Sistemas Operativos
   Memoria central (memoria primaria, memoria    real) : unidad funcional del computador en la    que se almacenan las in...
    Es un conjunto de celdas, cada celda         almacena un dato                3A               0FFF                08 ...
   Para realizar la escritura de memoria    primero el CPU manda la dirección para    ubicar aquella celda que tienen el ...
   El CPU debe conocer la dirección a la cual quiere    leer. Primero el CPU manda la dirección, se    activa la celda y ...
   Celda de memoria: unidad mínima de    almacenamiento, que contiene un bit.   Palabra de memoria: agrupación de celdas...
   Unidad direccionable: número de celdas a    las cuales le corresponde una dirección física    única.    A  veces la u...
   Densidad de memoria: datos almacenados por unidad    de área o volumen   Capacidad de memoria: número de bits o palab...
   Tiempo de acceso : tiempo que se tarda en acceder a    un dato.     Tiempo  de acceso del ciclo de lectura: tiempo qu...
   Tiempo de ciclo: tiempo mínimo que debe    transcurrir entre dos accesos consecutivos a    memoria.   Velocidad de tr...
   Memoria de acceso aleatorio (random    access memory)     Todos los ciclos duran lo mismo.     También se las llama ...
   Memoria volátil: su contenido se borra    cuando cesa la alimentación de energía.   Memoria no volátil: su contenido ...
   Memoria estática: cuando se escribe un    dato, dicho dato permanece inalterado    hasta que escribimos un nuevo dato ...
   La memoria de los primeros computadores    estaba formada por tarjetas perforadas.       Para leerlas se emitía una l...
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   Se emplean en la actualidad como memoria    principal en todos los computadores.   Señales de direccionamiento: recib...
   Señales de control: recibidas a través del bus de    control.     Selección de chip (Chip select, CS): su activación ...
Estructura de la memoria                                         semiconductorasBus de Datos: Do-Dn, por el entran los dat...
   Son memorias de sólo lectura, no volátiles y de acceso aleatorio, que    mantienen la información de modo permanente....
Permite solo la lectura y la habilitación, OE y CSPSEN: Program store enable (Permite la habilitación de la lectura en ROM...
   Se denomina erróneamente memorias RAM a    las memorias de lectura-escritura que    conforman la mayor parte de la mem...
Aquí en memoria de datos el terminal de escritura del micro(Wr) va al de escriturade la memoria(WE) y el terminal de lectu...
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   Memorias RAM estáticas (SRAM): sus celdas    están formadas biestables D.   Un biestable, también llamado báscula (fl...
   Tiempo de acceso: Tacc = 10 a 40 ns   Bus de datos: 1,2,4,8,16,32 bits   Capacidad de memoria:    8k,16k,32k,64,128k...
   En una celda de una RAM dinámica el dato    se almacena en un condensador.     Elcondensador tiende a descargarse, po...
   Módulos de memoria tipo DRAM    (Encapsulamiento)     DIP(Siglas de Dual In line Package)     DIMM (Siglas de Dual I...
   Las memorias más rápidas tienen un coste    por bit más elevado que las memorias más    lentas.     Unamemoria rápida...
   Por ello, en un computador moderno hay diversos    tipos de memoria organizados jerárquicamente,    con diversas capac...
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 Introducción al almacenamiento Organización de la memoria Estrategias de administración de la memoria                 ...
   La organización y administración de la    “memoria principal ”, “memoria primaria” o    “memoria real” de un sistema h...
   Se considera “almacenamiento secundario” o    “almacenamiento auxiliar” al generalmente    soportado en discos. Los he...
   La parte del S. O. que administra la    memoria se llama “administrador de    la memoria”:     Lleva un registro de l...
   Históricamente el almacenamiento principal se ha considerado como    un recurso costoso, por lo cual su utilización de...
   Los programas y datos tienen que estar en la    memoria principal para poder ejecutarse o    ser referenciados.   Los...
   Los sistemas con varios niveles de almacenamiento requieren destinar recursos para    administrar el movimiento de pro...
   Están dirigidas a la obtención del mejor uso    posible del recurso del almacenamiento    principal.   Se dividen en ...
   Las “estrategias de búsqueda” están    relacionadas con el hecho de cuándo obtener el    siguiente fragmento de progra...
   Las “estrategias de colocación” están    relacionadas con la determinación del lugar    de la memoria donde se colocar...
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C9 administracion memoria

  1. 1. Sistemas Operativos
  2. 2.  Memoria central (memoria primaria, memoria real) : unidad funcional del computador en la que se almacenan las instrucciones y los datos que componen el programa que se encuentra en ejecución:  La memoria principal es muy rápida, pero más lenta que la CPU. En el computador existen otros tipos de memoria (de más rápida a más lenta):  Registros del banco de registros.  Memoria caché: de acceso extremadamente rápido y muy pequeña.  Memoria secundaria (llamada también auxiliar, externa o masiva). 2
  3. 3.  Es un conjunto de celdas, cada celda almacena un dato 3A 0FFF 08 1000 CódigosCeldas 11 1001 hexagesimal 76 1011 Para reconocer una celda se le otorga un código único, código llamado dirección. Este código nos permite la localización de celdas. Si dos celdas tienen el mismo código tendríamos el conflicto de direcciones. 3
  4. 4.  Para realizar la escritura de memoria primero el CPU manda la dirección para ubicar aquella celda que tienen el código, activa la celda y manda el dato.  Ejemplo: CPU  [17F6] 4
  5. 5.  El CPU debe conocer la dirección a la cual quiere leer. Primero el CPU manda la dirección, se activa la celda y el dato almacenado se manda.  Ejemplo [17F8]  CPU ; cargar en el CPU el dato que está en la dirección 17F8 7FH  CPU ; cargar en el CPU el dato 7FH Ejercicios • CPU  3FH • CPU  [78F3] • [17E6]  CPU 5
  6. 6.  Celda de memoria: unidad mínima de almacenamiento, que contiene un bit. Palabra de memoria: agrupación de celdas de memoria que constituye la unidad natural de organización de la misma. A cada palabra de memoria se le asocia una dirección física única que la identifica.  El tamaño de la palabra de memoria suele ser múltiplo de un octeto (byte, 8 bits). 6
  7. 7.  Unidad direccionable: número de celdas a las cuales le corresponde una dirección física única. A veces la unidad direccionable es la palabra.  Otras veces la unidad direccionable es el octeto (byte). Unidad de transferencia: número de bits o palabras que se leen o escriben en una operación de lectura o escritura. A veces la unidad de transferencia es la palabra.  Otras veces la unidad de transferencia es un bloque (varias palabras consecutivas). 7
  8. 8.  Densidad de memoria: datos almacenados por unidad de área o volumen Capacidad de memoria: número de bits o palabras que puede almacenar . Coste por bit: dinero que cuesta la memoria dividido por su capacidad. 8
  9. 9.  Tiempo de acceso : tiempo que se tarda en acceder a un dato.  Tiempo de acceso del ciclo de lectura: tiempo que se tarda en leer un dato.  Tiempo de acceso del ciclo de escritura: tiempo que se tarda en escribir un dato.  En muchas memorias de semiconductores ambos tiempos coinciden. 9
  10. 10.  Tiempo de ciclo: tiempo mínimo que debe transcurrir entre dos accesos consecutivos a memoria. Velocidad de transferencia o ancho de banda (bandwith): número de datos transmitidos por unidad de tiempo. Latencia: tiempo transcurrido entre el comienzo de un acceso a memoria y el comienzo de la transferencia de la información. 10
  11. 11.  Memoria de acceso aleatorio (random access memory)  Todos los ciclos duran lo mismo.  También se las llama memorias de acceso inmediato (immediate access memory).  Error: llamar RAM a las memorias de semiconductores que permiten lectura y escritura. Memoria de acceso secuencial (sequential access memory)  Para acceder a una información es preciso recorrer toda la que hay grabada delante.  También se le llama memoria de acceso serie (serial access memory). 11
  12. 12.  Memoria volátil: su contenido se borra cuando cesa la alimentación de energía. Memoria no volátil: su contenido se mantiene aun cuando cese la alimentación. Memoria de sólo lectura (read-only memory): en operaciones normales su contenido sólo se puede leer, pero no escribir.  Memoriasprogramables de sólo lectura: su contenido puede modificarse en un modo de operación especial. 12
  13. 13.  Memoria estática: cuando se escribe un dato, dicho dato permanece inalterado hasta que escribimos un nuevo dato sobre él, o, en el caso de las memorias volátiles, hasta que cesa la alimentación de energía. Memoria dinámica: es una memoria necesariamente volátil en la que la información almacenada se borra a lo largo del tiempo, a no ser que su contenido se restaure mediante una operación denominada “refresco”. 13
  14. 14.  La memoria de los primeros computadores estaba formada por tarjetas perforadas.  Para leerlas se emitía una luz, y si había agujero, esa luz era detectada por un sensor. Relés magnéticos: actúan como interruptores Válvulas electrónicas de vacío: actúan como los relés. Líneas de retardo: formadas por tubos rellenos de mercurio, a través del cual se almacena la información como un tren de pulsos ultrasónicos. Núcleos de ferrita: consisten en un anillo de ferrita atravesado por varios hilos por los que transcurre la corriente eléctrica, utilizada para magnetizar el anillo según dos valores distintos. 14
  15. 15. 15
  16. 16.  Se emplean en la actualidad como memoria principal en todos los computadores. Señales de direccionamiento: recibidas a través del bus de direcciones. M bits de direcciones ⇒ 2M unidades direccionables. Señales de datos: transmitidas a través del bus de datos. N bits de datos ⇒ N bits de ancho de palabra. 16
  17. 17.  Señales de control: recibidas a través del bus de control.  Selección de chip (Chip select, CS): su activación permite el funcionamiento de la memoria.  Lectura / Escritura (Read / Write, R/W): ordena la operación realizada, de modo que si está en nivel alto se hace una operación y si está en nivel bajo se hace otra).  Habilitación de salida (Output Enable, OE).  RAS / CAS: habilitación de dirección para memorias DRAM. Tipos de memorias de semiconductores:  Desólo lectura: ROM, ROM programables.  Delectura/ escritura (mal llamadas RAM): SRAM, DRAM, SDRAM. 17
  18. 18. Estructura de la memoria semiconductorasBus de Datos: Do-Dn, por el entran los datos a la memoria semiconductora.Bus de Direcciones: Ao-An, por aquí se realiza el direccionamiento.OE (Output Enable): Terminal de lectura, habilita la memoria para que en lasalida este lo que voy a leer.WE: (Write Enable): Terminal que permite la escritura en la memoria.CS(Chip Select): Terminal que permite la activación o desactivación de lamemoria. 18
  19. 19.  Son memorias de sólo lectura, no volátiles y de acceso aleatorio, que mantienen la información de modo permanente. ROM de máscara: grabadas por el fabricante, su contenido no puede alterarse nunca. PROM: Programmable Read Only Memory.  ROM programable una sola vez.  También llamadas OTPROM (One Time PROM). EPROM: Erasable and Programmable Read Only Memory.  ROM reprogramable múltiples veces mediante luz ultravioleta. EEPROM: Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory.  Permite borrar y escribir palabras individuales. Flash:  Reprogramable múltiples veces por procedimientos eléctricos a alta velocidad.  Puede borrarse la memoria completa o por bloques, no por palabras. 19
  20. 20. Permite solo la lectura y la habilitación, OE y CSPSEN: Program store enable (Permite la habilitación de la lectura en ROMexterna) del micro y va al terminal de lectura de la memoria(OE) y elterminal de selección del micro va al terminal de selección de lamemoria(CS). 20
  21. 21.  Se denomina erróneamente memorias RAM a las memorias de lectura-escritura que conforman la mayor parte de la memoria principal de los computadores. La mayoría de las memorias RAM actuales son volátiles, y se fabrican con semiconductores. Tienes dos tipos: SRAM Y DRAM 21
  22. 22. Aquí en memoria de datos el terminal de escritura del micro(Wr) va al de escriturade la memoria(WE) y el terminal de lectura del micro(Rd) va al de lectura de lamemoria(OE).Y el terminal del micro que se encarga de la habilitación que puedeser cualquiera según el tipo de direccionamiento va al terminal de selección de lamemoria(CS) de la memoria. 22
  23. 23. 23
  24. 24.  Memorias RAM estáticas (SRAM): sus celdas están formadas biestables D. Un biestable, también llamado báscula (flip- flop en inglés), es un multivibrador capaz de permanecer en un estado determinado o en el contrario durante un tiempo indefinido. No necesitan ciclos de refresco, son mas rápidos y costosos. 24
  25. 25.  Tiempo de acceso: Tacc = 10 a 40 ns Bus de datos: 1,2,4,8,16,32 bits Capacidad de memoria: 8k,16k,32k,64,128k,256k,512k Usos  RTC(Reloj de Tiempo Real)  Memoria Cache: Guarda copia de los datos accesados desde la memoria principal.  Memoria caché principal (Interna, en el CPU).  Memoria cache secundaria (Externa, en la mainboard) (512kb). 25
  26. 26.  En una celda de una RAM dinámica el dato se almacena en un condensador.  Elcondensador tiende a descargarse, por lo tanto es preciso refrescar la carga para que no se borre su contenido. Tiempo de Acceso: 30 a 100 ns Bus de datos: 1 bit Capacidad de memoria: 256 kb,1Mb,4 Mb, 16Mb,……., 128 MB, 512MB, 1 GB, ….,2 GB,… 26
  27. 27.  Módulos de memoria tipo DRAM (Encapsulamiento)  DIP(Siglas de Dual In line Package)  DIMM (Siglas de Dual In line Memory Module )  SIMM(Siglas de Single In line Memory Module)  EDO(Extended Data Output )  BEDO (Burst Extended Data Output RAM)  DDR-SDRAM (Double Data Rate SDRAM) 27
  28. 28.  Las memorias más rápidas tienen un coste por bit más elevado que las memorias más lentas.  Unamemoria rápida de alta capacidad tendría un coste muy elevado. Para que el computador tenga un coste razonable:  Las memorias más rápidas tienen una capacidad más baja.  Las memorias más lentas tienen una capacidad más alta. 28
  29. 29.  Por ello, en un computador moderno hay diversos tipos de memoria organizados jerárquicamente, con diversas capacidades, velocidades y coste:  Registros.  Memoria caché: de acceso asociativo.  Memoria principal: RAM en parte volátil de lectura- escritura, y en parte no volátil de sólo lectura (ROM).  Memoria secundaria: discos, disquetes, CD-ROM, etc. Objetivo: contar con un sistema de memoria cuya velocidad se aproxime a la del nivel más rápido, aprovechando la capacidad del nivel más grande y con un coste razonablemente cercano al del nivel más barato. 29
  30. 30. 30
  31. 31. 31
  32. 32.  Introducción al almacenamiento Organización de la memoria Estrategias de administración de la memoria 32
  33. 33.  La organización y administración de la “memoria principal ”, “memoria primaria” o “memoria real” de un sistema ha sido y es uno de los factores más importantes en el diseño de los S. O. Los términos “memoria” y “almacenamiento” se consideran equivalentes. Los programas y datos deben estar en el almacenamiento principal para:  Poderlosejecutar.  Referenciarlos directamente. 33
  34. 34.  Se considera “almacenamiento secundario” o “almacenamiento auxiliar” al generalmente soportado en discos. Los hechos demuestran que generalmente los programas crecen en requerimientos de memoria tan rápido como las memorias: “Ley de Parkinson parafraseada”: Los programas se desarrollan para ocupar toda la memoria disponible para ellos. 34
  35. 35.  La parte del S. O. que administra la memoria se llama “administrador de la memoria”:  Lleva un registro de las partes de memoria que se están utilizando y de aquellas que no.  Asigna espacio en memoria a los procesos cuando estos la necesitan.  Libera espacio de memoria asignada a procesos que han terminado. 35
  36. 36.  Históricamente el almacenamiento principal se ha considerado como un recurso costoso, por lo cual su utilización debía optimizarse. Por organización del almacenamiento se entiende la manera de considerar este almacenamiento: ¿ Se coloca un solo programa de usuario o varios ?. Si se encuentran varios programas de usuario:  ¿ Se concede a cada uno la misma cantidad de espacio o se divide el almacenamiento en porciones o “particiones” de diferente tamaño ?.  ¿ Se utilizará un esquema rígido de número y tamaño de particiones o un esquema dinámico y adaptable ?.  ¿ Se requerirá que los trabajos de los usuarios sean diseñados para funcionar en una partición específica o se permitirá que se ejecuten en cualquiera donde quepan ?.  ¿ Se requerirá o no que cada trabajo sea colocado en un bloque contiguo de memoria ?. 36
  37. 37.  Los programas y datos tienen que estar en la memoria principal para poder ejecutarse o ser referenciados. Los programas y datos que no son necesarios de inmediato pueden mantenerse en el almacenamiento secundario. El almacenamiento principal es más costoso y menor que el secundario pero de acceso más rápido. 37
  38. 38.  Los sistemas con varios niveles de almacenamiento requieren destinar recursos para administrar el movimiento de programas y datos entre niveles. 38
  39. 39.  Están dirigidas a la obtención del mejor uso posible del recurso del almacenamiento principal. Se dividen en las siguientes categorías:  Estrategias de búsqueda:  Estrategias de búsqueda por demanda.  Estrategias de búsqueda anticipada.  Estrategias de colocación.  Estrategias de reposición. 39
  40. 40.  Las “estrategias de búsqueda” están relacionadas con el hecho de cuándo obtener el siguiente fragmento de programa o de datos para su inserción en la memoria principal.  En la “búsqueda por demanda” el siguiente fragmento de programa o de datos se carga al almacenamiento principal cuando algún programa en ejecución lo referencia.  Se considera que la “búsqueda anticipada” puede producir un mejor rendimiento del sistema. 40
  41. 41.  Las “estrategias de colocación” están relacionadas con la determinación del lugar de la memoria donde se colocará (cargará) un programa nuevo. Las “estrategias de reposición” están relacionadas con la determinación de qué fragmento de programa o de datos desplazar para dar lugar a los programas nuevos. 41

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