Please enable JavaScript.

Coggle requires JavaScript to display documents.

Administración de memoria - Coggle Diagram

- - - - La memoria virtual entra en juego desde la carga misma del proceso. Se debe considerar que hay una gran cantidad de código durmiente o inalcanzable: aquel que sólo se emplea eventualmente, como el que responde ante una situación de excepción o el que se emplea sólo ante circunstancias particulares (por ejemplo, la exportación de un documento a determinados formatos, o la verificación de que no haya tareas pendientes antes de cerrar un programa).
    - - La paginación sobre demanda puede impactar fuertemente el rendimiento de un proceso -se ha explicado ya que un acceso a disco es varios miles de veces más lento que el acceso a memoria.
        
        Acomodo de las páginas en disco
        
        El cálculo recién presentado, además, asume que el acomodo de las páginas
        en disco es óptimo
    - - Si se aprovechan las características de la memoria virtual para aumentar el grado de multiprogramación, como se explicó en la sección anterior, se presenta un problema: al sobre-comprometer memoria, en determinado momento, los procesos que están en ejecución pueden caer en un patrón que requiera cargarse a memoria física páginas por un mayor uso de memoria que el que hay físicamente disponible.
        
        Anomalía de Belady
        
        Un fenómeno interesante que se presenta con algunos algoritmos es la anomalía de Belady, publicada en 1969: si bien la lógica indica que a mayor número de marcos disponibles se tendrá una menor cantidad de fallos de página
        
        Primero en entrar, primero en salir (FIFO)
        
        El algoritmo de más simple y de obvia implementación es, nuevamente, el FIFO: al cargar una página en memoria, se toma nota de en qué momento fue cargada, y cuando sea necesario reemplazar una página, se elige la que haya sido cargada hace más tiempo.
        
        5.5. MEMORIA VIRTUAL
        
        Cuando necesita elegir una página víctima, LRU elige la página que no ha
        sido empleada hace más tiempo
    - - Una vez que la memoria esté completamente ocupada (esto es, que haya 194 páginas ocupadas por procesos), el siguiente fallo de página invocará a un algoritmo de reemplazo de página, que elegirá una de las 194.20 Este esquema, si bien es simple, al requerir una gran cantidad de fallos de página explícitos puede penalizar el rendimiento del sistema —el esquema puede resultar demasiado flojo, no le vendría mal ser un poco más ansioso y asignar, de inicio, un número determinado como mínimo utilizable de marcos.
        
        Mínimo de marcos
        
        Si un proceso tiene asignados muy pocos marcos, su rendimiento indudablemente se verá afectado. Hasta ahora se ha supuesto que cada instrucciónpuede causar un sólo fallo de página, pero la realidad es más compleja. Cada
        instrucción del procesador puede, dependiendo de la arquitectura, desencadenar varias solicitudes y potencialmente varios fallos de página.
        
        Esquemas de asignación
        
        Otra alternativa es la asignación igualitaria: se divide el total de espacio en memoria física entre todos los procesos en ejecución, en partes iguales. Esto es, volviendo a la computadora hipotética que se presentó al inicio de esta sección, si hay cuatro procesos que requieren ser ejecutados, de los 194 marcos disponibles, el sistema asignará 48 (192 KB) a dos de los procesos y 49 (196 KB) a los otros dos (es imposible asignar fracciones de marcos). De este modo, el espacio será compartido por igual.
    - - Es un fenómeno que se puede presentar por varias razones: cuando (bajo un esquema de reemplazo local) un proceso tiene asignadas pocas páginas para llevar a cabo su trabajo, y genera fallos de página con tal frecuencia que le imposibilita realizar trabajo real.
        
        Modelando el conjunto activo
        
        Un pico en la cantidad de fallos de página no necesariamente significa que se va a presentar una situación de hiperpaginación —muchas veces indica que el proceso cambió su atención de un conjunto de páginas a otro, o dicho de otro modo, que cambió el conjunto activo del proceso, y resulta natural que, al cambiar el conjunto activo, el proceso accese de golpe una serie de páginas que no había referenciado en cierto tiempo.
- - - - Con la introducción de sistemas multitarea, es decir, donde se tienen dos o más programas ejecutandose, apareció la necesidad de tener más de un programa cargado en memoria.
      - A medida que los sistemas operativos y los programas crecieron en tamaño, fue necesario abstraer el espacio de almacenamiento para dar la ilusión de contar con más memoria de la que está directamente disponible.
    - - Hay otro elemento en la actualidad que se asume como un hecho: la memoria caché. Si bien su manejo es (casi) transparente para el sistema operativo, es muy importante mantenerlo en mente
      - Localidad temporal :Es probable que un recurso que fue empleado recientemente vuelva a emplearse en un futuro cercano.
      - 5.1. FUNCIONES Y OPERACIONES 171
      - Localidad espacial: La probabilidad de que un recurso aún no requerido sea accesado es mucho mayor si fue requerido algún recurso cercano.
      - Localidad secuencial Un recurso, y muy particularmente la memoria, tiendea ser requerido de forma secuencial. .
    - - La memoria está estructurada como un arreglo direccionable de bytes. Esto es, al solicitar el contenido de una dirección específica de memoria, el hardware entregará un byte (8 bits), y no menos.
        
        Un procesador que soporta un espacio de direccionamiento de 16 bits puede referirse directamente a hasta 216 bytes, esto es, hasta 65 536 bytes (64 KB). Estos procesadores fueron comunes en las décadas de 1970 y 1980 — los más conocidos incluyen al Intel 8080 y 8085, Zilog Z80, MOS 6502 y 6510, y Motorola 6800.
      - Con la llegada de la era de las computadoras personales, diversos fabricantes introdujeron, a mediados de los años 1980, los procesadores con arquitectura de 32 bits.
    - - Sección (o segmento) de texto
      - Sección de datos E
      - Espacio de libres
      - Pila de llamadas
- - - - Una de las principales ventajas del uso de segmentación consiste en permitir que cada uno de los segmentos tenga un distinto juego de permisos para el proceso en cuestión: el sistema operativo puede indicar, por ejemplo, que el segmento de texto (el código del programa) sea de lectura y ejecución, mientras que las secciones de datos, libres y pila (donde se almacena y trabaja la información misma del programa) serán de lectura y escritura, pero la ejecución estará prohibida.
    - - Un uso muy común de la segmentación, particularmente en los sistemas de los 1980, era el de permitir que sólo ciertas regiones de un programa sean intercambiadas al disco: si un programa está compuesto por porciones de código que nunca se ejecutarán aproximadamente al mismo tiempo en sucesión, puede separar su texto (e incluso los datos correspondientes) en diferentes segmentos.
        
        Rendimiento
        
        se presenta el concepto de intercambio, se explicó que intercambiar un proceso completo resultaba demasiado caro. Cuando se tiene de un espacio de memoria segmentado y, muy particularmente, cuando se usan bibliotecas de carga dinámica, la sobrecarga es mucho menor.
    - - En la columna de permisos, se indica con R el permiso de lectura (Read), W el de escritura (Write), y X el de ejecución (eXecute).
- - - - El problema de la fragmentación interna persiste: al dividir la memoria en bloques de longitud preestablecida de 2n bytes, un proceso en promedio desperdiciará 2 n 2 (y, en el peor de los casos, hasta 2n − 1).
  - - - El buffer de traducción adelantada (TLB)
        
        La salida obvia a este dilema es el uso de un caché. Sin embargo, más que un caché genérico, la MMU utiliza un caché especializado en el tipo de información que maneja: el buffer de traducción adelantada o anticipada. (Translation lookaside buffer.
      - Subdividiendo la tabla de páginas
        
        Incluso empleando un TLB, el espacio empleado por las páginas sigue siendo demasiado grande.
- - - - Una de las funciones principales de los sistemas operativos en la que se ha insistido a lo largo del libro es la de implementar protección entre los procesos pertenecientes a diferentes usuarios, o ejecutándose con distinto nivel de privilegios
      - Apuntador a la pila (Stack pointer, SP) Apunta al final actual (dirección inferior) de la pila. En arquitecturas x86, emplea el registro ESP; cuando se pide al procesador que actúe sobre el stack (con las operaciones pushl o popl), lo hace sobre este registro.
        Apuntador del marco (Frame pointer, FP, o Base local, LB) Apunta al inicio delmarco actual, o lo que es lo mismo, al final del marco anterior. En arquitecturas x86, emplea el registro EBP.
- - - - La primer respuesta, claro está, es la más sencilla: asignar a cada programa a ser ejecutado un bloque contiguo de memoria de un tamaño fijo. En tanto los programas permitieran la resolución de direcciones en tiempo de carga o de ejecución, podrían emplear este esquema.
        
        Fragmentación
        
        Es un fenómeno que se manifiesta a medida que los procesos terminan su ejecución, y el sistema operativo libera la memoria asignada a cada uno de ellos.
        
        Primer ajuste
        
        El sistema toma el primer bloque con el tamaño suficiente para alojar el nuevo proceso.
        
        Mejor ajuste
        
        El sistema busca entre todos los bloques disponibles cuál es el que mejor se ajusta al tamaño requerido por el nuevo proceso.
        
        Peor ajuste
        
        El sistema busca cuál es el bloque más grande disponible, y se lo asigna al nuevo proceso.
        
        Compactación
        
        Un problema importante que va surgiendo como resultado de esta fragmentación es que el espacio total libre de memoria puede ser mucho mayor que lo que requiere un nuevo proceso, pero al estar fragmentada en muchos bloques, éste no encontrará una partición contigua donde ser cargado.
        
        Intercambio (swap) con el almacenamiento secundario
        
        Siguiendo de cierto modo la lógica requerida por la compactación se encuentran los sistemas que utilizan intercambio (swap) entre la memoria primaria y secundaria.
      - 5.2. ASIGNACIÓN DE MEMORIA CONTIGUA
        
        sistema suspende un proceso (usualmente un proceso “bloqueado”) y almacena una copia de su imagen en memoria en almacenamiento secundario para
        luego poder restaurarlo.
- - - - Jonathan Corbet (2004a). The Grumpy Editor goes 64-bit. URL: https://
      - lwn.net/Articles/79036/. Experiencia del editor de Linux Weekly
      - News al migrar a una arquitectura de 64 bits en 2004. Lo más interesante