ARQUICTETURADE COMPUTADORES   Profesor Nelson   Sandoval            OSCAR DANIEL CHAMORRO AMOROCHO
Gestión de Memoria   MMU         MEMORIA REAL O PRINCIPALProcesos de UsuarioPaginación     MEMORIA VIRTUALSegmentación
La memoria es uno de los principales recursos de lacomputadora, la cual debe de administrarse con muchocuidado.      Aunqu...
Gestión de Memoria               Objetivos de la Gestión de               Memoria   MMU                Ofrecer a cada pro...
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Al realizar un estudio de los diversos mecanismos yGestión de     políticas relacionadas con la gestión de memoria, vale M...
Gestión de Memoria               Protección: En un sistema con multiprogramación   MMU         es necesario proteger al si...
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Gestión de         Organización Lógica: Tanto la memoria principal Memoria        como la secundaria presentan una organiz...
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•   Asignación de Espacio Contiguo               •   La memoria principal se encuentra dividida en dosGestión de         p...
Asignación Estática de Memoria Particionada                      Hueco. bloque de memoria disponible; hayGestión de Memori...
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•   Protección con Asignación EstáticaGestión de      •   Los registros de reubicación se usan para proteger los Memoria  ...
• Asignación Dinámica de MemoriaGestión de     • Primer ajuste (First-fit): Se asigna el primer Memoria         hueco lo s...
Gestión de     •   Fragmentación Memoria       •   La fragmentación es la memoria que queda                   desperdiciad...
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Gestión de Memoria               • Fragmentación Externa – hay   MMU                 suficiente memoria libre para        ...
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Gestión de Memoria        Partición de la memoria en pequeños pedazos del                 mismo tamaño (chunks) y dividir...
Gestión de Memoria       El sistema operativo mantiene una tabla de página para               cada proceso   MMU         ...
• Cada pagina tiene un numero Gestión de        que se utiliza como indice en la  Memoria                   tabla de pagin...
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Gestión de Memoria        Se divide la memoria física en bloques de tamaño fijo                 llamados marcos (frames)....
   Es posible comenzar a ejecutar un programaGestión de Memoria          No es necesario que las paginas estén contiguas...
Gestión de Memoria        El costo de hardware y software se incrementa   MMU             Se consume mucho mas recursos ...
Gestión de Memoria                Es un esquema de manejo de memoria mediante el   MMU         cual la estructura del prog...
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Gestión de Memoria        Se garantiza la facilidad de implantar la comparticion y                 enlace.   MMU         ...
 Hay un incremento en los costos de hardware y deGestión de       software Memoria                Problemas de fragmenta...
Gestión de Memoria       Segmentación Paginada   MMU         Bajo esta técnica conocida se trata de               minimiza...
Gestión de Memoria        El programador puede conocer las unidades lógicas de                 su programa   MMU         ...
Gestión de               de su implantacion Memoria   MMU               Incremento del costoProcesos de UsuarioPaginacion ...
Gestión de      En la memoria principal son ejecutados los programas y Memoria               procesos de una computadora ...
Técnica                  Descripción                                     Ventajas                   DesventajasEsquemas de...
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  1. 1. ARQUICTETURADE COMPUTADORES Profesor Nelson Sandoval OSCAR DANIEL CHAMORRO AMOROCHO
  2. 2. Gestión de Memoria MMU MEMORIA REAL O PRINCIPALProcesos de UsuarioPaginación MEMORIA VIRTUALSegmentación
  3. 3. La memoria es uno de los principales recursos de lacomputadora, la cual debe de administrarse con muchocuidado.      Aunque actualmente la mayoría de los sistemas decómputo cuentan con una alta capacidad de memoria, de igualmanera las aplicaciones actuales tienen también altosrequerimientos de memoria, lo que sigue generando escasez dememoria en los sistemas multitarea y/o multiusuario.       La parte del sistema operativo que administra la memoriase llama administrador de memoria y su labor consiste enllevar un registro de las partes de memoria que se esténutilizando y aquellas que no, con el fin de asignar espacio enmemoria a los procesos cuando éstos la necesiten y liberándolacuando terminen, así como administrar el intercambio entre lamemoria principal y el disco en los casos en los que la memoriaprincipal no le pueda dar capacidad a todos los procesos quetienen necesidad de ella.     
  4. 4. Gestión de Memoria Objetivos de la Gestión de Memoria MMU  Ofrecer a cada proceso un espacio lógico propio.Procesos de  Proporcionar protección entre los procesos. Usuario  Permitir que los procesos compartan memoria.Paginacion  Maximizar el rendimiento del sistemaSegmentacion
  5. 5. Gestión de GESTOR DE MEMORIA Memoria  Es la parte del sistema operativo que gestiona la MMU jerarquía de memoriaProcesos de  Asignación de Memoria Principal a los procesos que la Usuario solicitanPaginacion  Localización de espacios libres, y ocupados  Aprovechamiento máximo de dicha memoriaSegmentacion
  6. 6. Al realizar un estudio de los diversos mecanismos yGestión de políticas relacionadas con la gestión de memoria, vale Memoria la pena tener en mente los requisitos que se intentan satisfacer. MMU Hay 5 requisitos:Procesos de Usuario Reubicación Protección ComparticiónPaginacion Organización Lógica Organización FísicaSegmentacion
  7. 7. Gestión de Memoria Protección: En un sistema con multiprogramación MMU es necesario proteger al sistema operativo y a los otros procesos de posibles accesos que se puedan realizar a sus espacios de direcciones.Procesos de Usuario interrumpidoPaginacion interferenciaSegmentacion
  8. 8. Gestión de Memoria Reubicación: En un sistema multiprogramado la memoria se encuentra compartida por varios procesos, MMU por lo tanto, los procesos deben ser cargados y descargados de memoria.Procesos de UsuarioPaginación Enviado a disco cargadoSegmentación
  9. 9. Gestión de Memoria Compartición: En ciertas situaciones, bajo la MMU supervisión y control del sistema operativo, puede ser provechoso que los procesos puedan compartir memoria.Procesos de UsuarioPaginacionSegmentacion acceden Copia programa
  10. 10. Gestión de Organización Lógica: Tanto la memoria principal Memoria como la secundaria presentan una organización física similar, como un espacio de direcciones lineal y unidimensional. MMU CORRESPONDENCIAProcesos de Usuario Organización Física: Debe ser parte de la gestión de memoria, la organización del flujo de informaciónPaginación entre la memoria principal y la memoria secundaria.Segmentacion ELM JULIO 2008 SISTEMAS OPERATIVOS
  11. 11. Direcciones físicasGestión de Son aquellas que referencian alguna posición en la Memoria memoria física MMUProcesos de Usuario Direcciones lógicas son las direcciones utilizadas por los procesosPaginacionSegmentacion
  12. 12. • Asignación de Espacio Contiguo • La memoria principal se encuentra dividida en dosGestión de partes: Memoria – SO residente (kernel), normalmente en posiciones bajas de la memoria MMU – Zona para los procesos de usuario, normalmente en posiciones altas de la memoria • La zona para procesos de usuarios se encuentraProcesos de dividida a su vez en varias particiones que se Usuario asignarán a los procesos – Particionamiento Estático: las particiones se establecen en el momento de arranque del SO yPaginación permanecen fijas durante todo el tiempo – Particionamiento Dinámico: las particiones cambian de acuerdo a los requisitos de losSegmentación procesos
  13. 13. Asignación Estática de Memoria Particionada Hueco. bloque de memoria disponible; hayGestión de Memoria huecos de diversos tamaños repartidos por toda la memoria Cuando llega un proceso se le asigna un hueco lo MMU suficientemente grande para que quepa Asignación Estática de Memoria Particionada Primer ajuste (First-fit): Se asigna el primer hueco loProcesos de Usuario suficientemente grande Mejor ajuste (Best-fit): Se asigna el hueco más pequeño que es lo suficientemente grande; hay quePaginación buscar en la lista entera de huecos (salvo si está ordenada por tamaño) Desperdicia el menor espacio posibleSegmentación Hay varias formas de satisfacer una solicitud de tamaño n partiendo de una lista de huecos
  14. 14. Gestión de Memoria MMUProcesos de UsuarioPaginaciónSegmentación
  15. 15. • Protección con Asignación EstáticaGestión de • Los registros de reubicación se usan para proteger los Memoria procesos de usuario unos de otros y del código y datos del SO – El registro base contiene la dirección física más baja a la que puede acceder el proceso MMU • El registro límite contiene el tamaño de la zona de memoria accesible por el proceso – las direcciones lógicas deben ser menores que el registro límiteProcesos de • Asignación Dinámica de Memoria Particionada Usuario • Ahora el tamaño y ubicación de las particiones no es fijo sino que cambia a lo largo del tiempo • Cuando llega un proceso se le asigna memoria de un hueco lo suficientemente grande para que quepaPaginación – Con el espacio sobrante del hueco se crea una nueva partición libre (hueco) • En este tipo de asignación las consideraciones de protección son las mismas que en la asignación estáticaSegmentación JULIO 2008 SISTEMAS OPERATIVOS
  16. 16. • Asignación Dinámica de MemoriaGestión de • Primer ajuste (First-fit): Se asigna el primer Memoria hueco lo suficientemente grande • Mejor ajuste (Best-fit): Se asigna el hueco más pequeño que es lo suficientemente grande; hay MMU que buscar en la lista entera de huecos (salvo si está ordenada por tamaño)Procesos de – Da lugar al hueco más pequeño Usuario • Peor ajuste (Worst-fit): Se asigna el hueco más grande; hay que buscar en la lista completa de huecos (salvo si está ordenada por tamaño)Paginación – Da lugar al hueco más grandeSegmentación JULIO 2008 SISTEMAS OPERATIVOS
  17. 17. Gestión de • Fragmentación Memoria • La fragmentación es la memoria que queda desperdiciada al usar los métodos de gestión de memoria que se vieron en los métodos MMU anteriores. Tanto el primer ajuste, como el mejor y el peor producen fragmentación externa.Procesos de • La fragmentación es generada cuando durante Usuario el reemplazo de procesos quedan huecos entre dos o más procesos de manera no contigua y cada hueco no es capaz de soportar ningún proceso de la lista de esperaPaginaciónSegmentación
  18. 18. Gestión de Memoria MMUProcesos de UsuarioPaginaciónSegmentación
  19. 19. Gestión de Memoria • Fragmentación Externa – hay MMU suficiente memoria libre para satisfacer una petición, pero esa memoria no es contiguaProcesos de Usuario • Fragmentación Interna – la memoria asignada puede serPaginacion ligeramente mayor que la solicitada; esta diferencia de tamaño se encuentra en laSegmentacion partición pero no es usada
  20. 20. Gestión de Memoria MMUProcesos de UsuarioPaginacionSegmentacion
  21. 21. Gestión de Memoria  Partición de la memoria en pequeños pedazos del mismo tamaño (chunks) y dividir cada proceso en trozos del mismo tamaño MMU  Los trozos (chunks) de un proceso se llaman páginas y los de la memoria se llaman marcos deProcesos de página (frames) Usuario  El sistema operativo mantiene una tabla de página para cada procesoPaginacion  Proceso de migracion necesasio para atender fallos de paginaSegmentacion
  22. 22. Gestión de Memoria El sistema operativo mantiene una tabla de página para cada proceso MMU  Contiene la ubicación del marco de página (frame) de cada página del procesoProcesos de Usuario  La dirección de memoria consiste en un número de página y un desplazamiento (offset) dentro de la páginaPaginacionSegmentacion
  23. 23. • Cada pagina tiene un numero Gestión de que se utiliza como indice en la Memoria tabla de paginas, lo que da por MMU resultado el numero del marco correspondiente a esa paginaProcesos de virtual. La finalidad de la tabla de Usuario paginas es asociar las paginas virtuales con los marcos. Paginacion Segmentacion
  24. 24. Gestión de Memoria MMUProcesos de UsuarioPaginacionSegmentacion
  25. 25. Gestión de Memoria MMUProcesos de UsuarioPaginacionSegmentacion
  26. 26. Gestión de Memoria  Se divide la memoria física en bloques de tamaño fijo llamados marcos (frames). MMU  Se divide la memoria en bloques de tamaño llamados paginas.Procesos de Usuario  Se mantiene información en los marcos libres.Paginación  Se produce fragmentación internaSegmentación
  27. 27.  Es posible comenzar a ejecutar un programaGestión de Memoria  No es necesario que las paginas estén contiguas en memoria MMU  Es fácil controlar todas las páginas, ya que tienen el mismo tamaño.Procesos de Usuario  Se libera al programador de la restricción de programar para un tamaño físico de memoriaPaginacion  Se puede aumentar el numero de programas multiprogramándose.Segmentacion  Todo el mecanismo es transparente al usuario
  28. 28. Gestión de Memoria  El costo de hardware y software se incrementa MMU  Se consume mucho mas recursos de memoria, tiempo en el CPU para su implantación.Procesos de Usuario  . Aparece el problema de fragmentación interna .PaginacionSegmentacion
  29. 29. Gestión de Memoria Es un esquema de manejo de memoria mediante el MMU cual la estructura del programa refleja su división lógica;Procesos de UsuarioPaginacionSegmentacion
  30. 30. Gestión de Memoria  Modularidad de programas MMU  Estructuras de datos de largo variableProcesos de  Protección: Usuario  Comparación:Paginacion  Enlace dinámico entre segmentosSegmentacion
  31. 31. Gestión de Memoria  Se garantiza la facilidad de implantar la comparticion y enlace. MMU  Se simplifican las estrategias de almacenamiento.Procesos de Usuario  Se elimina el problema de la fragmentación externa yPaginación la necesidad de compactaciónSegmentación
  32. 32.  Hay un incremento en los costos de hardware y deGestión de software Memoria  Problemas de fragmentación externas, MMU  Se complica el manejo de memoria virtualProcesos de  Puede ser necesarios planes de reubicación a nivel de Usuario los discos  No se puede garantizar, que al salir un segmento de laPaginacion memoria, este pueda ser traído fácilmente de nuevo,  Requiere de mecanismos adicionales da hardware ySegmentacion software.
  33. 33. Gestión de Memoria Segmentación Paginada MMU Bajo esta técnica conocida se trata de minimizar las desventajas de laProcesos de segmentación UsuarioPaginacionSegmentacion
  34. 34. Gestión de Memoria  El programador puede conocer las unidades lógicas de su programa MMU  Es posible compilar módulos por separadosProcesos de  Fácil la modificación de los módulos Usuario  Es fácil el compartir segmentosPaginacion  Existe la posibilidad de definir segmentos que aun no existanSegmentacion
  35. 35. Gestión de de su implantacion Memoria MMU Incremento del costoProcesos de UsuarioPaginacion de almacenamientoSegmentacion
  36. 36. Gestión de  En la memoria principal son ejecutados los programas y Memoria procesos de una computadora y es el espacio real que existe en memoria para que se ejecuten los procesos MMU  Las direcciones de memoria son de tres tipo: físicas, lógicas y linealesProcesos de Usuario  Las estrategias mas comunes para asignar espacios vacíos (huecos) son: primer ajuste, mejor ajuste, peor ajustePaginacion  La fragmentación puede ser interna o externaSegmentacion
  37. 37. Técnica Descripción Ventajas DesventajasEsquemas deAsignación Contigua La memoria principal se divide en un Sencilla de implementar, Empleo ineficiente de laPartición conjunto de particiones estáticas, durante la poca sobrecarga del memoria debido a laEstática generación del sistema. Un proceso se puede cargar en una partición de igual o sistema operativo. fragmentación interna. El número de procesos mayor tamaño. activos es fijo. Las particiones se crean No hay fragmentación Uso ineficiente delPartición dinámicamente, de forma que cada interna, uso más procesador debido a laDinámica proceso se carga en una partición de su eficiente de la memoria compactación para contrarrestar la mismo tamaño. principal. fragmentación externa.Esquemas de Asignaciónno Contigua La memoria principal se divide en un Hay una pequeñaPaginación conjunto de marcos de igual tamaño. Cada No tiene proceso se divide en páginas de igual fragmentación cantidad de tamaño que los marcos. Un proceso se externa fragmentación carga situando todas sus páginas en marcos libres pero no necesariamente interna. contiguos. Cada proceso se divide en segmentos. Un No tiene Mejora la utilización de laSegmentación proceso se carga situando todos sus memoria y reduce la segmentos en particiones dinámicas que no fragmentación sobrecarga comparada tienen por qué ser contiguas. interna. con la partición dinámica.

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