La labor del administrador de la memoria consiste en 1) llevar el registro de las partes de memoria que se están utilizando y las que no para asignar espacio a los procesos cuando lo necesiten y liberarlo cuando terminen, y 2) administrar el intercambio entre la memoria principal y el disco cuando la memoria principal no puede albergar todos los procesos.

1. La labor del administrador de la memoria consiste en
 Llevar el registro de las partes de memoria que se
estén utilizando y aquellas que no, con el fin de
asignar espacio en memoria a los procesos; cuando
estos la necesiten y liberarlo cuando terminen.
 Administrar el intercambio entre la memoria principal
y el disco, en los casos en que la memoria principal
no pueda albergar a todos los procesos.

2. Una de las funciones básicas que debe implementar un SO es la
Administración de la Memoria para tener un control sobre los lugares donde
están almacenados los procesos y datos que actualmente se están
utilizando.
La memoria principal puede ser considerada como un arreglo lineal de
localidades de almacenamiento de un byte de tamaño. Cada localidad de
almacenamiento tiene asignada una dirección que la identifica.
Es en donde son ejecutados los programas y procesos de una computadora
y es el espacio real que existe en memoria para que se ejecuten los
procesos. Por lo general esta memoria es de mayor costo que la memoria
secundaria, pero el acceso a la información contenida en ella es más
rápido. Solo la memoria cache es más rápida que la principal, pero su costo
es a su vez mayor.

3. A la memoria secundaria o de "almacenamiento masivo“ es de mucha
mayor capacidad que la memoria primaria, pero también es mucho más
lenta. En las computadoras modernas, los discos duros suelen usarse
como dispositivos de almacenamiento masivo. El tiempo necesario para
acceder a un byte de información dado almacenado en un disco duro es de
alrededor de unos pocas milésimas de segundo (milisegundos).
En cambio, el tiempo que lleva acceder lo mismo en una memoria de
acceso aleatorio se mide en mil-millonésimas de segundo (nanosegundos).
Esto ilustra cuan significativa es la diferencia de velocidad que distingue las
memorias de estado sólido de los dispositivos rotantes de almacenamiento
magnético: Los discos duros son del orden de un millón de veces más
lentos que la memoria. Los dispositivos rotantes de almacenamiento óptico
(unidades de CD y DVD) son incluso más lentos que los discos
duros, aunque es probable que sus velocidades de acceso mejoren a la par
que los avances tecnológicos..

4. Memoria Real

5. Formateo de discos
Un disco magnético nuevo, no es mas que platos de un material de grabación magnético. Antes
de poder almacenar datos en el disco, es preciso dividirlo en sectores que el controlador de disco
pueda leer y escribir.
Administración del espacio de intercambio.
El objetivo principal del diseño e implementación del espacio de intercambio es ofrecer el mejor
rendimiento al sistema de memoria virtual. Los sistemas que implementan intercambio podrían
usar el espacio de intercambio para contener toda la imagen del proceso
ALMACENAMIENTO TERCIARIO -Discos removibles.
Los discos removibles son un tipo de almacenamiento terciario. Los discos magneto-ópticos son
una clase de discos removibles, como es el disco óptico. Memorias de disco óptico almacenan
información usando agujeros minúsculos grabados con un láser en la superficie de un disco
circular. La información se lee iluminando la superficie con un diodo laser y observando la
reflexión.

6. FORMATOS DE DISCOS REMOVIBLES
CD, CD-ROM, DVD: Memorias de simplemente solo lectura, usada par distribución
masiva de información digital (música, vídeo, programas informáticos).
CD-R, DVD-R, DVD+R: Memorias de escritura única usada como memoria terciaria y
fuera de línea
CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM: Memoria de escritura lenta y lectura rápida
usada como memoria terciaria y fuera de línea.
Blu-ray: Formato de disco óptico pensado para almacenar vídeo de alta calidad y datos.
FORMATOS HD DVD :
HDV: Discos cambio de fase Dual Estos discos no utilizan magnetismo; emplean
materiales que se pueden alterar con la luz láser para que tengan puntos relativamente
oscuros o brillantes.
La cinta magnética: es otro tipo de medio removible. Una cinta es mas económica que
un disco óptico o magnético, y contiene mas datosbúsqueda en disco.

7. La memoria principal es el lugar donde el CPU lee las instrucciones a
ejecutar, así como algunos datos a emplear.
Una de las funciones básicas que debe implementar un SO es la
Administración de la Memoria para tener un control sobre los lugares donde
están almacenados los procesos y datos que actualmente se están utilizando.

8. FIFO: Los procesos se despachan de acuerdo a su tiempo de llegada la
cola de procesos listos, si un proceso llega al procesador sale hasta que
termine.
SJF (Shortest job first - Prioridad del trabajo mas corto): Se ejecuta primero
el proceso en espera que tiene el menor tiempo estimado. SJF favorece a
los procesos cortos.
SRT (Shortest remaining time scheduling) – Tiempo restante más corto):
Una vez que un proceso comienza su ejecución continua hasta terminar. En
SRT, un proceso en ejecución puede ser desposeído por uno nuevo de
menor tiempo de ejecución.
HRN: (highest response ratio next – Prioridad de la tasa de respuesta más
alta): corrige el retraso excesivo de procesos grandes que produce el
SJF, para así no caer en un favoritismo excesivo por los procesos
cortos, con lo cual la prioridad de cada trabajo no solo esta en función del
tiempo de servicio sino también del tiempo que ha esperado para ser
atendido.

9. Se conoce como jerarquía de memoria a la organización piramidal de la memoria en niveles, que tienen los
ordenadores. Su objetivo es conseguir el rendimiento de una memoria de gran velocidad al costo de una memoria
de
baja
velocidad,
basándose
en
el
principio
de
cercanía
de
referencias.
Los puntos básicos relacionados con la memoria pueden resumirse en Calidad, Velocidad, Costo
Los niveles que componen la jerarquía de memoria habitualmente son:
Nivel 1: Registros
Nivel 1: Memoria Caché
Nivel 2: Memoria Principal
Nivel 3: Disco Duro
REGISTRO
Un registro es una memoria de alta velocidad y poca capacidad, integrada en el microprocesador, que permite guardar
y acceder a valores muy usados, generalmente en operaciones matemáticas. Es la manera más rápida que tiene el
sistema de almacenar datos. Los registros se miden generalmente por el número de bits que almacenan; por
ejemplo, un "registro de 32 bits". Los registros generalmente se implementan en un banco de registros, memoria
SRAM (Memoria Estática de Acceso Aleatorio), un tipo de memoria RAM (estática), es muy cara, es volátil, es rápida.
MEMORIA CACHE
Es un conjunto de datos duplicados de otros originales, Cuando se accede por primera vez a un dato, se hace una
copia en el caché; los accesos siguientes se realizan a dicha copia, haciendo que el tiempo de acceso medio al dato
sea
menor.

10. MEMORIA PRINCIPAL:
La memoria principal son circuitos integrados capaces de almacenar información digital, a los que tiene acceso el
microprocesador del equipo de cómputo. Poseen una menor capacidad de almacenamiento que la memoria
secundaria, pero una velocidad millones de veces superior. En las computadoras son utilizados dos tipos de estos
dispositivos: Read Only Memory (ROM), memoria de solo lectura, almacena códigos de programa grabados en fábrica.
Random Access Memory (RAM), memoria de acceso aleatorio, almacena datos que pueden ser escritos y borrados
atendiendo a los procesos de computación. El microprocesador direcciona las posiciones de la RAM para poder
acceder a los datos almacenados en ellas y para colocar los resultados de las operaciones.
DISCO DURO
Se llama disco duro, disco solidó o disco rígido ( hard disk, HD o HDD) al dispositivo encargado de almacenar
información de forma permanente en una computadora. Dentro de un disco duro hay varios platos , que son discos (de
aluminio o cristal) concéntricos y que giran todos a la vez. El cabezal (dispositivo de lectura y escritura) es un conjunto
de brazos alineados verticalmente que se mueven hacia dentro o fuera según convenga, todos a la vez.
Los componentes que tiene un disco duro son:
Plato: Cada uno de los discos que hay dentro del disco duro (platos metálicos apilados giran a gran Velocidad).
Cara: Cada uno de los dos lados de un plato
Cabeza: Número de cabezales (leer y escribir).
Pista: Una circunferencia dentro de una cara; la pista 0 está en el borde exterior.
Cilindro: Conjunto de varias pistas; son todas las circunferencias que están alineadas verticalmente (una de cada cara).
Sector: Cada una de las divisiones de una pista. El tamaño del sector no es fijo, siendo el estándar 512 bytes.
Cinta magnética y los discos ópticos para el almacenamiento de archivos.

12. ESTRATEGIAS
Reubicación.
Organización lógica de los programas.
Organización física de la memoria.
Asignación de espacio.
REUBICACIÓN
En un sistema multiprogramado puede haber varios procesos ocupando la memoria y otros que requieran una
porción. El gestor puede seleccionar uno para sacarlo de la memoria y que el espacio pueda ser aprovechado para
otro proceso. Puede volcar objetos inactivos al disco. Cuando el objeto quiere volver a memoria el gestor debe saber
si lo debe colocar en la misma posición o en una posición diferente.
ORGANIZACIÓN LÓGICA DE LOS PROGRAMAS
Resulta beneficioso organizar los programas en módulos para obtener las siguientes ventajas: Escribir y compilar los
módulos de forma independiente y el SO puede cargar en memoria cada modulo por separado. El SO resolverá las
referencias de un modulo a otro en tiempo de ejecución
ORGANIZACIÓN FÍSICA DE LA MEMORIA
La memoria esta dividida en principal y secundaria..
ASIGNACIÓN DE ESPACIO
La evolución de la asignación de espacio se presenta de la siguiente manera:

13. 
MAQUINA DESNUDA:
Es el modelo más simple. Es propio de los primeros sistemas operativos. Toda la memoria esta a
disposición de un único usuario y el programa puede utilizar cualquier posición de memoria.
MONITOR RESIDENTE(Monitor de Proceso Unico):
Para facilitar el trabajo se incorporo un código común llamado IOCS (sistema de control de entrada
salida). El monitor de proceso único consista en dividir la memoria en dos porciones, una para el SO y
otra para los procesos transitorios de usuario (y rutinas transitorias del SO). A la dirección que separa
ambas partes se le llama borde de memoria y al final el techo de memoria. Con este monitor residente
se comienzan a utilizar técnicas de protección y reubicación.
ADMINISTRACIÓN POR INTERCAMBIO (Swapping) :
Con esta técnica el administrador de la memoria pasa a memoria auxiliar un proceso que esta en
memoria principal de modo que queda un espacio libre. Se requiere que esa operación de intercambio
se realice a gran velocidad para que siempre haya tareas listas para ser ejecutadas. Supuesto que los
procesos se ejecutan durante un cuanto de tiempo, dicho cuanto deberá ser suficientemente grande
como para que se puedan llevar a cabo las tareas de intercambio durante ese tiempo, de manera que
cuando termine de ejecutarse un proceso haya otro trabajo listo para ser ejecutado. Por lo tanto el
tiempo de ejecución de un proceso debe ser mayor que el tiempo de intercambio.
SUPERPOSICIONES (Overlays) :
La dimensión de un proceso esta limitada a la cantidad de memoria disponible. Para que un proceso
pueda ser mayor que la cantidad de memoria libre se utiliza la superposición. Esta consiste en cargar
en memoria solo las partes de un programa necesarias permanentemente. El resto del programa, los
módulos restantes, serán cargados en memoria solo cuando son necesarios para lo cual se utilizara
una porción de memoria para estos módulos. La memoria asignada a un proceso esta dividida de la
siguiente manera: Zona común (espacio compartido por los módulos del programa),Código de gestión
de superposiciones ,Zona permanente (instrucciones y datos que no cambian)


14. Overlays
Técnica que consiste en que el programador divide lógicamente un
programa muy grande en secciones que puedan almacenarse en las
particiones de RAM. Al final de cada sección del programa (o en otros
lugares necesarios) el programador insertaba una o varias llamadas al
sistema con el fin de descargar la sección presente de RAM y cargar
otra, que en ese momento residía en disco duro u otro medio de
almacenamiento secundario.
DESVENTAJAS
Eficaz (porque resolvía el problema) no era eficiente (ya que no lo resolvía
de la mejor manera).
Requería que el programador tuviera un conocimiento muy profundo del
equipo de cómputo y de las llamadas al SO.
No habìa portabilidad de un sistema a otro: las llamadas cambiaban, los
tamaños de particiones también.

15. ASIGNACIÓN DE ALMACENAMIENTO CONTIGUO Y NO CONTIGUO
Una asignación de almacenamiento contiguo es que cada programa tiene que ocupar un único bloque
contiguo de localidad de memoria. En la asignación de almacenamiento no contiguo un programa se
divide en varios bloques o segmentos que se pueden colocar en el almacenamiento principal en
fragmentos que no necesitan ser adyacentes o permanecer relativamente cerca.
ASIGNACIÓN DE ALMACENAMIENTO CONTIGUO PARA UN USUARIO ÚNICO
Los primeros sistemas de cómputo permitían que solo una persona a la vez utilizara la máquina.
Todos los recursos estaban a disposición del usuario y se les asignaba una máquina por un tiempo
determinado, en el cual cada usuario escribía todo un código necesario para realizar un aplicación
específica, incluyendo las detalladas instrucciones de E/S a nivel de la maquina. El código de E/S
requerido para realizar las funciones básicas se consolido en un sistema de control de E/S.

17. MULTIPROGRAMACIÓN CON PARTICIONES FIJAS:
El sistema de multiprogramación en los cuales varios usuarios compiten al mismo tiempo por los
recursos del sistema. El trabajo está esperando la terminación de una operación E/S cederá la
CPU a otro trabajo que este listo para realizar cálculos. Si es que hay una espera. De esta forma
pueden efectuarse simultáneamente las operaciones de E/S y cálculos de la CPU.
FRAGMENTACIÓN EN LA MULTIPROGRAMACIÓN CON PARTICIONES FIJAS:
La fragmentación de almacenamiento se presenta en todos los sistemas de cómputo, sea cual sea
la organización de su almacenamiento. En los sistemas con multiprogramación y particiones
fijas, la fragmentación ocurre porque los trabajos de los usuarios no llenan por completo las
particiones designadas o porque una partición se queda sin utilizar por ser demasiado pequeña
para contener un trabajo en espera.
MULTIPROGRAMACIÓN CON PARTICIONES VARIABLES:
Esta hace suposiciones sobre el tamaño de los trabajos. Llega un espacio cuando lo necesite. No
hay desperdicio, pues la partición de un trabajo tiene exactamente el tamaño del trabajo.

18. En el esquema de “intercambio” los programas del usuario no requieren
permanecer en la memoria principal hasta su terminación. Una variante consiste
en que un trabajo se ejecuta hasta que ya no pueda continuar: Cede el
almacenamiento y la CPU al siguiente trabajo. La totalidad del almacenamiento
se dedica a un trabajo durante un breve periodo de tiempo. Los trabajos son
“intercambiados”, dándose que un trabajo puede ser intercambiado varias veces
antes de llegar a su terminación.
Los sistemas de intercambio fueron los predecesores de los sistemas de
paginación. Manteniendo al mismo tiempo varias “imágenes de usuario o
imágenes de memoria” en la memoria principal.
Retirando una imagen de usuario de la memoria principal solo cuando es
necesario su almacenamiento para una nueva imagen.
Incrementando la cantidad de memoria principal disponible en el sistema.
Las imágenes de usuario (imágenes de memoria) retiradas del almacenamiento
principal se graban en el almacenamiento secundario (discos).

19. Esquema usado principalmente en sistemas mono usuario y mono
tarea, la memoria real es tomada para almacenar el programa que
se esté ejecutando en un momento dado, con la visible desventaja
de que se está limitado a la cantidad de RAM disponible
únicamente.
La organización física: El sistema operativo se ubica en las
localidades superiores o inferiores de la memoria, seguido por
algunos manejadores de dispositivos (drivers). Esto deja un
espacio contiguo de memoria disponible que es tomado por los
programas del usuario, dejando generalmente la ubicación de la
pila (stack) al último, con el objetivo de que ésta pueda crecer
hasta el máximo posible.

21. Para ejecutar un proceso este debe cargarse en memoria. Generalmente el
proceso reside en disco como archivo binario o ejecutable. El conjunto de
procesos en disco que esperan entrar en la memoria para ejecutarse forman la
cola de entrada.
El procedimiento normal consiste en
•Seleccionar uno de los procesos de la cola de entrada y cargarlos en memoria.
•Esto ocasiona la relocalización de dirección o enlaces a referencias
externas, según sea el caso.
•Mientras se ejecuta un programa, se accede a las instrucciones o datos en la
memoria.
•Finalmente, el programa termina de ejecutarse y su espacio en memoria se
declara disponible.

22. Un mecanismo de asignación determina la cantidad de bloques (particiones)
que serán administrados en la memoria.
Existen 3 mecanismos de Asignación:
1. ASIGNACIÓN DE UNA PARTICIÓN. En la memoria se considera la
existencia de una sola partición, esto es, se tiene la capacidad de ejecutar
un proceso. La partición es toda la memoria, cuya administración corre
por cuenta del usuario, o sea, no hay un sistema operativo.
1. ASIGNACIÓN DE DOS PARTICIONES. La memoria se divide en 2
bloques. En una partición se carga el Sistema Operativo y en la otra el
programa del usuario. Es el concepto de Sistema Operativo Mono
usuario.
2. ASIGNACIÓN DE MULTIPLES PARTICIONES. La memoria es dividida
en varias particiones una para el Sistema Operativo y las demás para los
procesos de usuarios u otras funciones especiales del Sistema Operativo.
Este es el concepto teórico de asignación de memoria en los Sistemas
Operativos de Multiparticiones y de Multitarea..

23. Estrategias de asignación
Una estrategia de asignación de memoria determina el lugar donde
será cargado un nuevo proceso en base a un criterio.
Las estrategias de asignación son:
1. PRIMER AJUSTE. El Sistema Operativo asigna el primer bloque
de memoria libre con espacio suficiente para satisfacer la
información. La búsqueda de este bloque es de manera
secuencial.
2. MEJOR AJUSTE. El sistema operativo busca el bloque de
memoria que represente el menor desperdicio según el
requerimiento.
3. PEOR AJUSTE. El sistema operativo asigna el bloque mas
grande que encuentre.

24. Memoria Virtual

26. La memoria virtual, es un método, diseñado por
Fotheringham en 1961, que tiene como objetivo la simulación
de tener más memoria principal de la que existe físicamente
en un sistema operativo.
Para implementar la memoria virtual se utilIza un medio de
almacenamiento secundario de alta velocidad de acceso, el
cual generalmente es el disco duro de la máquina.
La parte del disco que es usado como memoria virtual se
llama área de swap (swap space).

28. .
Es la manera mediante la cual el S.O lleva el control de la memoria
tratando de que sea lo más eficiente posible. Mediante este esquema se
ejecutan programas que no se encuentran totalmente en memoria principal.
Por lo tanto, un programa puede tener un tamaño mayor a la memoria
física disponible.
PAGINACIÓN
SEGMENTACIÓN
Las direcciones referidas por un proceso se denominan direcciones virtuales o lógicas (L).
Por otra parte, las direcciones disponibles en memoria principal se denominan direcciones
físicas (F).
En el momento de ejecución de los programas, las direcciones lógicas deben hacerse
corresponder con las direcciones físicas, mediante una aplicación M: L -> F, la cual se
denomina mapeo de memoria (MAPPING). Esta actividad realizada por los mecanismos
de conversión de direcciones lógicas a direcciones reales se llama mecanismo de
traducción dinámica de direcciones (MTDD).

31. Consiste en considerar el espacio de direcciones lógicas de cada
proceso como un conjunto de bloques de tamaño consistente llamados
paginas. Cada dirección lógica manejada para un proceso estará
conformada por un par de valores [pagina: desplazamiento].
La memoria física se administra implementando bloques de tamaño
consistente denominados 'marcos'. Obviamente el tamaño de un
'marco' debe ser igual al tamaño de una pagina.
Por lo general el tamaño designado para los marcos y páginas es
pequeño.

32. Implementada completamente en hardware.
VENTAJA: Se obtiene una alta velocidad de acceso a
memoria.
DESVENTAJA: Resulta problemática cuando la tabla de
paginas debe ser grande.
Implementada en la memoria principal
VENTAJA: puede crecer según se requiera.
DESVENTAJA: La velocidad de accesar a memoria es
relativamente baja, dado que cada referencia a memoria
involucra 2 accesos.

33. Los MTDD mantienen mapas de correspondencia para la traducción de
direcciones que muestran cuales localidades del almacenamiento virtual
están en el almacenamiento real en un momento dado y en donde se
encuentran. Para ello, se agrupa en bloques.
Cuando los bloques son del mismo tamaño se llaman páginas y la
organización de la memoria se llama paginación. Cuando los bloques
pueden tener tamaños diferentes se llaman segmentos y la organización de
la memoria se llama segmentación. Las direcciones en un sistema de
bloques son bidimencionales.
Para hacer referencia a un elemento en particular, el programa especifica el
bloque en el que se encuentra y su desplazamiento a partir del inicio del
bloque.

38. Estrategias de obtención. Determinan cuándo se
debe transferir una página o un segmento del
almacenamiento secundario al primario.
Estrategias de colocación.
Estrategias de reemplazo.

39. POSIBLES FALLOS
Si una página buscada está marcada como no disponible (tal vez porque no está presente en
la memoria principal, pero sí en el área de intercambio), cuando la CPU intenta referenciar una
dirección de memoria en esa página, la MUU responde levantando una excepción
(comúnmente llamada fallo de página).
Cuando se presenta un fallo de página, el sistema operativo tiene que escoger la página que
desalojará de la memoria para hacer espacio para colocar la página que traerá del disco. Si la
página a desalojar fue desalojada mientras estaba en la memoria, deberá reescribirse en el
disco para actualizarse la copia.
En cambio si la página no se ha modificado, la copia en disco ya estará actualizada y no será
necesario reescribirla

40. Es una estrategia en donde se espera a que un proceso en ejecución
haga referencia a una página o el segmento al almacenamiento primario.
Ventajas.
Garantiza que las únicas páginas que se transfieren al almacenamiento principal son
aquéllas que requieren los procesos.
El trabajo extra requerido para decir cuáles páginas se deben transferir al almacenamiento
principal es mínimo.
Desventajas.
Un proceso debe acumular sus páginas una por una; a medida que se hace referencia a
cada página nueva, el proceso debe de esperar a que esa página se transfiera al
almacenamiento primario.
Es creciente la cantidad de almacenamiento primario afectada al proceso que espera
páginas, por lo que el “producto espacio - tiempo” se incrementa.
El “producto espacio - tiempo” indica la cantidad de almacenamiento que usa un proceso y
la cantidad de tiempo que lo usa. “La reducción del producto espacio - tiempo de las
esperas de páginas de un proceso es una meta importante de las estrategias de
administración del almacenamiento”.

42. Un proceso usuario puede emitir una “liberación voluntaria de página” para
liberar el marco de página cuando ya no necesite esa página. Por lo regular
hay un tiempo durante el cual permanecen en el almacenamiento principal las
páginas que ya no se requieren.
Cuando es evidente que ya no será necesaria una página, un usuario podrá
dar una orden de "liberación voluntaria de página" para liberar el marco de
página. Ésto eliminaría el retraso que implíca dejar que el proceso deseche
poco a poco la página de su conjunto de trabajo.
La liberación voluntaria de páginas podría eliminar el desperdicio y acelerar la
ejecución de un programa, pero la mayoría de los usuarios de los sistemas de
cómputo ni siquiera saben que es una página y no se les puede pedir que
tomen decisiones a nivel del sistema.