teoría de sistemas operativos administración de la memoria

Teoría de Sistemas Operativos

Administración de la memoria

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Administración de la MemoriaMemoria Virtual

Implementación: Paginación

Dirección Virtualb d

b’

+

Dirección Física.

b’ + d

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Implementación: Paginación


b’

+

Dirección Física.

b’ + d

Tabla deDirecciones

Virtuales

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Implementación: Paginación: TDV


# páginavirtual

Desplazamiento(ajuste)

Utilizado como “índice” en la Tabla de Direcciones Virtuales.Como resultado, entre el nº de

marco, si existe.

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Direcciones virtuales de 32 bits. Cada página es de 4[Kib]. Direcciones físicas de 16 bits.

Tamaño de TDV = 232 / 212 ~ 106 entradas Cada entrada : 20 bits (página ) 4 bits (frame) 24 bits Tamaño de TDV ~ 24 [Mib]

Direcciones virtuales de 32 bits. Cada página es de 4[Kib]. Direcciones físicas de 16 bits.

Tamaño de TDV = 232 / 212 ~ 106 entradas Cada entrada : 20 bits (página ) 4 bits (frame) 24 bits Tamaño de TDV ~ 24 [Mib]

Aspectos de construcción

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Ha esto hay que agregar que cada proceso requiere su propia TDV.

Ha esto hay que agregar que cada proceso requiere su propia TDV.


La asociación entre página y frame debe ser rápida. (Memoria Asociativa)

La asociación entre página y frame debe ser rápida. (Memoria Asociativa)

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Una solución es implementar una TDV en varios niveles.

Una solución es implementar una TDV en varios niveles.


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Implementación: Paginación: TDV en varios niveles

DP2P110 10 12

Ejemplo

Dir. Virtuales: 232 bitsPágina de 212 bits TDV de 210 “c/u”

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Implementación: Paginación: TDV en varios niveles

DP2P110 10 12

Ejemplo

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Implementación: Paginación: Memoria Asociativa

Características de los procesos

Tienden a realizar una gran número de referencias a un número pequeño depáginas. (localidad de referencia)

Idea: realizar una especie de “caching”.

Tienden a realizar una gran número de referencias a un número pequeño depáginas. (localidad de referencia)

Idea: realizar una especie de “caching”.

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Idea básica

A la MMU se le agrega un dispositivo quepermite asociar direcciones virtuales con las direcciones físicas.

Obviamente, sin tener que recurrir a la TDV.

A la MMU se le agrega un dispositivo quepermite asociar direcciones virtuales con las direcciones físicas.

Obviamente, sin tener que recurrir a la TDV.

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Idea básica

A este dispositivo se le denomina “memoria asociativa”

A este dispositivo se le denomina “memoria asociativa”

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Estructura de la memoria Asociativa

Básicamente posee los mismos elementos Que una TDV.

Básicamente posee los mismos elementos Que una TDV.

Página Bit Modificado Protección Marco

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Fallos de página. Algoritmos de reemplazo.

Fallo de página SO debe escoger una página para retirarla de la memoria.

Si esta página fue modificada debe actualizarse en disco.

Problemas para escoger esa página . . .

Se debe evitar que un proceso provoque fallos de memoria con un bajo número de instrucciones.

Fallo de página SO debe escoger una página para retirarla de la memoria.

Si esta página fue modificada debe actualizarse en disco.

Problemas para escoger esa página . . .

Se debe evitar que un proceso provoque fallos de memoria con un bajo número de instrucciones.

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Eliminar una página que no se utilizaránunca más adelante.

Eliminar una página que no se utilizaránunca más adelante.

Reemplazo óptimo

Problema: Irrealizable.Problema: Irrealizable.

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De menor uso reciente (LRU)

Se escoge la página que no haya sido usada(referenciada) en el ciclo anterior.

Se escoge la página que no haya sido usada(referenciada) en el ciclo anterior.

7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2

x x x x x x x x x

7 7 7 2 2 4 4 4 0

0 0 0 0 0 0 3 3

1 1 3 3 2 2 2

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Uso no reciente (NRU)

Agrega un label de 2 bits a cada página: R y MAgrega un label de 2 bits a cada página: R y M

Escoge la página que se usó hace más tiempoEscoge la página que se usó hace más tiempo

•R se setea cada vez que se hace referencia a lapágina•M se setea cada vez que se modifica

•R se setea cada vez que se hace referencia a lapágina•M se setea cada vez que se modifica

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Clase Bit R Bit M Desc

0 0 0 Sin Referencia, Sin modificación

1 0 1 Sin Referencia, Con modificación

2 1 0 Con Referencia, Sin modificación

3 1 1 Con Referencia, Con modificación

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En forma periódica se limpia el bit R. se distinguen las páginas que no tienen referencias recientes.

Se elimina una página cualquiera de la primera clase no vacía con el número más pequeño.

Se elimina una página cualquiera de la primera clase no vacía con el número más pequeño.

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Anomalía de Belady

Intuición:

Más marcos para página tenga la memoria, menos fallos de página tendrá el programa.

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Anomalía de Belady

0 1 2 3 0 1 4 0 1 2 3 4

x x x x x x x x x

0 1 2 3 0 1 4 4 4 2 3 3

0 1 2 3 0 1 1 1 4 2 2

0 1 2 3 0 0 0 1 4 4

9 fallos de página

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Anomalía de Belady

0 1 2 3 0 1 4 0 1 2 3 4

x x x x x x x x x x

0 1 2 3 3 3 4 0 1 2 3 4

0 1 2 2 2 3 4 0 1 2 3

0 1 1 1 2 3 4 0 1 2

0 0 0 1 2 3 4 0 1

10 fallos de página

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Anomalía de Belady

2

46

81012

14

1 2 3 4 5 6 7

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Paginación bajo demanda

Inicialmente los procesos de inician sin páginas en memoria

A medida que el programa se ejecuta, ocurren fallos de página ==> después de un tiempo se tienen la mayoría de las páginas y disminuyen los fallos.

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104321000

3

4

0

x

0

4

0

1

x

1

0

1

2

x

2

1

2

3

x

3

2

3

4

x

4

21110

322210

4333210

xxxxx

4103210

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Un proceso puede provocar muchos fallos ==> disminuye el rendimiento del sistema.

Pero existe la “localidad de referencia”.

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Pre-paginación

Las páginas de un proceso (“conjunto de trabajo”) se cargan antes que él.

El SO debe llevar un registro de las páginas que están en el conjunto de trabajo de cada proceso.

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Tamaño de página

Tamaño proceso : s bytesTamaño página : p bytesTamaño reg. TDV: e bytes

#Páginas/Procesos : s/pEspacio ocupado TDV: (s/p)*eFrag. Inter. Última página : p/2

Costo = (s/p)*e + p/2 ==> p= (2se)1/2

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Para que la memoria virtual funcione sin mayores problemas, deben existir “frames” disponibles.

Fallos de página. Demonios de paginación

Los “demonios de paginación” permiten garantizar aquella oferta de frames.

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SI hay pocos frames libres ==> selecciona las páginas a eliminar (algoritmo de reemplazo)

Fallos de página. Demonios de paginación

Garantizan que los frames estén “limpios”. ==> si las páginas fueron modificadas, las escribe en disco.

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