Auditoria

4

ADMINISTRACIÓN DE MEMORIA

La memoria es un recurso importante que se debe administrar con cuidado. Si bien hoy día la computadora casera media tiene cincuenta veces más memoria que la IBM 7094, que era la computadora más grande en el mundo a principios de los años sesenta, los programas están aumentando de tamaño con tanta rapidez como las memorias. Parafraseando la ley de Parkinson,"los programas se expanden hasta llenar la memoria disponible para contenerlos". En este capítulo estudiaremos la forma en que los sistemas operativos administran su memoria.
Idealmente, lo que a todo programador le gustaría es una memoria infinitamente grande y rápida que además no sea volátil, es decir, que no pierda su contenido cuando se interrumpa la alimentación eléctrica. Ya entrados enmateria, ¿por qué no pedimos también que sea económica? Desafortunadamente, la tecnología no proporciona tales memorias. En consecuencia, la mayor parte de las computadoras tienen una jerarquía de memoria, con una cantidad pequeña de memoria caché muy rápida, costosa y volátil, algunos megabytes de memoria principal (RAM) volátil de mediana velocidad y mediano precio, y cientos o miles de megabytesde almacenamiento en disco lento, económico y no volátil. Corresponde al sistema operativo coordinar el uso de estas memorias.
La parte del sistema operativo que administra la jerarquía de memoria se denomina administrador de memoria. Su trabajo consiste en mantenerse al tanto de qué partes de la memoria |t8tánenuso y cuáles no lo están, asignar memoria a los procesos cuando la necesitan yrecuperarla | cuando terminan, y controlar el intercambio entre la memoria principal y el disco cuando la Ipnmera es demasiado pequeña para contener todos los procesos.
En este capítulo investigaremos varios esquemas de manejo de memoria distintos, que van desde los muy sencillos hasta los muy avanzados. Comenzaremos por el principio y examinare-

309

310 ADMINISTRACIÓN DE MEMORIA CAP.4mos primero el sistema de administración de memoria más sencillo posible, para avanzar gradualmente a sistemas cada vez más complicados.

4.1 ADMINISTRACIÓN BÁSICA DE MEMORIA

Los sistemas de administración de memoria se pueden dividir en dos clases, los que trasladan procesos entre la memoria y el disco durante la ejecución (intercambio y paginación) y los que no lo hacen. Estos últimos sonmás sencillos, así que los estudiaremos primero. Más adelante en el capítulo examinaremos el intercambio y la paginación. A lo largo de todo este capítulo, el lector debe tener presente que el intercambio y la paginación son en buena medida situaciones causadas por la falta de suficiente memoria principal para contener todos los programas a la vez. Al bajar el costo de la memoria principal, losargumentos a favor de un tipo de esquema de administración de memoria u otro pueden hacerse obsoletos, a menos que los programas crezcan con mayor rapidez que las memorias.

4.1.1 MONOPROGRAMACIÓN SIN INTERCAMBIO NI PAGINACIÓN

El esquema de administración de memoria más sencillo posible es ejecutar sólo un programa a la vez, compartiendo la memoria entre ese programa y el sistema operativo. Enla Fig. 4-1 se muestran tres variaciones sobre este tema. El sistema operativo puede estar en la base de la memoria en RAM (memoria de acceso aleatorio), como se muestra en la Fig. 4-1 (a), o puede estar en ROM (memoria sólo de lectura) en la parte superior de la memoria, como en la Fig. 4-l(b), o lo» controladores de dispositivos pueden estar en la parte superior de la memoria en una ROM con elresto del sistema en RAM hasta abajo, como se muestra en la Fig. 4-l(c). Este último modelo es utilizado por los sistemas MS-DOS pequeños, por ejemplo. En las IBM PC, la porción del sistema que está en ROM se llama BIOS (Basic Input Output System, sistema básico de entrada salida).

Figura 4-1. Tres formas sencillas de organizar la memoria con un sistema operativo y un
proceso de...