TEMA 3. GESTIÓN DE MEMORIA - Universidad de Almería

Diseño de Sistemas Operativos
Tema 3. Gestión de Memoria
La unidad de manejo de memoria (MMU) es parte del procesador. Sus funciones son:
• Convertir las direcciones lógicas emitidas por los procesos en direcciones físicas.
• Comprobar que la conversión se puede realizar. La dirección lógica podría no tener una dirección física
asociada. Por ejemplo, la página correspondiente a una dirección se puede haber intercambiada a una
zona de almacenamiento secundario temporalmente.
• Comprobar que el proceso que intenta acceder a una cierta dirección de memoria tiene permisos para
ello.
En caso de fallo se lanzará una excepción que deberá ser resuelta por el kernel del sistema operativo. El
kernel del sistema operativo está siempre en memoria principal, puesto que si se intercambia a una zona de
almacenamiento secundario, ¿quién sería el encargado de llevarlo a memoria principal cuándo se produjera un
fallo de acceso a memoria?
La MMU se inicializa para cada proceso del sistema. Esto permite que cada proceso pueda usar el rango
completo de direcciones lógicas (memoria virtual), ya que las conversiones de estas direcciones serán
distintas para cada proceso.
En todos los procesos se configura la MMU para que la zona del kernel (el cuarto gigabyte) sólo se pueda
acceder en modo kernel (modo privilegiado).
La configuración correspondiente al espacio de memoria del kernel es idéntica en todos los procesos. Todos
los threads de un mismo proceso también compartirán la configuración del espacio de memoria del usuario.
Para ejecutar un proceso ⇒ debe estar, al menos en parte, en memoria principal. Subsistema de Gestión de
Memoria (parte del kernel del sistema operativo):
• Decide qué procesos residen en memoria principal (al menos una parte).
• Maneja parte del espacio de direcciones virtuales que ha quedado fuera.
• Controla la cantidad de memoria principal.
• Gestiona el intercambio de procesos entre memoria principal y memoria secundaria o dispositivo de
swap.
Históricamente UNIX:
• Política de gestión de memoria llamada intercambio (swapping).
• Transferían procesos enteros entre memoria principal y swap.
• Problema: Límite al tamaño de los procesos.
• Ventaja: Facilidad de implementación y el menor overhead del sistema.
UNIX BSD ⇒ Paginación por demanda o demanda de páginas. Transferencia páginas de memoria, no procesos,
entre memoria principal y swap. Kernel carga páginas de un proceso cuando las referencia. Ventajas
(paginación por demanda):
• Flexibilidad al mapear el espacio de direcciones virtuales de un proceso con la memoria física de la
máquina
• Permite tamaño proceso > cantidad de memoria física disponible.
• Más procesos residiendo en memoria simultáneamente.
3.2. MEMORIA VIRTUAL.
El tamaño combinado del programa, datos y pila puede exceder la cantidad de memoria física disponible. El
sistema operativo guarda aquellas partes del programa concurrentemente en uso en memoria central y el
resto en disco. Cuando un programa espera que se le cargue en memoria central de disco otra parte del
mismo, la CPU se puede asignar a otro proceso.
Memoria virtual, el sistema operativo gestiona niveles de memoria principal y memoria secundaria:
• Transferencia de bloques entre ambos niveles (normalmente basada en paginación).
• De memoria secundaria a principal: por demanda.
Departamento de Lenguajes y Computación. Universidad de Almería Página 3.3