misma zona de memoria Es mejor permitir a cada proceso (persona) acceso a la misma copia del programa que tener cada uno su copia individual Requisitos de Gestión de Memoria Organización Lógica Los programas son escritos en módulos Los módulos se pueden escribir y compilar por separado A los módulos se les puede dar diferente grado de protección (sólo lectura, sólo ejecución) Módulos compartidos Requisitos de Gestión de Memoria Organización física La memoria disponible para un programa y sus datos puede ser insuficiente El solapamiento permite asignar la misma zona de memoria a diferentes módulos El programador no sabe cuanto espacio habrá disponible

3 Particionamiento Fijo Particiones del mismo tamaño cualquier proceso de tamaño menor o igual al de una partición puede ser cargado en una partición disponible si todas las particiones están ocupadas, el S.O. puede mover a disco un proceso de una partición un programa puede no caber en una partición el programador debe diseñar el programa con overlays Particionamiento Fijo El uso de la memoria principal es ineficiente. Un programa, no importa como de pequeño sea, ocupa una partición entera. Esto se conoce como fragmentación interna. Algoritmo de Ubicación con Particiones Particiones del mismo tamaño como todas las particiones tienen el mismo tamaño, no importa qué partición asignar Particiones de diferente tamaño se puede asignar a cada proceso la partición más pequeña en la que cabe cola para cada partición los procesos se asignan de manera que se minimiza la memoria desperdiciada de una partición

4 Particionamiento Dinámico El tamaño y el número de particiones es variable Al proceso se le asignar exactamente la cantidad de memoria que necesita Aparecen huecos en la memoria. Esto se conoce como fragmentación externa Se debe realizar una compactación para desplazar a los procesos de forma que esté juntos y todo el espacio libre esté en un solo bloque Efecto del Particionamiento Dinámico Efecto del Particionamiento Dinámico

5 Particionamiento Dinámico Algoritmo de Ubicación El sistema operativo debe decidir qué bloque libre asignar a un proceso Algoritmo del mejor ajuste (best fit) Elige el bloque que tiene el tamaño más cercano al solicitado Peor rendimiento de todos Como se busca el bloque más pequeño por proceso, se produce el menor volumen de fragmentación, pero hay que compactar más a menudo Particionamiento Dinámico Algoritmo de Ubicación Algoritmo del primer ajuste (first fit) Es el más rápido Puede haber muchos procesos cargado en la zona inicial de la memoria, que debe ser examinada cuando se busca un bloque libre Particionamiento Dinámico Algoritmo de Ubicación Algoritmo del siguiente ajuste (Next-fit) A menudo se asigna un bloque de memoria en la última parte de la memoria donde está el mayor bloque El mayor bloque de memoria se parte en pequeños bloques Se necesita compactar para obtener un bloque grande en la última zona final memoria

6 Buddy System La memoria disponible completa es tratada como un bloque individual de 2 U Si una petición de tamaño s es tal que 2 U-1 < s <= 2 U, se le asigna el bloque completo Si no, el bloque se divide en dos trozos iguales (buddies) El proceso continúa hasta generar el bloque más pequeño que es mayor o igual a s Reubicación Cuando se carga un programa en memoria se determina la ubicación real (absoluta) Un proceso puede ocupar diferentes particiones durante la ejecución (swapping) lo que significa diferentes direciones absolutas La compactación también provoca que un programa ocupe diferentes particiones que da lugar a direcciones absolutas diferentes

7 Lógicas Direcciones referencias a posiciones de memoria independientes de la asignación vigente de datos en memoria la traducción se realiza a dirección física Relativas las direcciones se expresan como posiciones relativas a algún punto conocido Físicas es la dirección absoluta o ubicación real en memoria principal Registros Usados durante la Ejecución Registro base dirección de comienzo de un proceso Registro de límites (bound) dirección final de un proceso Estos valores se establecen cuando se carga el proceso o bien cuando es intercambiado hacia memoria (swap) Registros Usados durante la Ejecución Se suma el valor del registro base a la dirección relativa produciendo una dirección absoluta La dirección resultante se compara con el registro de límite Si la dirección está fuera de los límites, se genera una interrupción al sistema operativo

8 Paginación Partición de la memoria en pequeños pedazos del mismo tamaño (chunks) y dividir cada proceso en trozos del mismo tamaño Los trozos (chunks) de un proceso se llaman páginas y los de la memoria se llaman marcos de página (frames) El sistema operativo mantiene una tabla de página para cada proceso contiene la ubicación del marco de página (frame) de cada página del proceso la dirección de memoria consiste en un número de página y un desplazamiento (offset) dentro de la página Ejemplo de Tabla de Páginas

9 Segmentación Todos los segmentos de todos los programas no tienen porqué ser del mismo tamaño Hay un tamaño máximo de segmento El direccionamiento consta de dos partes un número de segmento y un desplazamiento dentro de éste (offset) Como los segmentos no son iguales, la segmentación es similar al particionamiento dinámico