Paginación y segmentación de memoria virtual
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La memoria virtual permite ejecutar programas más grandes que la memoria física mediante el uso de paginación. Se implementa mediante una tabla de páginas que indica si cada página está presente en la memoria física o no. Cuando se intenta acceder a una página ausente, se produce una excepción que causa el intercambio de páginas entre la memoria y el disco. Esto permite a los programas ser mayores a costa de una reducción en la velocidad.
Paginación y segmentación de memoria virtual
- 2. Definición: Es la posibilidad de ejecutar un programa que no esta totalmente en memoria Esta permite usar mas memoria principal de la que realmente posee el PC. La mayoría de PC posee 4 tipos de memoria: • 1.registros en la CPU, • 2. la memoria chache (tanto dentro como fuera del CPU) • 3. la memoria física (generalmente en forma de RAM, donde la CPU puede escribir y leer directa y razonablemente rápido) • 4. el disco duro
- 3. MEMORIA VIRTUAL Ejecutar un programa que no esta totalmente en memoria permite que: • Los programas puedan ser mas grandes que la memoria física instalada en la máquina • Se pueda aumentar el grado de multiprogramación • La forma mas usual de implementarla es con paginación bajo demanda
- 4. • Es un sistema paginado con intercambio en donde se intercambia paginas cuando no son necesarias • El HARDWARE debe suministrar una tabla de paginas con un bit que indique la presencia (o no) de la pagina en memoria de manera que: • se referencia una pagina cuya entrada en la tabla de paginas tiene el bit de presencia a 1: se accede normalmente • Se referencia una pagina cuya entrada en la tabla de paginas tiene el bit de presencia a 0: se produce una excepción
- 5. • Hace falta también una zona de almacenamiento secundario donde almacenar las paginas • Se pueden ejecutar programas mas grandes que la memoria física a costa de una merma en la velocidad • Además de los distintos algoritmos hay que considerar si se hace reemplazo local o global • Otro aspecto a tener en cuenta son los criterios de asignación de marcos a los procesos
- 6. • Es la memoria que queda desperdiciada al usar los métodos de gestión de memoria utilizados que se vieron en los métodos anteriores. • Esta es generada cuando durante el reemplazo de procesos quedan huecos entre dos o mas procesos de manera no contigua y cada hueco no es capaz de soportar ningún proceso de la lista de espera.
- 7. • Existe el espacio de total de memoria para satisfacer un requerimiento, pero no es contigua. Esta se puede reducir mediante la compactación para colocar toda la memoria libre en un solo gran bloque, pero esta solo es posible si la relocalización es dinámica y se hace en tiempo de ejecución. • Fragmentación interna, la memoria asignada puede ser mayor ligeramente mayor que la requerida; esta referencia es interna a la partición, pero no se utiliza.
- 8. • Algoritmo FIFO muy sencillo de implementar • Inconvenientes: • Rendimiento del algoritmo pobre, paginas frecuentemente usadas pueden ser sustituidas. • Se puede presentar anomalía de belady: aumento del número de fallos de pagina al aumentar el número de marcos
- 9. • Combina sencillez y buen rendimiento • Emplea un bit de referencia asociado a cada página • Pasos del algoritmo: • Se elige una página con criterio FIFO y se examina su bit de referencia. • Si el bit de referencia está activo, se desactiva y se trata la página como si se acabara de llegar a memoria. Volver a 1
- 10. • Algoritmo de aproximación al reemplazo óptimo • Basado en utilizar el pasado reciente como una predicción del futuro más próximo • Sustituye la página menos usada en el pasado inmediato • Carece de la anomalía de Belady. • La implementación requiere de hardware adicional: • Campo en las entradas de la tabla de páginas. • Pila de las páginas en memoria.
- 11. • Existen diferentes algoritmos, entre ellos: • Generalmente se implementa mediante una cola FIFO circular con las páginas cargadas • Algoritmo del reloj global • Algoritmo FIFO con segunda oportunidad
- 12. • Se colocan todas las páginas que pueden ser sustituidas en una lista circular • Un proceso de sistema borra los bits de referencia cada cierto tiempo utilizando un puntero giratorio • Si en la siguiente vuelta el bit sigue desactivado, la página en cuestión es una buena candidata a ser sustituida.
- 13. • Algoritmo que simula por software el algoritmo LRU • Utiliza un contador asociado a cada página que se incrementa en cada interrupción de reloj de acuerdo con el valor del bit de referencia • En cada pulso de reloj se borra el valor del bit de referencia • Si hay un fallo de página se elige la página con el valor mínimo del contador para su sustitución.