Sistemas Operativos. Memoria Virtual

Transcripción

1 Sistemas Operativos Memoria Virtual

2 Memoria Virtual. Aspectos Generales. Paginación por demanda. Algoritmos de sustitución de. Modelo del conjunto activo

3 . Aspectos Generales Simula espacios de memoria superiores a los espacios reales del sistema. Las direcciones simuladas se encuentran en memoria secundaria. Este espacio de direcciones virtual se crea durante la traducción estática del aplicativo. Los procesos de gran tamaño no son conscientes de la limitación del tamaño de la memoria, en su lugar, sienten que están trabajando en un ambiente con amplia memoria.

4 . Paginación por demanda Características alta o fallo de Páginas Sustitución de Rendimiento

5 . Paginación por demanda Características Sólo traeremos una página a memoria cuando se necesite. Las ventajas son: Menos E/S Menos Memoria Respuesta más rápida Problema: el rendimiento Cuándo se necesita? Cuando se referencia Referencia es inválida se aborta Si es válida se trae página a memoria

6 . Paginación por demanda Características Sobrecargamos la semántica del bit del validez o presencia de cada PTE para implementar la paginación por demanda. Si el bit vale: entonces la página está en memoria entonces no esta en memoria (no es válida) Al inicio, el bit está a cero en todas las PTE. Durante la traducción de direcciones, si se referencia una página con el bit de validez a cero se produce una trampa falta de página

7 . Paginación por demanda alta o fallo de Página En una falta de página, el SO mira en la tabla que mantiene el espacio de direcciones. Completo del proceso para decidir si: La referencia es inválida? Aborta proceso La página no está en memoria, entonces: Obtiene un marco vacío Carga la página dentro del marco Pone el bit de validez a Rearranca la instrucción

8 . Paginación por demanda Si la pág esta en memoria pero la traducción no es válida entonces reasigna la página.

9 . Paginación por demanda Sustitución de Reducimos la sobreasignación de memoria si la rutina de servicio de falta de página incluye la sustitución de, es decir, encontrar página que no este realmente en uso para sacarla, y poder utilizar su marco. La sustitución de completa la separación entre la memoria lógica y física

10 . Paginación por demanda Rendimiento La probabilidad de fallo de página <=p<=. Si p=, no hay fallos de página Si p=, cada referencia es un fallo TEA = (-p)*acceso a memoria + p*(tiempo de fallo de página). Tfp = sobrecarga fallo pagina + [swap out] + [swap in] +sobrecarga de restauración

11 . Paginación por demanda Rendimiento Ejemplo Tiempo de acceso a memoria = nanosegs Tiempo de fallo de página = 5 mseg = 5.. nanosegs. TAE= (-p)* + p(5..) TAE= *p

12 . Paginación por demanda Bit de modificación El uso de un bit adicional en las PTE, el bit de modificación reduce la sobrecarga de transferencia de algunas Sólo se escriben al disco las que han sido modificadas; las no modificadas pueden descartarse ya que tenemos una copia de ellas en el archivo ejecutable en disco

13 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo IO Anomalía de Belady Algoritmo óptimo Algoritmo LRU (menos recientemente usado) Algoritmo del reloj Política de asignación de marcos

14 . Algoritmos de sustitución de Se desea el menor número de fallos de página Se evalúa el algoritmo mediante un string particular de referencias a memoria (string de referencias) y se calcula el número de fallos de página. Algoritmos aplicables a políticas de reemplazo locales y globales En todos los ej: siguientes, el string de referencia será:,,,,,,,,,,, marcos ( págs pueden estar en memoria al mismo tiempo.

15 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo IO

16 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo IO

17 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo IO

18 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo IO

19 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo IO

20 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo IO

21 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo IO allos

22 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo IO La tendencia es entre más marcos menos fallo de página. Pero, La anomalía de Belady no cumple con esta tendencia, es decir más marcos entonces más fallos de página. Ejm: marcos

23 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo IO fallos

24 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo Óptimo

25 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo Óptimo

26 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo Óptimo

27 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo Óptimo

28 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo Óptimo

29 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo Óptimo

30 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo Óptimo 7 fallos

31 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo LRU

32 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo LRU

33 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo LRU

34 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo LRU

35 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo LRU

36 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo LRU

37 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo LRU fallos

38 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo del Reloj

39 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo del Reloj

40 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo del Reloj

41 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo del Reloj

42 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo del Reloj

43 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo del Reloj

44 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo del Reloj

45 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo del Reloj *

46 . Algoritmos de sustitución de Algoritmo del Reloj fallos * * *

47 . Algoritmos de sustitución de Política de reemplazo de Local Cuando se da un fallo de página de un proceso sólo pueden usarse marcos asociados al proceso para su reemplazo Global Cuando se da un fallo de página de un proceso se puede seleccionar un marco asociado a otro proceso para su reemplazo

48 . Algoritmos de sustitución de Política de asignación de marcos Multiprogramación Es necesario, determinar cuántos marcos de página se asignan a cada proceso. Cada proceso necesita un número mínimo de Existen dos tipos de estrategias

49 . Algoritmos de sustitución de Política de asignación de marcos Asignación fija Asignación proporcional Según la dimensión del proceso s i = tamaño del proceso p i S = s i a i = asignación para p i = s i / S * m Ejemplo: Marcos = 6, dos procesos, uno y otro de 7.

50 . Algoritmos de sustitución de Política de asignación de marcos Asignación fija Asignación por prioridad Se asignan marcos dependiendo de la prioridad y no del tamaño del proceso. Si el proceso genera un fallo de página Selecciona un marco de un proceso con menor prioridad Lleva asociada una estrategia de reemplazo local.

51 . Algoritmos de sustitución de Política de asignación de marcos Asignación variable Varia según las necesidades que tenga el proceso en diferentes instantes de tiempo Puede usar tanto estrategias de reemplazo locales o globales.

52 . Modelo del Conjunto Activo Hiperpaginación Modelo del conjunto activo

53 . Modelo del Conjunto Activo Hiperpaginación Si un proceso no tiene suficientes, el % de fallos de página puede ser muy alta. Esto conduce a. Baja utilización de la CPU El sistema operativo cree que necesita aumentar el grado de multiprogramación Se añade otro proceso al sistemas Hiperpaginación = un proceso esta ocupado intercambiando

54 . Modelo del Conjunto Activo Hiperpaginación Porqué funciona la paginación? El proceso emigra de una localidad a otra Las localidades pueden solaparse Por que ocurre la hiperpaginación? tamaño de la localidad > tamaño total de memoria

55 . Modelo del Conjunto Activo El conjunto activo (Working Set) Se basa en la suposición de localidad Δ ventana del conjunto de trabajo un número fijo de referencias a página WSS i (Conjunto de trabajo del proceso P i ) = número total de referenciadas en el más reciente intervalo Δ (varia en el tiempo) Si Δ es demasiado pequeño no abarca la localidad completa. Si Δ es demasiado grande abarcará varias localidades. Si Δ = infinito entonces abarcará el programa entero.

56 . Modelo del Conjunto Activo D = WSS i Total marcos demandados If D > m => Hiperpaginación La política adecuada, si D > m suspender un proceso. (m = número de marcos disponibles) Dinámicamente ajusta los marcos asignados

57 . Modelo del Conjunto Activo Ejemplos: Sea la cadena de referencias W = 5 Δ t 7 Δ 7 5 t..

58 . Modelo del Conjunto Activo Si el tamaño de la ventana Δ = : En t, WS (t, ) = {,5,6} En t, WS (t,) = {,7} Si Δ = 5, los conjuntos activos serían: En t, WS (t, 5) = {,,,5,6} En t, WS (t, 5) = {,,7}

59 . Modelo del Conjunto Activo La importancia del modelo del conjunto activo se debe a que liga la gestión de memoria y la planificación través del Principio del Conjunto Activo: Un proceso sólo puede ejecutarse si su conjunto activo está en memoria principal. Una página no puede retirarse de memoria principal si está dentro del conjunto activo del proceso en ejecución.

60 Ejercicios en clase.dadas las particiones variables de memoria (K, K, K, 8K, 7K, 9K, K y 5K) en ese orden y los procesos de K, K, 9K, K ( en ese orden). a) Cómo podría cada uno de los algoritmos Mejor, Peor y Siguiente Ajuste colocar los procesos en memoria? b) Cuál algoritmo aprovecha mejor la memoria? c) Se podría aplicar compactación en algunos de los casos, explique su respuesta.

61 Ejercicios en clase.considerar la siguiente serie de referencias a :,,,,,,,,, 6, 5, 6,,, Halle el número de fallos de página utilizando el algoritmo RELOJ si: a) Dispone de en memoria b) Dispone de en memoria. c) Indique si se presentó o no la anomalía Belady. Explique.