Sistemas operativos

Gestión de memoria
Sistemas Operativos (SO) Facultat d'Informàtica de Barcelona Universitat Politècnica de Catalunya

Contenido
Memoria virtual Soporte del SO y HW Políticas y Algoritmos

Sistema de Ficheros

2

Memoria virtual

Memoria lógica

MMU

Memoria física

Área de swap

Espacio de direcciones usado por los procesos (232/64 direcciones)

Total de memoria disponibleen el sistema

Almacenamiento de memoria lógica que no cabe en memoria física

Sistema de Ficheros

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Espacio de direcciones lógico
Cada proceso tiene su espacio de direcciones Se divide en dos
Usuario
Específico en cada proceso Diferentes tipos de regiones
Constantes Código Mmap Pila Heap (datos) 232/64 bytes

SO
Común a todos los procesos Accesible cuando se ejecuta dentro delsistema
Sistema Operativo

Sistema de Ficheros

4

Espacio de direcciones lógico (II)
Constantes, Código
Solo lectura Tamaño fijo
Constantes Código Mmap Pila Heap (datos) 232/64 bytes

Heap
Datos dinámicos globales Tamaño cambia durante la vida del proceso
malloc / free

Pila
Datos privados a cada thread Tamaño cambia durante la vida del proceso
Implícitamente

Mmap
Objetos (p.ej. ficheros ) accesibles desde el espacio lógico

Sistema Operativo

Sistema de Ficheros

5

MMU
MMU (Memory Management Unit)
Unidad encargada de traducir las @ lógicas a @ físicas

@1234 @abcd

MMU
@1234 @abcd @dcba

Espacio de memoria lógica (1 por proceso)

Espacio de memoria física ( Total de memoria disponible )

Sistema de Ficheros

6

Swap
Zona dealmacenamiento secundario para las memoria lógica
estático:
toda información que este en memoria física también está en el swap

dinámico:
solo aquellos datos que no están en memoria física están en el swap

Sistema de Ficheros

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Modelos de memoria
Uniprogramado/Multiprogramado
Nº de programas en memoria a la vez: 1 / Más de 1

Residente/No residente
Información ha de estar en memoria todala ejecución

Inmóvil/ Móvil
La traducción de @ lógica a física es siempre la misma

Contigua/No contigua
Direcciones @ lógicas contiguas son @ físicas contiguas

Entero/No entero
El programa ha de estar completamente en memoria física para ejecutarse
Sistema de Ficheros 8

Modelos de memoria (II)
Memoria virtual
Multiprogramado, no residente, móvil, no contiguo, no enteroPaginación Segmentación Paginación segmentada, segmentación paginada, ...

SO
entero
SO sencillo Uso ineficiente de la memoria

no entero, partes residentes
SO más complejo
Código y datos esenciales ( gestión de memoria, RSI, ... ) siempre residentes
Sistema de Ficheros 9

Paginación
Dividir el espacio de memoria lógico y físico en bloques de igual tamaño.
Cada bloque es una página
Unidadmínima de asignación y de trabajo 4Kb – 1Mb
tamaño de estructuras fragmentación interna No de páginas movilidad tiempo de fallo de página localidad

Simplifica la gestión del SO Reduce el tamaño de las estructuras

Sistema de Ficheros

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Fallo de página
Se produce cuando se intenta acceder a una página que no esta en memoria física
Al hacer obtener una instrucción Al leer losoperandos Al escribir los resultados
add @x, @y, @z

Soluciones
interrumpir la ejecución, salvar el estado, solucionar , restaurar estado, continuar eliminar instrucción, solucionar, reejecutar

Sistema de Ficheros

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Responsabilidades del HW i del SO
Hardware
Traducción de @ lógicas a @ físicas Detección de problemas
fallo de páginas acceso inválido falta de privilegios

SO
Resoluciónde problemas Gestión del espacio libre/ocupado

Sistema de Ficheros

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Gestión del espacio libre
Mapa de bits
Sencillo Dificil encontrar huecos

Lista de libres
Organizada por zonas libres y ocupadas Fácil encontrar huecos

Sistema de Ficheros

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Gestión del espacio ocupado
Tabla de páginas
1 por proceso
En memoria residente Forma parte del contexto de un proceso...