Gestion de Memoria



TFC: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
Y SISTEMAS OPERATIVOS






MEMORIA
GESTIÓN DE MEMORIA EN LOS SISTEMAS OPERATIVOS






AUTOR: Francisco Javier Serrano Castaño
CONSULTOR: Francesc Guim Bernat





Índice General
4- Gestión de Memoria
Memoria principal
Memoria virtual
Traducción de página virtual a física
Paginación
Segmentación
Gestión deMemoria en UNIX
Gestión de Memoria en Windows
















4. Gestión de memoria
La gestión de memoria se encarga de asignar la memoria física del sistema a los programas, éstos se expanden hasta llenar la memoria con que se cuenta.
Todas las computadoras tienen una jerarquía de memoria, con una pequeña cantidad de memoria caché, una cantidad mucho mayor de memoria principal (RAM) y decenas ocentenas de gigabyte de almacenamiento en disco.
El administrador de memoria es el encargado de administrar la jerarquía de memoria. Es el encargado de saber qué partes de la memoria están en uso o no, asignar y liberar la memoria principal a los procesos que la requieren, y administrar los intercambios entre la memoria principal y el disco.
Se puede decir que los objetivos principales de unsistema de gestión de memoria pasan por ofrecer a cada proceso un espacio lógico propio proporcionando una protección entre los procesos, permitir que los procesos compartan la memoria. Además se debe maximizar el rendimiento del sistema y proporcionar a los procesos mapas de memoria grandes.
En un sistema de multiprogramación cada programa debe contener dentro del código referencias al espacio dememoria a utilizar, ya que el mismo no siempre será el mismo, por tanto el sistema tendrá que realizar una reubicación de las direcciones de memoria a las que hacen referencia las instrucciones de los programas para que se correspondan con las direcciones de memoria principal asignadas al mismo. Esto se logra a través de la unidad de manejo de memoria (MMU), que como se ha comentado se encargade convertir las direcciones lógicas (memoria virtual) emitidas por los procesos en direcciones físicas. Además se encarga de que la conversión se realiza con éxito y que el proceso que intenta acceder a las direcciones de memoria correspondientes tiene permiso para ello.
En caso de fallo se envía una excepción que será tratada por el kernel. Éste último está siempre en la memoria principal, yaque si estuviera en la memoria secundaria nadie podría llevarlo a la memoria principal en caso de fallo de acceso a memoria.
Dentro de la MMU existe una pequeña memoria asociativa denominada TLB (Translation Lookaside Buffer), que mantiene la información de las últimas páginas accedidas. Se puede decir que se trata de una memoria tipo caché. Con ello se evita que el procesador esté siempreleyendo la tabla de páginas directamente, con el consecuente decremento de rendimiento.
El funcionamiento del TLB consiste en verificar si la dirección requerida se encuentra en el mismo, si es así automáticamente la MMU traducirá la dirección lógica en su respectiva dirección física para ser utilizada.
En cambio, si la dirección no está presente en el TLB se produce un fallo de página, por lo que seprocederá a buscar en la tabla de dirección mediante un proceso llamado page walk. Este proceso es costoso, ya que requiere de la lectura de múltiples ubicaciones de memoria. Una vez determinada la dirección física a través del page walk, el mapeo de la dirección virtual a la física es ingresado en el TLB para su posterior uso.


4.1. Memoria principal
La memoria principal constituye eldispositivo de almacenamiento primario de los computadores. De carácter volátil, en ella se ubican los datos que precisan los programas para su ejecución. Esta memoria es de mayor costo que la memoria secundaria, pero el acceso a su información es mucho mayor.
La memoria principal se comunica con la CPU mediante el bus de direcciones, y es el ancho de este bus el que determina la capacidad del...