Memoria Virtual 

 

La memoria virtual es una técnica de gestión de la memoria que permite que el sistema operativo disponga, tanto para el software de usuario como para sí mismo, de mayor cantidad de memoria que esté disponible físicamente. La mayoría de los ordenadores tienen cuatro tipos de memoria: registros en la CPU, la memoria caché (tanto dentro como fuera del CPU), la memoria RAM y el disco duro. En ese orden, van de menor capacidad y mayor velocidad a mayor capacidad y menor velocidad.

Muchas aplicaciones requieren acceso a más información (código y datos) que la que se puede mantener en memoria física. Esto es así sobre todo cuando el sistema operativo permite múltiples procesos y aplicaciones ejecutándose simultáneamente. Una solución al problema de necesitar mayor cantidad de memoria de la que se posee consiste en que las aplicaciones mantengan parte de su información en disco, moviéndola a la memoria principal cuando sea necesario. Hay varias formas de hacer esto.

Una opción es que la aplicación misma sea responsable de decidir qué información será guardada en cada sitio (segmentación), y de traerla y llevarla. La desventaja de esto, además de la dificultad en el diseño e implementación del programa, es que es muy probable que los intereses sobre la memoria de dos o varios programas generen conflictos entre sí: cada programador podría realizar su diseño teniendo en cuenta que es el único programa ejecutándose en el sistema. La alternativa es usar memoria virtual, donde la combinación entre hardware especial y el sistema operativo hace uso de la memoria principal y la secundaria para hacer parecer que el ordenador tiene mucha más memoria principal (RAM) que la que realmente posee. Este método es invisible a los procesos. La cantidad de memoria máxima que se puede hacer ver que hay tiene que ver con las características del procesador. Por ejemplo, en un sistema de 32 bits, el máximo es 2³², lo que da 4096 Megabytes (4 Gigabytes). Todo esto hace el trabajo del programador de aplicaciones mucho más fácil, al poder ignorar completamente la necesidad de mover datos entre los distintos espacios de memoria.

Aunque la memoria virtual podría estar implementada por el software del sistema operativo, en la práctica casi siempre se usa una combinación de hardware y software, dado el esfuerzo extra que implicaría para el procesador.

PAGINACION

Es una técnica de manejo de memoria, en la cual el espacio de memoria se divide en secciones físicas de igual tamaño, denominadas marcos de página. Los programas se dividen en unidades lógicas:denominadas páginas que tienen el mismo tamaño que los marcos de páginas.

 De esta forma se puede cargar una página de información en cualquier marco de página.Las paginas sirvenComo unidad de almacenamiento de informacion y transferencia memoria principal memoria secundaria

 Las páginas de un programa necesitan estar contiguamente en: memoria Los mecanismos de paginación permiten la correspondencia correcta entre las direcciones virtuales (dadas por los programas) y las direcciones reales de la memoria que se reverencien.

Cada pagina consiste :En z palabras contiguas; un espacio de direcciones N de un programa consiste de n paginas (0,1,2,3…n-1) (n*z direcciones virtuales) y el espacio de memoria consiste de m marcos de paginas (0,z,2z,…,(m-1)z)(m*z posiciones).

 MEMORIA_PRINCIPALdivMARCOS O PAGINAS FISICASDEL MISMO TAMAÑO

 PARA TENER EL CONTROL DE LAS PÁGINAS:Debe mantenerse una tabla en memoria que se denomina tabla de Mapas de Pagina (PMT) para cada uno de los procesos.

 TABLAS DE PÁGINASCADA PÁGINA TIENE UN NÚMERO QUE SE UTILIZA COMO ÍNDICE EN LA TABLA DE PÁGINAS, LO QUE DA POR RESULTADO EL NÚMERO DEL MARCO CORRESPONDIENTE A ESA PÁGINA VIRTUAL. SI EL BIT PRESENTE / AUSENTE ES 0, SE PROVOCA UN SEÑALAMIENTO (TRAP) HACIA EL SISTEMA OPERATIVO. SI EL BIT ES 1, EL NÚMERO DE MARCO QUE APARECE EN LA TABLA DE PÁGINAS SE COPIA EN LOS BITS DE MAYOR ORDEN DEL REGISTRO DE SALIDA.

SU FINALIDAD DE LAS TABLASES ASOCIAR LAS PÁGINAS VIRTUALES CON LOS MARCOS.

 EL ESPACIO DE DIRECCIONES LÓGICO DE UN PROCESO PUEDE SER NO CONTIGUO.SE DIVIDE LA MEMORIA FÍSICA EN BLOQUES DE TAMAÑO FIJO LLAMADOS MARCOS (FRAMES).SE DIVIDE LA MEMORIA EN BLOQUES DE TAMAÑO LLAMADOS PAGINAS.SE MANTIENE INFORMACIÓN EN LOS MARCOS LIBRES.PARA CORRER UN PROGRAMA DE N PAGINAS DE TAMAÑO, SE NECESITAN ENCONTRARA N MARCOS Y CARGAR EL PROGRAMA.SE ESTABLECE UNA TABLA DE PAGINAS PARA TRASLADAR LAS DIRECCIONES LÓGICAS A FÍSICAS.SE PRODUCE FRAGMENTACIÓN INTERNA.CARACTERISTICAS DE LA PAGINACION

 VENTAJAS

Es posible comenzar a ejecutar un programa, cargando solo una parte del mismo en memoria, y el resto se cargara bajo la solicitud.No es necesario que las paginas estén contiguas en memoria, por lo que no se necesitan procesos de compactación cuando existen marcos de paginas libres dispersos en la memoria.Es fácil controlar todas las páginas, ya que tienen el mismo tamaño.

 DESVENTAJAS

El costo de hardware y software se incrementa, por la nueva información que debe manejarse y el mecanismo de traducción de direcciones necesario. Se consume mucho mas recursos de memoria, tiempo en el CPU para su implantación.Se deben reservar áreas de memoria para las PMT de los procesos. Al no ser fija el tamaño de estas, se crea un problema semejante al de los programas (como asignar un tamaño óptimo sin desperdicio de memoria, u "ovearhead" del procesador).

 LA DIRECCIÓN GENERADA POR LA CPU SE DIVIDE EN:Numero de pagina (p): utilizado como indice en la tabla de pagins que contiene la dirección base de cada pagina en la memoria fisica.de la pagina (d): combinado con la dirección base dfine la direccionfisica que será enviada a la unidad de memoria.

 PAGINACION EXISTEN 2 FUNCIONES LLEVAR A CABO LA TRANSFORMACIÓN DE UNA DIRECCIÓN VIRTUAL A FÍSICA, O SEA, LA DETERMINACIÓN DE LA PÁGINA A LA QUE CORRESPONDE UNA DETERMINADA DIRECCIÓN DE UN PROGRAMA.TRANSFERIR, CUANDO HAGA FALTA, PÁGINAS DE LA MEMORIA SECUNDARIA A LA MEMORIA PRINCIPAL, Y DE LA MEMORIA PRINCIPAL A LA MEMORIA SECUNDARIA CUANDO YA NO SEAN NECESARIAS.


 

 SEGMENTACION DE LA MEMORIA

SEGMENTACIÓN DE MEMORIA DIVIDE LA MEMORIA EN SEGMENTOS, CADA UNO DE LOS CUALES TIENE UNA LONGITUD VARIABLE, QUE ESTÁ DEFINIDA INTRÍNSECAMENTE POR EL TAMAÑO DE ESE SEGMENTO DEL PROGRAMA.

 LOS ELEMENTOS DENTRO DE UN SEGMENTOSE IDENTIFICAN POR SU DESPLAZAMIENTOESTO CON RESPECTO AL INICIO DEL SEGMENTO

 DEFINICIÓN Y ASPECTOS GENERALELA SEGMENTACIÓN DE MEMORIA ES UN ESQUEMA DE MANEJO DE MEMORIA MEDIANTE EL CUAL LA ESTRUCTURA DEL PROGRAMA REFLEJA SU DIVISIÓN LÓGICA.LLEVÁNDOSE A CABO UNA AGRUPACIÓN LÓGICA DE LA INFORMACIÓN EN BLOQUES DE TAMAÑO VARIABLE DENOMINADOS SEGMENTOS.

 CADA UNO DE ELLOS TIENEN INFORMACIÓN LÓGICA DEL PROGRAMA: subrutina, arreglo, etc. DESPUÉS CADA ESPACIO DE DIRECCIONES DE PROGRAMA CONSISTE DE UNA COLECCIÓN DE SEGMENTOS, QUE GENERALMENTE REFLEJAN LA DIVISIÓN LÓGICA DEL PROGRAMA.

OBVIAMENTE ESTE SISTEMA DE GESTIÓN DE MEMORIA ES UTILIZADOEN SISTEMAS OPERATIVOS AVANZADOS PERO YA EXISTÍAN MUESTRAS DE SU ACTIVIDAD DESDELOS S.O.’S UNIX Y D.O.S.

 PROTECCIÓN: SE PUEDE PROTEGER LOS MÓDULOS DEL SEGMENTO CONTRA ACCESOS NO AUTORIZADOS.COMPARTICIÓN: DOS O MÁS PROCESOS PUEDEN SER UN MISMO SEGMENTO, BAJO REGLAS DE PROTECCIÓN; AUNQUE NO SEAN PROPIETARIOS DE LOS MISMOS.ENLACE DINÁMICO ENTRE SEGMENTOS: PUEDE EVITARSE REALIZAR TODO EL PROCESO DE ENLACE ANTES DE COMENZAR A EJECUTAR UN PROGRAMA. LOS ENLACES
SE ESTABLECERÁN SOLO CUANDO SEA NECESARIO