Gestion de memoria

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GESTIÓN DE MEMORIA
La memoria es un recurso importante que debe ser cuidadosamente gestionado. Aunque el ordenador doméstico medio de nuestros días tiene miles de veces más memoria que el IBM 7094 (el mayor ordenador del mundo a principios de la década de los años sesenta) el tamaño de los programas está creciendo mucho más rápido que el tamaño de las memorias. Para parafrasear la ley deParkinson: “Los programas se expanden hasta llenar toda la memoria disponible para contenerlos”. En este capítulo vamos a estudiar la forma en la que los sistemas operativos gestionan la memoria. Idealmente a todo programador le gustaría poder contar con una memoria infinitamente grande, infinitamente rápida y que fuese además no volátil, esto es, que no perdiese su contenido en ausencia de energíaeléctrica. Llegados aquí, ¿porqué no pedir además que esa memoria sea también suficientemente barata? Desafortunadamente la tecnología no proporciona tales memorias. Consecuentemente, la mayoría de los ordenadores disponen de una jerarquía de memoria, con una pequeña cantidad de memoria caché muy rápida, cara y volátil, decenas de megabytes de memoria principal (RAM) moderadamente rápida,moderadamente cara y volátil, y decenas o cientos de gigabytes de memoria de disco lenta, barata y no volátil. Corresponde al sistema operativo coordinar la utilización de esos tres tipos de memoria. La parte del sistema operativo que gestiona la jerarquía de memoria se denomina el gestor de memoria. Su trabajo es seguir la pista de qué partes de la memoria están en uso y cuáles no lo están, con el fin depoder asignar memoria a los procesos cuando la necesiten, y recuperar esa memoria cuando dejen de necesitarla, así como gestionar el intercambio entre memoria principal y el disco cuando la memoria principal resulte demasiado pequeña para contener a todos los procesos. En este capítulo vamos a investigar diferentes esquemas de gestión de memoria, que van desde los más simples hasta los mássofisticados. Vamos a comenzar por el principio, fijándonos primero en el sistema de gestión de memoria más sencillo posible para luego ir progresando gradualmente a gestores de memoria más y más elaborados. Como señalamos en el Capítulo 1, la historia tiende a repetirse ella misma en el mundo de los ordenadores. Así, aunque los esquemas de gestión de memoria más sencillos ya no se utilizan en losordenadores personales, siguen utilizándose todavía en algunos asistentes personales (palmtops), sistemas empotrados y sistemas de tarjeta inteligente. Por este motivo, es necesario estudiarlos todavía.

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4.1

GESTIÓN DE MEMORIA BÁSICA

Los sistemas de gestión de memoria pueden dividirse en dos clases: los que mueven procesos de la memoria principal al disco y del disco a la memoria principaldurante su ejecución (intercambio y paginación), y los que no lo hacen. Los segundos son más sencillos, por lo que vamos a estudiarlos primero. Más tarde en el capitulo examinaremos el intercambio y la paginación. A lo largo de este capítulo el lector debe tener presente que el intercambio y la paginación son principalmente mecanismos artificiales motivados por la falta de memoria principalsuficiente para contener todos los programas a la vez. Si la memoria principal llegara a ser tan grande que siempre hubiera la suficiente, los argumentos a favor de un tipo de esquema de gestión de memoria u otro podrían volverse obsoletos. Por otra parte, como ya mencionamos anteriormente, el software parece estar creciendo incluso con más rapidez que la memoria, por lo que es posible que siempre senecesite una gestión de memoria eficiente. En la década de 1980, muchas universidades ejecutaban un sistema de tiempo compartido con docenas de usuarios (más o menos satisfechos) sobre un ordenador VAX de tan solo 4 MB. En la actualidad, Microsoft recomienda tener por lo menos 64 MB para un sistema Windows 2000 monousuario. La tendencia hacia la multimedia demanda mayores cantidades de memoria,...