Gestión de Memoria

Gestión de memoria de los sistemas operativos
Linux, Unix y Windows


La memoria virtual ha llegado a ser un componente esencial de los S.O, convirtiéndose en una herramienta útil de gestión de memoria.
Desde su aparición se ha comprobado que se agilizó la labor del programador, ya que desarrollando un programa no debe restringir su tamaño, no teniendo necesidad de conocer lacapacidad de memoria principal disponible.
Oculta también la complejidad de los algoritmos utilizados para el intercambio de los “trozos” de los procesos.
Por dichas razones, se busca implementarla en la mayoría de los S.O. actuales, dejado como optativa, la no utilización de la misma.

Gestión de Memoria en Unix
Las primeras versiones de Unix utilizaban gestión de memoria basadaprincipalmente en el swapping, mientras que las modernas, basadas en Unix System V o el Linux utilizan Gestión de memoria virtual porpaginación y swapping. La paginación de la memoria RAM se lleva a cabo si el hardware del ordenador la soporta.
Por ello, supondremos que el lector tiene conocimiento de las técnicas de gestión de memoria virtual, centrándonos exclusivamente en los aspectos particularesque presente este sistema operativo en particular.
Aunque la gestión de memoria virtual es parecida en los sistemas Unix y Linux, como hay algunas diferencias vamos a dedicar un apartado a cada uno de ellos. Pero antes de describir cada uno, veamos cómo se distribuye la memoria para los procesos y para el sistema operativo:
El núcleo se mapea en la memoria física a partir del valor de laconstante del sistema PAGE_OFFSET, normalmente a partir del cuarto Gigabyte.
Los procesos se colocan en la parte baja de la memoria, en concreto desde 0 a PAGE_OFFSET-El final de la memoria física se recoge en la variable high_memory, y a partir de este valor se dejan libres 8 MBytes de margen que se dejan para zonas de memoria no contiguas (esta zona se delimita con VMALLOC_START y VMALLOC_END).Gestión de Memoria en Linux
Analizados unos cuantos conceptos que consideramos de interés, abordamos finalmente nuestro objeto de estudio. Los sistemas basados en Unix comparten multitud de aspectos con los basados en Linux, aunque ciertos puntos sustanciales son diferentes, hay que destacar no obstante que el sistema de gestión de memoria en Linux sigue siendo muy complejo. Respecto a memoriavirtual, Linux hace uso de una estructura de tabla de páginas con tres niveles. Para utilizarlas, las direcciones virtuales en Linux se ven como un conjunto de 4 campos. Para tratar de aumentar la eficiencia al cargar y descargar páginas desde o hacia la memoria, se ha definido un mecanismo peculiar. Sin entrar en demasiados detalles técnicos, basta indicar que se utiliza el Sistema de colegas, en elcual las páginas son agrupadas en marcos de tamaño fijo. Para reemplazar páginas, se utiliza el algoritmo del reloj, en el cual las páginas tienen asignada una especie de variable de edad. Cuando es necesario reemplazar una página, aquellas que no han sido referenciadas en bastante tiempo son las mejores candidatas. La memoria es uno de los recursos fundamentales para un proceso.
El sistemaoperativo debe ofrecer la memoria a todos los procesos por igual de una forma sencilla y uniforme. Al mismo tiempo, el sistema operativo debe tratar con el hardware real para realizar dicha función, aprovechándolo al máximo. Desde el punto de vista de la arquitectura, el sistema operativo suele tener asistencia del hardware para realizar la gestiónde memoria: por ejemplo, en sisgemas i386, se disponede una unidad especializada para ello, la Memory Management Unit.(MMU)
Existen los tres tipos de direcciones inicialmente comentados, las lógicas, las lineales y las físicas. Las transformaciones y el formato de las direcciones depende de la arquitectura. En Linux, los espacios de direcciones lógico y lineal son idénticos. En los procesadores de la arquitectura i386, el paso de dirección...