gestion de memoria

7/17/2019 Gestion de Memoria

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Fundamentos de Computadores II 1Sistemas Operativos

Captulo 4Gestin de memoria


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ndice

1. Objetivos del sistema de gestin de memoria2. Modelo de memoria de un proceso3. Esquemas de memoria basados en asignacin

contigua

4. Memoria virtual5. Arcivos pro!ectados en memoria". #ervicios de gestin de memoria


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1. Objetivos del sistema degestin de memoria


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$ En sistemas con multiproceso% el #.O. debe &repartir' los

recursos entre los procesos e(istentes)* +eparto de procesador) Gestin de procesos* +eparto de memoria)Gestin de memoria

$ Objetivos del ,estor de Memoria

A. Espacios lgicos independientes-. roteccin entre procesos/./omparticin de Memoria 0procesos ligeros.#oporte a las regiones del procesoE. Ma(imiar el grado de multiprogramacin

. Mapas de memoria de un tamao adecuado0normalmente grandes

1. Objetivos del sistema de gestin de memoria


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A.Espacios lgicos independientes

$ A priori no se conoce la posicin de memoria que ocuparunprograma cuando va!a a ejecutarse 0estado de ocupacin de lamemoria

$ /digo en ejecutable genera re6erencias entre 7 ! 8$ Ejemplo) rograma que copia un vector

L O A D R 1 , # 1 0 0 0L O A D R 2 , # 2 0 0 0L O A D R 3 , / 1 5 0 0L O A D R 4 , [ R 1 ]

S T O R E R 4 , [ R 2 ]I N C R 1I N C R 2D E C R 3J N Z / 1 2. . . . . . . . . . . . . . . . .

C a b e c e r a

! c " e r E $ e c % & a b ' e

04. . . .( )1 0 01 0 41 0 *1 1 2

1 1 )1 2 01 2 41 2 *1 3 21 3 )

*9ector destino a partir dedireccin 2777

*:amao del vector en direccin1577

*9ector origen a partir de direccin

1777



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#e supone que el cdigo del #O reside en

las posiciones m;s altas.El programa se carga en la posicin 7 ! paraque se ejecute a de pas;rsele el control0es decir% que el contador del programaapunte a esta posicin.

$ roblema)/omo se ve% no coinciden las

direcciones usadas en el programa con laposicin a partir de la cual se carga elprograma. #uponer por ejemplo% que elprograma se cargara a partir de laposicin 17777....

$ !olucin) "eubicacin de direccioneslgicas a 6


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$ "eubicacin) :raducir direcciones lgicas a direcciones 6a

reubicacin permite crear un espacio lgico independiente para cadaproceso ! el #.O. debe poder acceder a los espacios lgicos para realiarla traduccin.* irecciones lgicas) direcciones de memoria generadas por el

programa

* irecciones 6


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Fundamentos de Computadores II 'Sistemas Operativos

$ "eubicacin $ard%are) la MM 0memor! management unit seencarga de la traduccin

$ roceso)* rograma se carga en memoria sin modi6icar* El #.O. almacena por cada proceso su 6uncin de traduccin* El #.O. especi6ica a la MM quB 6uncin aplicar para cada proceso

L O A D R 1 , # 1 0 0 0L O A D R 2 , # 2 0 0 0L O A D R 3 , / 1 5 0 0L O A D R 4 , [ R 1 ]S T O R E R 4 , [ R 2 ]I N C R 1

I N C R 2D E C R 3J N Z / 1 2. . . . . . . . . . . . . . . . .

M e m o r i a

1 0 0 0 01 0 0 0 41 0 0 0 *1 0 0 1 21 0 0 1 )1 0 0 2 0

1 0 0 2 41 0 0 2 *1 0 0 3 21 0 0 3 ). . . . . . . . . .

P r o c e s a d o r

R . I - & r % c c !

& r a % c c !

L O A D R 3 , / 1 5 0 0

1 1 5 0 01 0 0 0 0

+1 5 0 0

C

*



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Fundamentos de Computadores II Sistemas Operativos

$ "eubicacin so&t%are) traduccin dedirecciones durante carga del programa.

Esta solucin se usa en sistemas sin elard=are espec


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Fundamentos de Computadores II 1)Sistemas Operativos

(.roteccin entre procesos>a proteccin es di6erente segCn sea un sistema Mono o Multi programado)

#istema Monorogramado) >a intrusin se dar; solamente entre elprograma ! el #.O.

#istema Multirogramado) >a intrusin puede venir tanto de otrosprocesos como de otros usuarios adem;s del riesgo del sistemaMonoprogramado.

$ Acciones* >a traduccin de direcciones debe crear espacios disjuntos* Es necesario validar todas las direcciones que genera el programa

$ >a deteccin de alguna intrusin debe realiarla el ard=are delprocesador 0MM% !a que a! que realiarla en tiempo deejecucin

$ El tratamiento de alguna intrusin lo ace el #O* En sistemas con mapa de ED# ! memoria comCn)* :raduccin permite impedir que los procesos accedan directamente

a dispositivos de ED#



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C. Comparticin de )emoria *procesos ligeros+

>a comparticin de memoria entre procesos da soporte a la creacin deprocesos ligeros ! est; controlado por el #.O.

$ Acciones)* >as direcciones lgicas de 2 o m;s procesos se corresponder;n con

una misma direccin 6a memoria asignada a cada proceso no puede ser !a contigua.

* >a 6uncin de traduccin en estos casos se va aciendo m;scompleja.

$ ,entajas)* rocesos ejecutando mismo

programa comparten sucdigo

* Mecanismo de comunicacinentre procesos mu! r;pido

6 a c a r & ! a

6 a c a r & ! a

6 a r ! a a 1

6 a r ! a a 2

6 a r ! a a 1

6 a r ! a a 2

+ a a r c e - 1

+ a a r c e - 26 a c a r & ! a

+ e r ! a

6 a r ! . 1 7 2 8

6 a r ! . 1 7 1 8

6 a r ! . 2 7 1 8

6 a r ! . 2 7 2 8



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$ roblemas)

* +equiere asignacin nocontigua

* #i la posicin de onacompartida contienere6erencia a otra posicin dela ona compartida% no se

puede saber a quB direccinse re6iere puesto que cadaproceso ligero ver; esadireccin de 6orma di6erente

Ejemplo) #i el cdigo% que es comCn%contiene una bi6urcacin% no se

podr; determinar a quB direccinse debe saltar% dependiendo delproceso que estB ejecutando elcdigo

6 a c a r & ! a

6 a c a r & ! a

+ a a r c e - 1

+ a a r c e - 2

6 a c a r & ! a

+ e r ! a

1 0 0 0

2 0 0 0

9 1 1 0 0 2 1 0 0 :1 0 0 0 0

1 0 1 0 0

lgico 6


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'. !oporte de las regiones del proceso

El mapa de memoria de un proceso no es omogBneo% !a que las regionescontienen di6erentes tipos de in6ormacin 0cdigo% datos ! pila

normalmente ! poseen di6erentes caracter


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El reparto de memoria debe ser tal quema(imie el grado de multiprogramacinpara evitar el desperdicio de memoria

$ )emoria desperdiciada* +estos 0uecos inutiliables

06ragmentacin* :ablas requeridas por gestor de

memoria$ Acciones

* /rear bloques de asignacin demenor tamao

* ,estionar las tablas de asignacinm;s e6icientemente

* #e opta por la paginacin* so de memoria virtual para

aumentar grado demultiprogramacin

D ! r e c c ! 5 0 e ' r c e - 4

D ! r e c c ! 1 0 e ' r c e - )

D ! r e c c ! ( 5 e ' r c e - ;

D ! r e c c ! 5 ) e ' r c e - *

D ! r e c c ! 0 e ' r c e - 1 2

D ! r e c c ! 5 e ' r c e - 2 0

D ! r e c c ! 0 e ' r c e - 1

D ! r e c c ! 5 1 e ' r c e - 4

D ! r e c c ! * * e ' r c e - (

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

+ e r ! a

0

1

2

3

4

5

)

N < 1

N

Aprovec-amiento de memoriaptimo es irrealiable////0ablas de gestin demasiado

grandes


E. )aimiar el grado de multiprogramacin


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#. )apas de memoria de un tama2o adecuado

*normalmente grandes+>os procesos necesitan cada ve mapas m;s grandes) aplicaciones m;snovedosas% m;s recursos gr;6icos% m;s carga computacional....

$ Acciones* tiliar Memoria 9irtual* @acer que el usuario disponga virtualmente de una enorme cantidad

de memoria 6


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3. )odelo de memoria de unproceso

3.1. ntroduccin3.3. #ases en la generacin de un ejecutable3.5. )apa de memoria de un proceso3.4. Operaciones sobre regiones


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3.1. ntroduccin

* El #.O. es el responsable de la gestin de memoria de

cualquier proceso.

* El mapa inicial de memoria de un proceso est; relacionado

con el arc-ivo ejecutableque generar; el proceso

* Cmo generar el mapa de memoria inicial a partir del

ejecutableF

* Cmo se organiael mapa de memoriaF

* /u;les son sus caractersticasb;sicasF* GuB operaciones se pueden realiar en el mapa de

memoriaF

)odelo de memoria de un proceso


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Fundamentos de Computadores II 1'Sistemas Operativos

$ Aplicacin) conjunto de mdulos en lenguaje de alto nivel$ rocesado en dos 6ases) /ompilacin ! Montaje

$ /ompilacin)* #e asignan direcciones a los

s


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$ :ipos)Estticas) el montaje enlaa los mdulos

objeto del programa ! de las bibliotecas%dando como resultado un ejecutableautocontenido.

$ esventajas)* Ejecutables grandes* /digo de 6uncin de biblioteca

repetido

* MCltiples copias en memoria delcdigo de 6uncin de biblioteca

* >a actualiacin de bibliotecaimplicar

% c ! e b ! b ' ! & e c a 1

% c ! e b ! b ' ! & e c a 2


(iblioteca) coleccin de mdulos objeto relacionados. Algunas bibliotecasson proporcionadas a los usuarios 0bibliotecas del sistema% mientras

que otras abr;n sido creadas por los usuarios 0propias 0por ejemplo%bibliotecas de entrada salida% inclu!endo las 6unciones como print6%getcar% etc% o las llamadas al sistema de O#?H


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'inmicas6 la carga ! montaje se ace en tiempo de ejecucin. Elejecutable contiene Cnicamente el nombre de la biblioteca ! la

rutina de carga ! montaje en tiempo de ejecucin$ roceso de carga)* >a rutina de carga ! montaje incorpora la biblioteca

correspondiente.* #e ajustan las instruccionesque realian las re6erencias

a dico s


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$ 9entajas)

* Menor tamao ejecutables* /digo de rutinas de biblioteca slo en arcivo de biblioteca* rocesos pueden compartir cdigo de biblioteca* Actualiacin autom;tica de bibliotecas) uso de versiones.

#uele aber en un sistemas varias versiones de la mismabiblioteca. /uando un programa ace re6erencia a uno de

sus s


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$ orma de uso )1. Enlace din;mico implcito) #e especi6ica en tiempo de

montaje quB biblioteca usar% pero se pospone su carga !montaje a tiempo de ejecucin.

2. so eplcito)I +equerido por aplicaciones que determinan en tiempo

de ejecucin quB bibliotecas deben usarI 8o se especi6ica la biblioteca en mandato de montaje

I Es el programa quien solicita la carga de bibliotecasmediante servicio del sistema 0d"openen 8?H !+oad+i,rar*en Jin32

I El acceso a los s


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$ El uso de bibliotecas din;micas es transparente. Es decir% losmandatos de compilacin ! montaje son idBnticos que en el caso de lasest;ticas

$ #i la biblioteca din;mica contiene re6erencias internas 0a s


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#ic-eros ejecutables

$ istintos 6abricantes usan di6erentes 6ormatos

* Ejemplo) En >inu( /0ecuta,"e and +ina,"e Format0E>

$ Estructura) /abecera ! conjunto de secciones

$ Cabecera) in6ormacin de control que permite interpretar el contenidodel ejecutable. #uele incluir la siguiente in6ormacin)* 78mero mgico que identi6ica a ejecutable. or ejemplo% en

6ormato E> el primer b!te debe contener el valor e(adecimal K6%los tres siguientes los caracteres E% > !

* unto de entradadel programa) es decir% el valor que inicialmentecontendr; el contador del programa

* 0abla de secciones. ara cada una de ellas se especi6ica) tipo%direccin de comieno en el arcivo ! tamao.

Ejemplo)I :abla de sista de bibliotecas din;micas usadas



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C a b e c e r a

F i c h e r o E j e c u t a b l eN m e r o m g i c o

C o n t a d o r d e p r o g r a m a i n i c i a l

T a b l a d e s e c c i o n e s

C d i g o

D a t o s c o n a l o r i n i c i a l

T a b l a d e s ! m b o l o s

" " " " " " " " " " " " " " " " " " " "

C d i g o

D a t o s c o n " i "

D a t o s s i n " i "

" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "

T " # ! m b o l o s

$ % % %

& % % %' ' ' ' ' '

( % % %

) % % %

$ % % %

& % %

$ % % %

D e s p l " T a m "

" " " " " " " " " " " " " " " "

%

$ % % %

& % % %

( % % %

# e c c i o n e s



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$ >as secciones ms relevantesse volcar;n en el mapa de memoria delproceso) cdigo% datos con valor inicial ! datos sin valor inicial

* Cdigo0te(to) contiene el cdigo del programa

* 'atos con valor inicial) variables globales inicialiadas

* 'atos sin valor inicial) variables globales no inicialiadas) aunque

aparece en la tabla de secciones no se almacena en el ejecutable% !aque su contenido no es relevante

$ 8o a! seccin vinculada a variables locales% !a que estas tienencar;cter din;mico 0se crear;n en la pila del proceso% cuando losprocedimientos en que aparecen sean invocados



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$ ,ariables globales* Est;ticas* #e crean al iniciarse programa* E(isten durante toda la ejecucin del proceso* ireccin 6ija en memoria ! en ejecutable

$ ,ariables locales 9 parmetros* in;micas* #e crean al invocar la 6uncin* #e destru!en al retornar* >a direccin se calcula en tiempo de ejecucin* +ecursividad) varias instancias de una variable



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Fundamentos de Computadores II 2'Sistemas Operativos

$ Ejemplo)

int x=8; /* Variable global con valor inicial */ int y; /* Variable global sin valor inicial */

f(int t){ /* Parmetro */

int z; /* Variable local */

.......

main(){

.......



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$ El mapa de memoria o imagen del proceso estar; compuesto por unconjunto de regiones o segmentosL cada una de ellas almacenacierto tipo de in6ormacin

$ Cada regin)

* :iene asociada una in6ormacin 0un &objeto de memoria'* /onsiste en una ona contigua tratada como unidad al proteger o

compartir* #e caracteria por)

$ ireccin de comieno ! tamao inicial

$ #oporte) donde se almacena su contenido inicial 0soporte enarcivo ! sin soporte% es decir% objeto sin contenido inicial$ roteccin) +JH$ so compartido o privado$ :amao 6ijo o variable

3.5. )apa de memoria de un proceso



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$ >a ejecucin de un programa crea un mapa de memoriaa partir

del arcivo ejecutable. /ada seccin del ejecutable da lugar a unaregin del mapa inicial.

* /digo 0te(to) compartida% lectura ! ejecucin% tamao 6ijo%soporte en arcivo ejecutable

* atos con valor inicial) privada% lectura ! escritura% tamao 6ijo%soporte en arcivo ejecutable

* atos sin valor inicial) privada% lectura ! escritura% tamao 6ijo% sinsoporte 0se rellena a ceros en algunos lenguajes

* ila) privada% lectura ! escritura% tamao variable% sin soporte. /receacia direcciones m;s bajas. >a pila inicial slo contiene losargumentos de llamada al programa



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Fundamentos de Computadores II 31

Sistemas Operativos

/abeceraicero ejecutable7

1777

5777

#ecciones

777

8Cmero m;gico/ontador de programa

inicial

:abla de secciones

/digo

atos con valorinicial

:abla de s


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Sistemas Operativos

$ 'urante ejecucinde proceso se crean nuevas regiones. Es decir% el mapa

de memoria tiene un car;cter din;mico. >as nuevas regiones creadas en tiempode ejecucin pueden ser)* +egin de @eap

$ #oporte de memoria din;mica 0mallocen /$ rivada% lectura ! escritura% tamao variable% sin soporte 0inicialiada a

cero$ /rece acia direcciones m;s altas

* Arcivo pro!ectado$ +egin asociada al arcivo pro!ectado$ :amao variable% soporte en arcivo$ roteccin ! car;cter compartido o privado especi6icado en la pro!eccin

* Memoria compartida$ +egin asociada a la ona de memoria compartida$ /ompartida% tamao variable% sin soporte 0inicialiada a 7

$ roteccin especi6icada en pro!eccin* ilas de treads$ /ada pila de tread corresponde con una regin.$ Estas regiones constan de las mismas caracter


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Sistemas Operativos

"egin !oporte roteccin Comp:riv 0ama2o

/digo 4icero +H /ompartida 4ijo

at. con v.i. 4icero +J rivada 4ijo

at. sin v.i. #in soporte +J rivada 4ijo

ilas #in soporte +J rivada 9ariable

@eap #in soporte +J rivada 9ariable

4. ro!ect. 4icero por usuario /omp.Driv. 9ariable

M. /omp. #in soporte por usuario /ompartida 9ariable



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Sistemas Operativos



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Sistemas Operativos

ara estudiar la evolucin del mapa de memoria a lo largo de la ejecucinde un proceso% se pueden distinguir las siguientes operaciones)

* /rear regin) ?mpl


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Sistemas Operativos

5. Es;uemas de memoria basadosen asignacin contigua

5.1. Es;uema -ard%are5.3. Gestin del !O5.5. oltica de asignacin de espacio5.4. ,aloracin del es;uema contiguo


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Sistemas Operativos

El mapa de proceso se ubica en una ona contigua de la memoriaprincipal.

roceso)* El #.O. busca un -ueco en memoria de tamao su6iciente para

alojar su mapa de memoria del proceso que comiena.

* El #.O. reserva la parte del ueco necesaria ! crea en ella elmapa inicial del proceso* #e establece la &uncin de traduccin% de 6orma que las

direcciones del programa se correspondan con las direccionese(istentes en el ueco asignado.

@ard=are requerido)* "egistros valla0registro base ! registro los registros valla est;n desocupados cuando el #.O. toma el controlpara acceder a todo el mapa de memoria.

5.1. Es;uema $ard%are

Es;. de mem. basados en asignacin contigua


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Fundamentos de Computadores II 3'

Sistemas Operativos

$ "egistro lmite) #e comprobar; que las direcciones usadas por elproceso no e(cedan el valor almacenado en Bl.

$ "egistro base) na ve realiada la comprobacin anterior% se suma acada direccin el valor contenido en este registro% de 6orma que seobtiene la direccin 6


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Sistemas Operativos

El !.O. almacena en el (C cules son los valores de los registrosvalla.

edica una estructura para conocer en todo momento el estado de lamemoria% identi6icando quB uecos est;n libres. 8ormalmente se usa

una lista en la que se almacena la direccin inicial ! el tamao de cadaueco.

>a gestin de esta lista obliga a comprobar% al desocupar espacio% si elnuevo espacio libre puede unirse a uecos vecinos.

roblema)#egCn se van ejecutando procesos van quedando 6ragmentos dememoria libres% que debido a su tamao no podr;n ser usados enasignaciones de espacio a memoria. Este problema se denomina&ragmentacin eterna ! conlleva una mala gestin de memoria.

#olucin tradicional) /ompactar los uecos de 6orma que quedencontiguos. ara ello es necesario reajustar los registros valla de losprocesos. ?8E?/?E8:E.

5.3. Gestin del !O



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Fundamentos de Computadores II 4)

Sistemas Operativos

El !.O. debe considerar quB espacio% de los uecos libres% se usar;intentando encontrar un equilibrio entre buen aprovecamiento deespacio ! tiempo de respuesta corto% es decir% se aplica un algoritmode decisin ;ue debe ser e&iciente.

Este problema es un cl;sico) Cmo asignar espacio para suaprovec-amiento ptimoF. E(isten tres posibles en6oques)

a Mejor ajuste 0bestQ6it. #e elige la ona libre m;s pequea dondequepa el mapa del proceso.$ roblema) /onlleva crear nuevos uecos de tamao pequeo.

Adem;s% elegir el ueco m;s pequeo obliga a mantenerordenados por tamao los uecos disponibles. 8o es e6iciente

b eor ajuste. #e busca el ueco m;s grande% intentando evitar la

generacin de uecos pequeos. #igue precisando mantener elcontrol de los tamaosc El primero que ajuste 06irstQ6it. #uele ser la mejor pol


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Sistemas Operativos

5.4. ,aloracin del es;uema contiguo

$ 9aloracion)* Espacios independientes para procesos) mediante registros valla* roteccin) mediante registros valla* /ompartir memoria) no es posible* #oporte de regiones)

$ 8o e(iste 0no a! mecanismo de permisos sobre el espacio

asignado a cada proceso$ #e reserva espacio para uecos% !a que el espacio asignado al

proceso en primera instancia debe servir para todo su tiempo devida

* Ma(imiar rendimiento)$ Mal aprovecamiento de memoria por 6ragmentacin e(terna

* Mapas de M9 de tamao adecuado)$ 8o permite memoria virtual



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Sistemas Operativos

4. ntercambio


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Sistemas Operativos

BuD -acer si no caben todos los programas en memoria principalF

sar disco 0dispositivoswap como respaldo de la memoria principal. #ino caben en memoria todos los procesos activos% se elige un procesoresidente ! se copia en disco su imagen de memoria

Epulsar *swap-out+ a los procesos blo;ueados. El proceso dee(pulsin no implica copiar toda la imagen del proceso 0por ejemplo% no

es preciso ocupar los uecos ni el cdigo% al poder recuperarse6;cilmente del ejecutable. n proceso e(pulsado vuelve a cargarse0swap-in cuando estB listo para ejecutar ! a!a espacio en memoria.

olticas de asignacin de espacio en s%ap)reasignacin) al crear el proceso se reserva espacio de s=ap.

8O reasignacin) slo se reserva espacio de s=ap al e(pulsar.0#emejana con estado &suspendido'F

ntercambio


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Sistemas Operativos

>. )emoria virtual

>.1. ntroduccin>.3. aginacin>.5. !egmentacin>.4. !egmentacin paginada

>.>. aginacin por demanda>.. olticas de reemplao>.F. oltica de asignacin de marcos de

pgina>.@. $iperpaginacin>.. Gestin del espacio de s%ap>.1?. Operaciones sobre las regiones de un

proceso


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Sistemas Operativos

>a tBcnica de la M9 se usa pr;cticamente en todos los ##OO modernos.Esta tBcnica se basa en trans&erir in&ormacin entre memoriaprincipal 9 memoria secundaria0por lo que involucra varios nivelesde la jerarqu


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Sistemas Operativos

9entajas)

a Aumento del grado de multiprogramacin. or tanto% aumentoen el rendimiento del sistema

b osibilidad de ejecutar programas ms grandes que la M9disponible

El uso de la M9 no implica ;ue se acelere la ejecucin del programa0m;s bien al contrario% debido a la sobrecarga asociada a losmovimientos de in6ormacin entre niveles de la jerarqu


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Sistemas Operativos

$ gina6 Iona contigua de memoria de determinado tama2o. 0ormotivos de e6iciencia se suele trabajar siempre con tamaos potenciade 2. Ej)4 R-.

$ Organiacin)S El mapa de memoria del proceso se considera dividido en p;ginas.

S >a memoria principal se considera dividida en marcos de p;gina0tamao de marco T tamao de p;gina.S >os marcos contendr;n p;ginas de los procesos en ejecucinS >a tabla de pginas 0: relaciona cada p;gina con el marco que

la contiene. El ard=are de traduccin 0MM usa la tabla dep;ginas para traducir direcciones lgicas a 6


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Sistemas Operativos

* /ada entrada de la tabla de p;ginas contendr;% adem;s del nCmerode marco asociado con la p;gina)

a+ n&ormacin de proteccin) tipo de acceso permitido +JHb+ (it de pgina vlida:invlida) para indicar si dica entradacontiene una traduccin asociada% es decir% si se corresponderealmente con un marco

c+ (it de pgina accedida *Ref+) activado cuando se acceded+ (it de pgina modi&icada *Mod+) activado cuando se escribee+ (it de desactivacin de cac-D) se usa cuando la entrada

corresponde con direcciones de ED#$ :amao de p;gina) >a eleccin de tama2o de pgina est;condicionada por diversos 6actores% entre los que a! que conseguirequilibrio)* otencia de 2 ! mCltiplo del tamao del bloque de disco* mejor pequeo por)

$ Menor 6ragmentacin$ #e ajusta mejor al conjunto de trabajo

* mejor grande por)$ :ablas m;s pequeas$ Mejor rendimiento de dispositivos de ED#

* /ompromiso 0entre 2R ! 1"R

)emoria virtual

i i l


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Sistemas Operativos

$ ireccin)na direccin lgica se obtiene a partir de)

nU p;gina P desplaamiento$ roblema)

* >a paginacin no o&rece una solucin ptima. >o idealser


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Sistemas Operativos

;gina -!te

+egistro base de la :0+?E

7123

n

ireccin lgica

M) direcciones 6


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Sistemas Operativos

$ roblema) ragmentacin% la memoria asignada es ma!or que lamemoria requerida ! por lo tanto% se desperdicia cierta cantidad deespacio

:. ;ginas roceso 1;gina 7

;gina 1

;gina M

Marco 2

Marco 3

Marco 8

..............

:. ;ginas roceso 2;gina 7

;gina 1

;gina

Marco 4

Marco 1

Marco 7

..............

Marco 7

Memoria

Marco 1

Marco 2

Marco 3

Marco 4

Marco 8

;g. 1 r. 2

............

;g. 7 r. 1

;g. 1 r. 1

;g. M r. 1

;g. 7 r. 2

;g. r. 2

)emoria virtual

) i i t l


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Sistemas Operativos

$ Otras cuestiones)* En este esquema% el #.O. mantiene una tabla de pginas por

cada proceso. /uando se produce un cambio de conte(to se indicaa la MM quB tabla de p;ginas usar* El #.O. mantiene una 8nica tabla de pginas para s mismo. As


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Sistemas Operativos

$ ?mplementacin de la tabla de p;ginas)* >as tablas de p;ginas se mantiene normalmente en memoria

principal. roblemas) e6iciencia ! gasto de almacenamientoa+E&iciencia) cada acceso lgico requiere dos accesos a memoriaprincipal% a la tabla de p;ginas P al propio dato o instruccin.#olucin) cacde traducciones *V :>-

b+Gasto de almacenamiento) tablas mu! grandes. Ejemplo)p;ginas 4R% dir. lgica 32 bits ! 4 b!tes por entrada% la tabla dep;ginas de cada proceso tendr; 4M-. #olucin) tablas

multinivel! tablas invertidas$ 9aloracin)* Espacios independientes para procesos) mediante tablas de p;ginas* roteccin) mediante tablas de p;ginas* /ompartir memoria) entradas corresponden con mismo marco 0bajo

supervisin del #O dos procesos pueden compartir una p;ginaasociada al mismo marco

* #oporte de regiones) bits de proteccin% bit de valide) no sereserva espacio para -uecos

* Ma(imiar rendimiento) #i% al permitir esquemas de memoria m;s6le(ibles

* Mapas de tamao adecuado) s


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Sistemas Operativos

:>- 0:ranslation >ooNQaside -u66er) /onsta de una memoria asociativaconin6ormacin sobre Cltimas p;ginas accedidas.

$ ara el multiproceso% e(isten varias posibilidades)

* >a :>- no inclu9e in&ormacin del proceso. En este caso% abr; queinvalidar la :>- en los cambios de conte(to* Entradas en :>- inclu9en in&ormacinsobre proceso) en este caso%

debe e(istir un registro de / para mantener la identi6icacin delproceso actual

$ ?mplementacin* $J) >a MM consulta la :>- ! si 6alla% se usa la : en memoria.

$ 9entajas) Es un proceso mu! r;pido$ ?nconvenientes) Actualiar la : en cambios de conte(to ! a! que

invalidar la :>- cuando se produce un cambio de conte(to 0si no tienein6ormacin del ?

* !J6 >a MM no usa la :% sino que slo consulta :>-. En caso de 6allo%se activa el #O% que a de buscar la entrada en la tabla de p;ginas0mediante programa% e insertar en la :>- la traduccin eca% de 6ormaque se pueda reutiliar.

$ 9entajas) 6le(ibilidad% !a que la tabla de p;ginas puede ser de6inida aconveniencia% sin restricciones impuestas por el ard=are

$ ?nconvenientes) Es menos e6iciente% !a que parte del proceso detraduccin se realia mediante programa.

)emoria virtual

) i i t l


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Sistemas Operativos

na de las opciones disponibles para disminuir el tamao requerido por lastablas de p;ginas es la tabla de pginas multinivel

$ Organiacin)#e trata de una tabla de p;ginas organiadas en M niveles)* Entrada de : de nivel R apunta a : de nivel RP1* Entrada de Cltimo nivel apunta a marco de p;gina

$ ireccin) >a direccin lgica especi6ica la entrada a usar en cada nivel

$ 1 campo por nivel P desplaamiento

$ Accesos)n acceso lgico supone M P 1 accesos a memoria. #olucin)uso de :>-

$ ?nvaliadacin)#i todas las entradas de una : son inv;lidas% no se

almacena esa : ! se pone inv;lida la entrada correspondiente de la :superior

$ Aorro de espacio)#i el proceso usa una parte pequea de su espaciolgico% se consigue aorro en espacio para almacenar :s

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1ernivel 2U nivel -!te

+egistro base de la :0+?E

7123

n

ireccin lgica

M) direcciones 6


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Sistemas Operativos

$ Ejemplo) roceso que usa 12M- superiores ! 4M- in6eriores

* 2 niveles% p;ginas de 4R% dir. lgica 32 bits 017 bits por nivel ! 4b!tes por entrada

* :amao) 1 : 81P 4 : 82T 5 W 4R- T 27R- 06rente a 4M-

$ 9entajas adicionales) permite compartir :s intermedias ! slo serequiere que estB en memoria la : de nivel superior. >as restantes

pueden estar en disco ! traerse por demanda

)emoria virtual

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Sistemas Operativos

, e , # r ! a

r ! , e r ! / e '

T a b ' a e @ ? ! a -

.

.

.

& a b ' a - e @ ? ! a -

- e ? % # ! / e '

.

.

.

.

.

.

.

.

.

r ! , e r ! / e '

T a b ' a e @ ? ! a -

A

A

A

A

I

I

@ ? ! a 0

@ ? ! a 1 0 2 3

@ ? ! a 1 0 2 4

@ ? ! a 2 0 4 ;

@ ? ! a 2 0 4 *

@ ? ! a 3 0 ; 1

@ ? ! a 1 0 4 * 5 ; 5 7 2 B 2 0 < 1 8

@ ? . 1 0 4 ; 5 5 2 7 2 B 2 0 < 1 0 2 4 8

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Sistemas Operativos

Otra alternativa para disminuir el espacio necesario por la tabla de p;ginases la tabla de pginas invertida

$ Organiacin)* >a tabla contendr; tantas entradas como marcos de p;gina a!a.* /ada entrada almacena la p;gina cargada en dico marco junto con

sus caractera MM usa una :>- convencional% pero si 6alla la traduccin se

accede a la tabla de p;ginas invertida. Al estar la tabla organiada pormarcos no se puede acer una bCsqueda directa. eber


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Sistemas Operativos

pid p;gina

-!te;ginapid

ireccin lgica

-!tei

i

ireccin 6


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Sistemas Operativos

/on la paginacin la MM no dispone de in6ormacin sobre las regionesde los procesos! slo entiende de p;ginas. or esta ran% el #O debemantener una lista de las pginas ;ue componen cada regin% loque supone varias desventajas)$ Al crear una regin a! que cuidar que todas las p;ginas

asociadas tengan la misma in6ormacin de control$ ara poder compartir una regin es preciso que las entradas de

varios procesos apunten a los mismos marcos

!egmentacin) es un esquema @J que intenta dar soporte directo a lasregiones. En Bl se considera el mapa de memoria como compuesto por

varios segmentos.#e puede considerar que consisten en una generaliacin de los

registros valla base 9 lmite% pero usando un par de registros porcada segmento

>.5. !egmentacin

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Sistemas Operativos

$ ireccin)na direccin lgica estar; compuesta por un nCmero desegmento ! un desplaamiento en el mismo.

$ :raduccin) >a 6orma de realiar la traduccin puede apreciarse en laimagen siguiente)

e r ! a

& a b ' a e - e ? e & -

' ! & e b a - e

-

! r e c c ! ' ? ! c a

E c e c !

* +

S I

N O

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Sistemas Operativos

$ :abla de segmentos)En este caso% la MM usa una tabla de segmentos0:#.

$ Organiacin)* El #O mantiene una :# por proceso% de 6orma que en cada cambio

de conte(to se noti6ica a MM cu;l debe usar* /ada entrada de :# contiene 0entre otros)

$ +egistro base ! l


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Sistemas Operativos

$ 9aloracin6

* Espacios independientes para procesos) mediante su propia :#% quecrea un espacio lgico independiente

* roteccin) mediante :#% o6reciendo espacios disjuntos de memoria* /ompartir memoria) bajo control del #O es posible que dos o m;s

procesos tengan un segmento asociado a la misma ona dememoria

* #oporte de regiones) bits de proteccin* Ma(imiar rendimiento ) 8o lo ma(imia% por la 6ragmentacine(terna

* Mapas de tamao adecuado) 8o cumple este objetivo porque nopermite implementar e6icientemente un sistema de memoria virtual

or tanto% tal ! como se a presentado se usa en mu9 pocos!O reales

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Sistemas Operativos

#e intenta aunar las ventajas de ambos es;uemas) segmentacin !paginacin)* #egmentacin) soporte para regiones.* aginacin) mejor uso del espacio de memoria.

$ Organiacin)* Entrada en :# apunta a una : para el segmento.* El espacio del segmento est; compuesto de varias p;ginas% de 6orma

que su espacio no tiene que ser contiguo.

>.4. !egmentacin paginada

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Sistemas Operativos

e r ! a

& a b ' a e - e ? e & -

' ! & e ! r . T . @ ? .

! r e c c ! ' ? ! c a

E c e c !

*S I

N O

-

! r e c c ! = - ! c a

& a b ' a e @ ? ! a - a r a - e ? e & -

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$:raduccin)>a traduccin se lleva a cabo segCn se indica.

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Sistemas Operativos

$ 9aloracin)

* Espacios independientes para procesos) mediante :#* roteccin) mediante :#* /ompartir memoria) bajo control del #O% podemos acer que una

misma entrada apareca en di6erentes :# 0es decir% pueda ser usadopor varios procesos

* #oporte de regiones) bits de proteccin

* Ma(imiar rendimiento) la paginacin aproveca e6icientemente elespacio de memoria.* Mapas de tamao adecuado) permite esquemas de memoria virtual

$ 9entajas) rente a paginacin sin segmentos 6acilita al #O la gestin delas regiones% pero requiere @J m;s complejo

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Sistemas Operativos

na ve analiados los di6erentes esquemas ard=are vamos a ver cmose articulan para construir un esquema de memoria virtual 0estosesquemas tambiBn pueden usarse sin memoria virtual% pero en laactualidad su uso est; siempre vinculado a la memoria virtual

$ 8ormalmente la memoria virtual se constru!e sobre esquemas de

paginacin pura o segmentada. e esta 6orma% la unidad de in6ormacinintercambiada entre memoria principal ! secundaria es la p;gina.

$ 8ormalmente la trans6erencia de in6ormacin se lleva a cabo bajodemanda 0paginacin por demanda. e esta 6orma% cuando unproceso necesita acceder a una p;gina que no est; en memoria

principal% se genera un 6allo de p;gina ! el #O se encarga de trans6erirladesde la memoria secundaria. #i al traerla no a! espacio su6iciente enM% ser; necesario desalojar alguna de las p;ginas actuales 0ello seace mediante un algoritmo de reemplazo

>.>. aginacin por demanda

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Sistemas Operativos

$ >a construccin de un sistema de memoria virtual sobre un procesadorcon paginacin implica usar un bit de valide en las entradas de la

tabla de pginas% que indica si la p;gina es v;lida. Estar;n marcadascomo inv;lidas todas las p;ginas que no residen en M% as< como las queconstitu!en uecos en el mapa de memoria.

$ ara las entradas correspondientes a p;ginas no residentes en M% laentrada principal% en lugar de almacenar el marco donde reside

contendr; la direccin del dispositivo de memoria en ;ue seencuentra almacenada. e 6orma que cuando se produce un acceso auna de estas p;ginas% se produce una e(cepcin ! se activa el #O%responsable de acer la trans6erencia desde memoria secundaria.

$ Algunos sistemas tambiBn usan la tBcnica de prepaginacin. Al ocurrir

un 6allo de p;gina no slo traen la p;gina en cuestin% sino tambiBn lascercanas% al suponerse que se usar;n en un corto plao de tiempo. >ae6ectividad de esta tBcnica depender; del acierto de la prediccin.

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Sistemas Operativos

9eamos cmo se gestiona la ocurrencia de un &allo de pgina)$ >a MM genera una e(cepcin. 8ormalmente deja en un registro

especial la direccin que caus el 6allo$ #e activa el #O% que comprueba)

* #i la p;gina es inv;lida% se aborta el proceso 0solucin normal%aunque tambiBn podr


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Sistemas Operativos

$ En el peor de los casos un 6allo de p;gina puede suponer dosoperaciones de ED#)

a #alvaguarda de la p;gina e(pulsadab >ectura de la p;gina nueva

os pol


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Sistemas Operativos

$ Objetivo) Minimiar la tasa de 6allos de p;gina.

$ /ada algoritmo descrito tiene versin local ! global)* >ocal) criterio se aplica a las p;ginas residentes del proceso* ,lobal) criterio se aplica a todas las p;ginas residentes

$ Algoritmos a estudiarA. Xptimo-. ?O/. +eloj 0o segunda oportunidad. >+

E. -u%%erin#de p;ginas. +etencin de p;ginas en memoria

>.. olticas de reemplao

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Sistemas Operativos

A+ Algoritmo ptimo

$ /riterio) ;gina residente que tardar; m;s en accederse$ ?mplementacin) ?rrealiable% !a que supone disponer de una prediccin

6iable del uso de las p;ginas en un 6uturo a medio plao$ 9ersin local ! global$ ?nterBs para estudios anal


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Sistemas Operativos

$ /riterio) se elimina la p;gina que lleva m;s tiempo residente

$ ?mplementacin) ;cil* ;ginas residentes en orden ?O *V se e(pulsa la primera* 8o requiere ard=are especial

* En el caso de estrategia local se mantiene una lista de p;ginas porcada proceso. En el caso global% basta con una Cnica lista

$ roblema)* na p;gina que lleva muco tiempo residente puede seguir

accediBndose 6recuentemente.

* #u criterio no se basa en el uso de la p;gina.* Anomal


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Sistemas Operativos

#e trata de una modi6icacin del algoritmo ?O% para evitar que unap;gina residente desde ace tiempo sea desalojada pese a estar siendousada. ara ello se usa el bit de re&erenciae% de las p;ginas% con loque se detecta su uso

$ /riterio)* #i la p;gina elegida por ?O no tiene activo el bit e% es la p;ginae(pulsada

* #i lo tiene activo se da 2Y oportunidad antes de e(pulsar) sedesactiva el bit e% se pone p;gina al 6inal de ?O% se aplicacriterio a la siguiente p;gina

$ ?mplementacin) #e puede implementar el orden ?O mediante unalista circular con una re6erencia a la primera p;gina de la lista) sevisualia como un reloj donde la re6erencia a la primera p;gina es laaguja del reloj

C+ Algoritmo de segunda oportunidad o del reloj

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Sistemas Operativos

$ /riterio) -asado en pro(imidad temporal de re6erencias) p;ginaresidente menos recientemente usada como p;gina a eliminar

$ ?mplementacin)osible implementacin con @J espec


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Sistemas Operativos

$ /riterio)Esta tBcnica intenta evitar el problema con las pginasmodi&icadas que an de ser desalojadas. En este caso% el tratamientodel 6allo de p;gina implica realiar dos accesos a disco% uno paraalmacenar la p;gina modi6icada ! para traer la nueva

$ ?mplementacin)* Mantiene una reserva de marcos libres. /uando se produce un

6allo de p;gina% siempre se usa un marco libre 0es decir% en verdadno a! reemplao* /uando el nCmero de marcos libres queda por debajo de cierto

umbral se activa un &demonio de paginacin'% que aplicarepetidamente el algoritmo de reemplao)

$ ;ginas no modi6icadas pasan a lista de marcos libres$ ;ginas modi6icadas pasan a lista de marcos modificados:

cuando se escriban a disco pasan a lista de libresL suelenescribirse en tandas 0lo que mejora el rendimiento

* #i se re6erencia una p;gina mientras est; en estas listas) serecupera directamente de la lista 0no a! ED#% lo que puedemejorar el comportamiento de algoritmos poco e6icientes

E+ (u&&ering de pginas

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Sistemas Operativos

$ /riterio67o todas las p;ginas son reemplaables

$ Aplicacin)* #e aplica a p;ginas del propio #.O) si sus p;ginas est;n 6ijas en

memoria% su gestin es m;s sencilla

* :ambiBn se aplica mientras se ace MA sobre una p;gina. >ap;gina no ser; reemplaable asta que 6inalice la operacin sobreella

$ ?mplementacin) Algunos #.O. o6recen a las aplicaciones un serviciopara &ijar en memoria una o m;s p;ginas de su mapa) adecuado para

procesos de tiempo real% aunque puede a6ectar al rendimiento delsistema. En O#?H se trata del servicio mlock

#+ "etencin de pginas en memoria

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Sistemas Operativos

El #O deber; decidir cu;ntos marcos de p;gina asigna a cada proceso)a Asignacin ijab Asignacin in;mica

A Asignacin 6ija

$ 78mero constante de marcos asignados al proceso. uede dependerde las caractera arquitectura impone el 7K mnimo de marcos de pgina) m.F. oltica de asignacin de marcos de pgina

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Fundamentos de Computadores II ')

Sistemas Operativos

$ El n8mero de marcos asignados a un proceso es variabledependiendo del comportamiento del proceso 0! posiblemente de losdem;s procesos.

$ !e adaptaa las di6erentes 6ases por las que puede pasar un proceso$ #e pueden usar tanto estrategias de reemplao global como local.

* Asignacin din;mica P reemplao local) el proceso va aumentando odisminu!endo su conjunto residente dependiendo de sucomportamiento 0comportamiento relativamente predecible

* Asignacin din;mica P reemplao global) los procesos compiten por

el uso de las p;ginas entre ellos 0comportamiento di6


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Fundamentos de Computadores II '1

Sistemas Operativos

$ e6inicin):asa e(cesiva de 6allos de p;gina de un proceso o en elsistema% debido a que el nCmero de marcos de p;gina asignados esinsu6iciente para albergar el conjunto residente

* /on asignacin 6ija. @iperpaginacin en el proceso i siconjunto residente de iZ conjunto de trabajo i

* /on asignacin variable. @iperpaginacin en el sistema sinU marcos disponibles Z conjuntos de trabajo de los procesos

$ roblema) decae el grado de uso de la /. >os procesos est;n casisiempre en colas de dispositivo de paginacin.

$ #olucin) controlar la carga)

* isminuir el grado de multiprogramacin%* #uspender uno o m;s procesos liberando sus p;ginas residentes

$ /mo detectar esta situacinF

>.@. $iperpaginacin *t-ras-ing+

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Sistemas Operativos

? r a e % ' & ! r ? r a a c !

E

&!'!6

a

c

!1

0

4

e

'a

E

C

5

#e ver;n a continuacin algunas estrategias de control de la carga detrabajo)A. Estrategia del conjunto de :rabajo-. Estrategia de administracin basada en la 6recuencia de 6allos

de p;gina/. Estrategia de control de carga para algoritmos de reemplao

globales

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Sistemas Operativos

A+ Estrategia del conjunto de trabajo

$ Objetivo) eterminar el conjunto de trabajo de cada proceso% es decir% lasp;ginas usadas por el proceso en las Cltimas 8 re6erencias

$ roceso)* #i el conjunto de trabajo decrece se liberan marcos.* #i el conjunto de trabajo crece se asignan nuevos marcos.* #i no a! marcos disponibles se suspender; algCn0os proceso0s% que

se reactivan cuando a!a marcos su6icientes

$ /ondicin) #i el #O es capa de detectar el conjunto de trabajo de cadaproceso% puede especi6icarse una estrategia de asignacin dinmicacon reemplao local

$ ?mplementacin) 'i&cil% !a que precisar


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Sistemas Operativos

$ Objetivo) /ontrolar la tasa de 6allos de p;gina por proceso$ roceso)* #i tasa Z l


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Sistemas Operativos

$ Objetivo) /ontrolar la iperpaginacin utiliando un algoritmo de controlde carga. #e da en algoritmos de reemplao global.

$ roceso) Ejemplo) 8?H 4.3 -#

* +eemplao global con algoritmo del reloj. 9ariante con dos&manecillas') a! dos punteros en ve de uno* so de ,u%%erin#de p;ginas. n demonio de paginacin controla el

nCmero de marcos libres* #i el nCmero de marcos libres Z umbral% el demonio de paginacin

aplica reemplao

* #i se repite con 6recuencia la 6alta de marcos libres) un proceso&s=apper' suspende procesos

C+ Estrategia de control de carga para algoritmos dereemplao globales

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Sistemas Operativos

>a asignacin del espacio de s=aping puede seguir dos tBcnicas)a reasignacin de s=ap)Al crear la nueva regin se reserva espacio de s=ap para ella. Al

e(pulsar una p;gina% con esta estrategia% !a abr; espacio des=ap para almacenar su contenido

b #in preasignacin de s=ap)

Al crear una regin no se ace reserva de s=ap. >as p;ginas de laregin se ir;n tra!endo a M por demanda desde el soporte dela regin. #lo se reserva espacio de s=ap para una p;ginacuando es e(pulsada por primera ve

:endencia actual) #e suele utiliar m;s la estrategia sin preasignacin%

puesto que la preasignacin de s=ap conlleva un peor aprovecamientode memoria secundaria 0toda p;gina debe tener reservado espacio des=ap.

>.. Gestin del espacio de s%ap

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Sistemas Operativos

#e considerar;n a continuacin las siguientes operaciones sobre lasregiones de un proceso en un sistema con memoria virtual)a /reacin de regin)

Al crear el mapa inicial o por solicitud posteriorb >iberacin de regin)

Al terminar el proceso o por solicitud posterior

c /ambio de tamao de regin)Aumento de tamao) a! que comprobar que no se solape con

otra regin ! equiparar las nuevas p;ginas a las !a e(istentesen la regin.

El caso de e(pansin de la pila es algo m;s complejo.isminucin de tamao

d uplicado de regin)Operacin requerida por el servicio forkde O#?H#e duplica todo ! se trata de una operacin costosa

>.1?. Operaciones sobre regiones de un proceso

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Fundamentos de Computadores II ''

Sistemas Operativos

a /reacin de nueva reginAcciones)

$ Al crear una regin no se asigna M 0 se ar; por demanda.$ #e marcar;n las p;ginas como no residentes 9 vlidas 06allo de

p;gina cuando se intenten acceder$ El #.O. actualia la tabla de regiones ! guarda la in6ormacin

correspondiente a las p;ginas de la regin% rellenando las entradas de la:. ebe buscar un ueco en el mapa de memoria para asignar a nueva

regin.$ #egCn el soporte)* #oporte en arc-ivo) ;ginas marcadas como Car#ar de arcivo

(C.$ * se almacena direccin del bloque del arcivo correspondiente* #in soporte) ;ginas marcadas como e""enar con ceros (C$ ! se

inicialia cuando a! un 6allo de p;gina$ #i la regin es privada con preasignacin de sap% se reserva espacio

de sap$ #i la regin es la pila)

* #e copian los argumentos iniciales del proceso en bloque0s de sap

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Fundamentos de Computadores II '

Sistemas Operativos

$ Algoritmo de e(pulsin)* #i la regin es privada se escribe p;gina en sap #i no a!

preasignacin de espacio s=ap% en la primera e(pulsin se reservaespacio. osteriores 6allos se sirven de ese bloque de sap

* #i la regin es compartidase escribe p;gina en soporte% para quetodos los procesos puedan ver las modi6icaciones. :odos los 6allos sesirven del soporte

$ En la creacin del mapa inicial 0servicio execen O#?H% se crean lasregiones segCn sus caracteros uecos se marcan como p;ginas inv;lidas% tanto para el @J comopara el #.O.

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Fundamentos de Computadores II )

Sistemas Operativos

T a b ' a e @ ? ! a -

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

> ' G % e T 7 a r c " . 8R H A

> ' G % e 7 a r c " . 8R A

R e ' ' e a r c 0R A

> ' G % e S 7 - a 8R A

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

S a A r c " ! E $ e c % & a b ' e

C ! ?

D a & - c a ' r ! ! c ! a '

. . . . . . . . . . . . . . . .

C a b e c e r a

! ' a> ' G % e S

> ' G % e T

> ' G % e

1 @ ? .C ! ?

1 @ ? .D a & . . ! .

1 @ ? .

D a & . . . ! .

1 @ ? . ! ' a

Estado inicial de ejecucin en un sistema sin preasignacin de s=ap

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Sistemas Operativos

b >iberacin de regin

$ Acciones)* Actualiar tabla de regiones para eliminar regin* Marcar como inv;lidas p;ginas asociadas* #i la regin es privada% se libera el espacio de sap asociado

$ /uando)* #olicitud e(pl


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Sistemas Operativos

c /ambio de tamao

$ Acciones)* #i disminu!e)$ #e ajusta la tabla de regiones.$ #e marcan p;ginas como inv;lidas.$ #e libera espacio de s=ap

* #i aumenta)$ #e comprueba que no a!a solapamiento.

$ #e 6ijan nuevas p;ginas como no residentes ! con las mismascaracter


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Sistemas Operativos

d uplicado de una regin$ Acciones)

* #e duplican las regiones privadas del padre ! se comparten las noprivadas

$ >a copia de una regin de un proceso en el mapa de memoria de otroproceso es una operacin costosa% !a que tambiBn se debe copiar elcontenido.

$ roblema) >a ejecucin de forkser


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Sistemas Operativos

$ ?mplementacin de /OJ* #e comparten las p;ginas de regiones duplicadas

* #e marcan de slo lectura ! con bit de /OJ.* Al realiar la primera escritura se produce un 6allo de protecccin !se genera una copia privada para el proceso que escribe.

* >o normal es que a!a varios procesos con misma regin duplicada%por lo que e(iste un contador de uso por p;gina.

* /ada ve que se crea copia privada se decrementa contador% !a quea! un proceso menos trabajando sobre la copia compartida.

* #i llega a 1% se desactiva el bit /OJ% al no aber duplicados

$ O+R con /OJ. #e comparten todas las regiones. >as regiones privadasse marcan como /OJ en padre e ijo% el resultado de la optimiacin esque en ve de duplicar todo el espacio de memoria slo se duplica la :.


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Sistemas Operativos

>. Arc-ivos pro9ectados en

memoria

Arc-ivos pro9ectados en memoria


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Sistemas Operativos

$ En quB consisteF* +ecordemos que en un sistema con M9 se acen corresponder las

entradas de la : con bloques de un arcivo ejecutable.* >a tBcnica de la pro!eccin permite usar esta misma idea% pero con

cualquier arcivo.* El #.O. permite que un programa solicite la correspondencia de una

ona de su mapa de memoria con los bloques de un arcivocualquiera 0!a sea completo o en parte.

* En la solicitud el programa indicar; el tipo de acceso que desea paralas p;ginas asociadas al arcivo.

$ #ervicio)* >a generaliacin de la tBcnica de memoria virtual permite o6recer a

los usuarios una &orma alternativa de acceder a los arc-ivos.



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Sistemas Operativos

T a b ' a e @ ? ! a -

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .> ' # G % e 0 7 a r c " . 8R 3 A

> ' # G % e N 7 a r c " . 8R 3 A

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A r c " ! / #

> ' # G % e 0

> ' # G % e 1

> ' # G % e 2

> ' # G % e N

> ' # G % e 2

. . . . . . . . . . . . .

1 0 2 4 0

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$roceso) #e rellenan las entradas de la : correspondientes con )S;gina no residente%

S/A 0cargar de arcivo%SrivadaDcompartida !Sroteccin 0indicada en la llamada.

e esta 6orma%cuando el

programa accedea una posicinde memoriaasociada alarcivo pro!ectado%est; accediendo

realmenteal arcivo



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Fundamentos de Computadores II '

Sistemas Operativos

$ 9entajas) #e trata por tanto de una 6orma alternativa de acceso aarcivos% 6rente a las llamadas readDrite e esta 6orma se producen)

* )enos llamadas al sistema lo que se traduce en una notablemejora de los tiempos de acceso.

* !e evitan copias intermedias de la in6ormacin !a que el #.O.trans6iere directamente la in6ormacin entre la regin de memoria !el arcivo.

* !e &acilita la programacin% !a que una ve pro!ectado se accede

al arcivo como si 6uera una estructura de datos en memoria

$ Ejemplo) :


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Fundamentos de Computadores II

Sistemas Operativos

. !ervicios de gestin de

memoria

!ervicios de gestin de memoria


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Fundamentos de Computadores II 1))

Sistemas Operativos

El gestor de memoria realia 6unciones internas. or eso% o6rece pocosservicios directos para las aplicaciones. -;sicamente est;n relacionados

con la pro!eccin de arcivos)

* O#?H$ ro!ectar un arcivo) mmap$ espro!ectar un arcivo) munmap

* Jin32$ ro!ectar un arcivo) 2 pasos)

* /rear pro!eccin) CreateFileMapping* +ealiar pro!eccin) MapViewOfFile

$ espro!ectar un arcivo) UnmapViewOfFile

!ervicios de gestin de memoria


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Fundamentos de Computadores II 1)1

Sistemas Operativos

void 8mmap(void 8direc si9e!t "on int prot int indic int desc o%%!t desp$:

Establece la pro!eccin entre el espacio de direcciones de un proceso ! unarcivo.

* evuelve la direccin de memoria donde se a pro!ectado el arcivo direc: direccin donde pro!ectar. ,eneralmente se utilia 8>>%

con lo que el #.O. elige la direccin por su cuenta

lon:especi6ica el nCmero de b!tes a pro!ectar prot: el tipo de acceso% lectura 0+O:[+EA% escritura0+O:[J+?:E o ejecucin 0+O:[EHE/% o cualquier combinacinde ellas

indic:propiedades sobre la regin% compartida 0MA[#@A+E% unproceso ijo compartir; la regin con el padre% privada0MA[+?9A:E% el ijo obtiene copia propia de la regin% 6ija

0MA[?HE% el arcivo a de pro!ectarse en una direc\cinespec


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void munmap(void 8direc si9e!t "on$:

espro!ecta parte del espacio de direcciones de un proceso desde ladireccin direcasta direc+lon.

gestion de memoria

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