Gerarquia de memoria

INSTITUTO TECNOLOGICO DE CIUDAD MADERO
Sistemas OperativosDepartamento de Sistemas y Computación
Las limitaciones de diseño de la memoria de una computadora se pueden resumir
en:
 Cantidad. Según sea la capacidad, es probable que se construyan aplicaciones
que la utilicen.
 Velocidad. Para lograr mayor rendimiento la memoria debe ir al ritmo de trabajo
del procesador.
 Costo. El costo debe ser razonable en relación a los otros componentes.
Desde las construcciones de las primeras computadoras se han utilizado una gran
variedad de tecnologías para implementar los sistemas de memoria.
A lo largo de este abanico de tecnologías, se cumplen las siguientes relaciones:
 A menor tiempo de acceso, mayor costo por bit.
 A mayor capacidad, menor costo por bit,
 A mayor capacidad, mayor tiempo de acceso.
Jerarquía de memoria

Registro
Cache
Memoria Principal
Cache de Disco
Disco Magnético
Cinta Magnética Disco óptico
 Disminución del
tiempo de acceso a la
memoria principal.
 Aumento del costo por
bit
 Disminución de la
capacidad
Jerarquía de
memoria

Jerarquía de memoria

 Registros. El tipo más rápido y caro consta de registros internos del procesador.
Normalmente constan de unas pocas decenas de registros, aunque algunas
computadoras consta de cientos de ellos.
 Cache. No es generalmente visible para el programador o incluso para el procesador.
Es un dispositivo para encauzar el movimiento de los datos entre la memoria principal
y los registros del procesador y así mejorar el rendimiento.
 Memoria principal. Cada ubicación de la memoria principal tiene una única dirección
y la mayoría de las instrucciones de máquina se refieren a una o más direcciones de
memoria principal.
Las tres memorias descritas emplean tecnología de semiconductores que difieren en
velocidad y costo.
Memoria volátil

 Los datos se almacenan de manera permanente en dispositivos de almacenamiento
masivo, de los cuales los más comunes son los discos magnéticos y las cintas
magnéticas.
 La memoria externa también se llama memoria secundaria o auxiliar.
 Es usada para almacenar programas y archivos de datos y suelen ser visibles para el
programador solamente en forma de archivos y registros y no mediante bytes o
palabras individuales.
 Los discos también se utilizan para ofrecer una ampliación de la memoria principal,
conocida como almacenamiento virtual o memoria virtual.
Memoria no volátil

¿Qué es la Administración de Memoria?
Es una tarea realizada por el sistema operativo que consiste en gestionar la jerarquía de
memoria, en cargar y descargar procesos en memoria principal para que sean
ejecutados.
Para ello el sistema operativo gestiona lo que se conoce como MMU o Unidad de
Administración de Memoria, el cual es un dispositivo hardware que transforma las
direcciones lógicas en físicas.
Su trabajo es seguir la pista de qué partes de la memoria están en uso y cuáles no lo
están, con el fin de poder asignar memoria a los procesos cuando la necesiten, y
recuperar esa memoria cuando dejen de necesitarla, así como gestionar el intercambio
entre memoria principal y el disco cuando la memoria principal resulte demasiado
pequeña para contener a todos los procesos
Administración de memoria

Objetivos de la Administración de Memoria
 Ofrecer a cada proceso un espacio lógico propio.
 Proporcionar protección entre los procesos.
 Permitir que los procesos compartan memoria.
 Maximizar el rendimiento del sistema.

Los mecanismos y políticas implementadas para la administración de la memoria intentan
satisfacer los siguientes requisitos:
 Reubicación. Cuando varios programas ocupan la memoria al mismo tiempo, no se
sabe con anticipación donde será cargado el programa por lo que no es práctico usar
direccionamiento absoluto.
 Protección. Son varios programas que comparten la memoria principal se debe
asegurar que el programa no sea capaz de cambiar las ubicaciones no pertenecientes
a él
 Compartición. Es necesario para usuarios poder compartir y actualizar información.
 Organización lógica. En su gran mayoría las memorias son organizadas linealmente
con un direccionamiento secuencial, esto difícilmente concuerda con el camino seguido
por el programa.
 Organización física. La memoria principal rápida se usa en conjunto con una memoria
secundaria mucho más lenta.

Fragmentación Interna Se produce cuando la memoria se divide en particiones de tamaño
fijo (por ejemplo, marcos de página en la memoria principal o bloques físicos en el disco).
Si un bloque de datos es asignado a una o más particiones, puede haber un espacio
desaprovechado en la última partición. Esto se producirá si la última porción de los datos
es más pequeña que la última partición.
Fragmentación Externa Se produce cuando la memoria se divide en particiones de
tamaño variable correspondientes a los bloques de dalos asignados de la memoria (por
ejemplo, los segmentos de la memoria principal). A medida que se trasladan los
segmentos dentro y lucra de la memoria principal, se producirán huecos entre las partes
ocupadas de la memoria.
La Unidad Manejadora de Memoria (MMU) realiza la traducción de las direcciones
relativas en direcciones físicas en la memoria principal.

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