Sistemas Operativos

UNIDAD 4.- Gestión de Memoria.

Gestión de memoria

1. Introducción

La memoria es uno de los principales recursos de la computadora, la cual debe de administrarse con mucho cuidado. Aunque actualmente la mayoría de los sistemas de cómputo cuentan con una alta capacidad de memoria, de igual manera las aplicaciones actuales tienen también altos requerimientos de memoria, lo que sigue generando escasez de memoria en los sistemas multitarea y/o multiusuario.

La parte del sistema operativo que administra la memoria se llama administrador de memoria y su labor consiste en llevar un registro de las partes de memoria que se estén utilizando y aquellas que no, con el fin de asignar espacio en memoria a los procesos cuando éstos la necesiten y liberándola cuando terminen, así como administrar el intercambio entre la memoria principal y el disco en los casos en los que la memoria principal no le pueda dar capacidad a todos los procesos que tienen necesidad de ella.

Los sistemas de administración de memoria se pueden clasificar en dos tipos: los que desplazan los procesos de la memoria principal al disco y viceversa durante la ejecución y los que no.

El propósito principal de una computadora es el de ejecutar programas, estos programas, junto con la información que accesan deben de estar en la memoria principal (al menos parcialmente) durante la ejecución.

Para optimizar el uso del CPU y de la memoria, el sistema operativo debe de tener varios procesos a la vez en la memoria principal, para lo cual dispone de varias opciones de administración tanto del procesador como de la memoria. La selección de uno de ellos depende principalmente del diseño del hardware para el sistema. A continuación se observarán los puntos correspondientes a la administración de la memoria.

2. Aspectos generales

Memoria real

La memoria real o principal es en donde son ejecutados los programas y procesos de una computadora y es el espacio real que existe en memoria para que se ejecuten los procesos. Por lo general esta memoria es de mayor costo que la memoria secundaria, pero el acceso a la información contenida en ella es de más rápido acceso. Solo la memoria cache es más rápida que la principal, pero su costo es a su vez mayor.

Memoria virtual

El termino memoria virtual se asocia a dos conceptos que normalmente a parecen unidos:

1. El uso de almacenamiento secundario para ofrecer al conjunto de las aplicaciones la ilusión de tener mas memoria RAM de la que realmente hay en el sistema. Esta ilusión de existe tanto a nivel del sistema, es decir, teniendo en ejecución mas aplicaciones de las que realmente caben en la memoria principal, sin que por ello cada aplicación individual pueda usar mas memoria de la que realmente hay o incluso de forma mas general, ofreciendo a cada aplicación mas memoria de la que existe físicamente en la maquina.

2. Ofrecer a las aplicaciones la ilusión de que están solas en el sistema, y que por lo tanto, pueden usar el espacio de direcciones completo. Esta técnica facilita enormemente la generación de código, puesto que el compilador no tiene porque preocuparse sobre dónde residirá la aplicación cuando se ejecute.

Espacio De Direcciones

Los espacios de direcciones involucrados en el manejo de la memoria son de tres tipos:

• Direcciones físicas: son aquellas que referencian alguna posicion en la memoria física.

• Direcciones lógicas : son las direcciones utilizadas por los procesos. Sufren una serie de transformaciones , realizadas por el procesador (la MMU), antes de convertirse en direcciones físicas.

• Direcciones lineales: direcciones lineales se obtienen a partir de direcciones logicas tras haber aplicado una transformación dependiente de la arquitectura.

Los programas de usuario siempre tratan con direcciones virtuales ; nunca ven las direcciones fisicas reales..

Unidad De Manejo De Memoria

La unidad de manejo de memoria (MMU) es parte del procesador. Sus funciones son:

• Convertir las direcciones lógicas emitidas por los procesos en direcciones físicas.

• Comprobar que la conversión se puede realizar. La dirección lógica podría no tener un dirección física asociada. Por ejemplo, la pagina correspondiente a una dirección se puede haber trasladado a una zona de almacenamiento secundario temporalmente.

• Comprobar que el proceso que intenta acceder a una cierta direccion de memoria tiene permisos para ello.

• La MMU se Inicializa para cada proceso del sistema. Esto permite que cada procesop pueda usar el rango completo de direcciones lógicas (memoria virtual), ya que las conversiones de estas direcciones serán distintas para cada proceso.

• En todos los procesos se configura la MMU para que la zona del núcleo solo se pueda acceder en modo privilegiado del procesador.

• La configuración correspondiente al espacio de memoria del núcleo es idéntica en todos los procesos.

3. Intercambio

El objetivo del intercambio es dar cabida a la ejecución de mas aplicaciones de las que pueden residir simultáneamente en la memoria del sistema:

Consiste en trasladar el código y los datos de un proceso completo de memoria al sistema de almacenamiento secundario , para cargar otro previamente almacenado, no permite a un proceso utilizar mas memoria RAM de la que realmente existe en el sistema. Esta técnica puede ser ineficiente ya que se tiene que hacer el intercambio completo del proceso, aunque éste solo vaya a ejecutar una pequeña porción del código.

Durante el intercambio un proceso puede ser sacado temporalmente de memoria y llevado a un lugar especial del disco y posteriormente vuelto a memoria y continuada su ejecución..

El lugar de almacenamiento temporal suele ser un espacio suficientemente grande como para acomodar copias de las imágenes de meoria de todos los usuarios.

Asignacion Contigua

...