Sistemas operativos 2 administación de memoría

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Administración de la memoria

Introducción
En este trabajo se estudian las técnicas de gestión de la memoria, partiendo de las utilizadas en los primeros sistemas operativos para llegar a la memoria virtual, a la que se dedica especial atención. Se describe el soporte de la memoria virtual y las políticas que se aplican en los diversos aspectos de su gestión. Los ejemplos introducidospretenden aportar una perspectiva histórica.

Administración de Memoria - Introducción

En la memoria física de un computador coexisten el sistema operativo, las rutinas de enlace dinámico y los programas de usuario. En los sistemas operativos modernos la gestión de memoria resuelve aspectos como:

 La carga de programas y su ubicación. Hay que establecer la correspondencia entre las direccioneslógicas del programa y su ubicación física en memoria.

 La presencia simultánea de más de un programa en memoria.

 La posibilidad de cargar rutinas en tiempo de ejecución (rutinas de enlace dinámico).

 La compartición de espacios de memoria por varios programas.

 La ejecución de programas que no caben completos en memoria.

 La gestión eficiente del espacio de memorialibre.

A lo largo de la historia, los sistemas operativos han ido introduciendo conceptos y mecanismos hasta llegar a ofrecer las características comentadas. Como el camino ha sido largo y son muchos los aspectos que se combinan hoy en día, conviene revisar las políticas de gestión de memoria teniendo en cuenta las propiedades fundamentales que pueden ofrecer:

(a) Número de programas quepuede haber en memoria: un programa o varios programas.

(b) Si los programas pueden salir y entrar de memoria durante su ejecución: permanentes o no permanentes

(c) Si un programa debe ocupar posiciones consecutivas de memoria: contiguo o no contiguo

(d) Si un programa debe estar cargado entero para poder ejecutarse: entero o no entero

No todas las combinaciones de estaspropiedades tienen sentido. Las políticas de gestión que se encuentran en los sistemas operativos a lo largo de la historia, a medida que se van eliminando restricciones, son las siguientes:

(1) Programa único, permanente, contiguo y entero: monitor residente.

(2) Varios programas, permanentes, contiguos y enteros: particionado fijo (MFT) o variable (MVT).

(3) Programas no permanentes(swapping).

(4) Programas no contiguos: paginación y segmentación.

(5) Programas no contiguos y no enteros: enlace dinámico y memoria virtual.

Además, es posible (y a veces conveniente) combinar políticas. Por ejemplo, la memoria virtual no excluye el enlace dinámico, se basa en la paginación y a veces se combina con el swapping de programas.

Los conceptos sobre evaluación derendimiento introducidos en el Capítulo 1 se aplican directamente a la gestión de la memoria. Hay que recordar que se consideran básicamente dos aspectos, uno espacial y otro temporal:

 La eficiencia que consigue el mecanismo en la utilización del espacio de memoria física del computador (eficiencia espacial). Las pérdidas de eficiencia están provocadas por la fragmentación, interna o externa. Lafragmentación externa, además, provoca la degradación de la memoria y la necesidad de compactar, lo que a su vez incide en pérdida de eficiencia temporal.

 La pérdida de eficiencia temporal en la CPU (overhead) que produce la aplicación de la política. Hay que considerar si requiere soporte hardware y mecanismos de protección adicionales, y el coste de ejecutar el código necesario para la gestión.A continuación estudiaremos las políticas de gestión de memoria atendiendo a (1) los mecanismos hardware y de protección que requiere, (2) cómo resuelve la carga y reubicación de los programas, y (3) las necesidades de gestión que plantea al sistema operativo. Hay que incidir en que los sistemas operativos actuales utilizan memoria virtual soportada por paginación, a veces en combinación con...
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