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Memoria virtual

Introducción
Memoria virtual es un mecanismo que permite que

la memoria principal parezca mas grande que su
tamaño físico.
Permite ejecutar programas mas grandes que la
memoria física disponible.
La memoria principal actúa como caché de la
memoria secundaria (disco duro).

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Definiciones
Espacio de direcciones. Rango delocalidades de

memoria accesibles solo por un programa.
Dirección física. Dirección en la memoria principal.
La memoria virtual incluye mecanismos para traducir
del espacio de direcciones a direcciones físicas.
Protección. Mecanismos para asegurar que múltiples
procesos que compartan la CPU, memoria o
dispositivos de I/O no interfieran uno con otro.
La protección también aísla los procesosdel usuario
de los procesos del sistema operativo.
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Memoria y cachés
Los conceptos en memoria virtual y cachés son los

mismos pero con nombres diferentes.
Un bloque en memoria virtual se llama “página”.
Una falla en memoria virtual se llama “falta de
página”.
En memoria virtual la CPU produce una “dirección
virtual” que es traducida porhardware y software a
una dirección física que se usa para accesar la
memoria principal.
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Mapeo de direcciones
Esta traducción se le llama “mapeo de direcciones”

o “traducción de direcciones”.

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Relocalización
La memoria virtual ofrece un mecanismo de

relocalización de programas.
Lasdirecciones virtuales usada por un programa se
mapean a direcciones físicas.
Los programas se componen de una o mas páginas
de tamaño fijo.
El sistema operativo carga en memoria principal
solo un número suficiente de páginas por programa.

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Direcciones virtuales y físicas
En memoria virtual, una dirección se compone de un

número depágina virtual y un offset.
El número de página virtual se traduce a un número
de página física.

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Direcciones virtuales y físicas
El número de bits del offset determina el tamaño de

la página.
El número de bits del número de página virtual es
mayor o igual al número de bits del número de
página física.
La idea es que la memoria virtual seamas grande
que la memoria física.

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Consideraciones de diseño
La falta de página es muy costosa.
La memoria principal es 100,000 veces más rápida

que el disco duro.

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Consideraciones de diseño
Consideraciones:
Las páginas deben ser suficientemente grandes

para amortizar el costo deacceso (32 – 64KB).
Para reducir la tasa de faltas, los bloques pueden ir
en cualquier parte de la memoria principal (i.e. la
memoria es fully associative).
Las faltas de página se manejan por software para
permitir algoritmos “inteligentes”.
Cualquier reducción en la tasa de faltas vale la pena
el esfuerzo de implementación.
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10Consideraciones de diseño
Write-through no funciona para memoria virtual. Los

sistemas de memoria virtual usan write-back.

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Buscando una página
Una página puede estar en cualquier lugar de la

memoria.
Se usa una tabla para accesar la memoria llamada
“tabla de páginas”.
La tabla de páginas se indexa con el número de
página virtual y regresa elnúmero de página física.
La CPU incluye un registro para apuntar a la tabla
de páginas del programa que está corriendo.

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Tabla de páginas

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Explicación
El registro de tabla de páginas apunta al comienzo

de la tabla de páginas.
El tamaño de página es 212 = 4 KB.
El espacio de...