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Guias e Dicas
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Memória e Paginação em Sistemas Operacionais, Notas de aula de Cálculo

Este documento aborda conceitos relacionados à memória e paginação em sistemas operacionais, incluindo custo médio por byte, velocidade média, memória virtual, gerenciador de memória, tabela de páginas, swapping, fragmentação interna, arquitetura de tabela de página invertida, política de substituição local e working set. Além disso, são discutidas estratégias para alocação de memória e paginação simples.

Tipologia: Notas de aula

2022

Compartilhado em 07/11/2022

Andre_85
Andre_85 🇧🇷

4.5

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Sistemas
Operacionais
Prof. Jó Ueyama
Apresentação baseada nos slides da Profa. Dra. Kalinka Castelo Branco,
do Prof. Dr. Antônio Carlos Sementille e da Profa. Dra. Luciana A. F.
Martimiano e nas transparências fornecidas no site de compra do livro
“Sistemas Operacionais Modernos”
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Baixe Memória e Paginação em Sistemas Operacionais e outras Notas de aula em PDF para Cálculo, somente na Docsity!

Sistemas

Operacionais

Prof. Jó Ueyama Apresentação baseada nos slides da Profa. Dra. Kalinka Castelo Branco, do Prof. Dr. Antônio Carlos Sementille e da Profa. Dra. Luciana A. F. Martimiano e nas transparências fornecidas no site de compra do livro “Sistemas Operacionais Modernos”

Gerenciamento de Memória

 Recurso importante;

 Tendência atual do software

  • (^) Lei de Parkinson : “Os programas se expandem para preencher a memória disponível para eles” (adaptação);

 Hierarquia de memória:

  • (^) Cache ;
  • (^) Principal;
  • (^) Disco;

4 Gerenciamento de Memória Hierarquia de Memória

 Cache

  • (^) Pequena quantidade  (^) k bytes
  • (^) Alto custo por byte
  • (^) Muito rápida
  • (^) Volátil

 Memória Principal

  • (^) Quantidade intermediária  (^) M bytes
  • (^) Custo médio por byte
  • (^) Velocidade média
  • (^) Volátil

 Disco

  • (^) Grande quantidade –  (^) G bytes
  • (^) Baixo custo por byte
  • (^) Lenta
  • (^) Não volátil

Hierarquia de Memória

Gerenciamento de Memória

 Para cada tipo de memória:

  • (^) Gerenciar espaços livres/ocupados;
  • (^) Alocar processos/dados na memória;
  • (^) Localizar dado;

 Gerenciador de memória:

  • (^) alocar e liberar espaços na memória para os processos em execução;
  • (^) gerenciar chaveamento entre a memória principal e o disco, e memória principal e memória cache ;

Gerenciamento Básico de Memória  (^) Sistemas de Gerenciamento de Memória, podem ser divididos em 2 classes:

  • (^) durante a execução levam e trazem processos entre a
memória principal e o disco (troca de processos e
paginação)
  • (^) mais simples, que não fazem troca de processos e
nem paginação

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Gerenciamento Básico de Memória

Monoprogramação sem trocas de processos ou Paginação Três esquemas simples de organização de memória

  • Um sistema operacional com um processo de

usuário

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Multiprogramação com partições Fixas

 (^) Sistemas Monoprogramados: raramente usados atualmente.  (^) Sistemas modernos: permitem multiprogramação  (^) A maneira mais comum de realizar a multiprogramação é dividir simplesmente a memória em n partições (provavelmente de tamanhos diferentes).  (^) Esta divisão pode ser feita de maneira manual, quando o sistema é inicializado

 Ao chegar, um job, pode ser colocado em uma fila de

entrada associada à menor partição, grande o suficiente para armazená-lo

Gerenciamento de Memória

 (^) Multiprogramação  Vários processos na memória:

  • (^) Como proteger os processos uns dos outros e o kernel
de todos os processos?
  • (^) Como tratar a realocação?  (^) Todas as soluções envolvem equipar a CPU com um hardware especial  MMU ( memory management unit );

Gerenciamento de Memória

 MMU – Memory Management Unit

Processador MMU^ Memória Principal Unidade de Processamento

Gerenciamento de Memória

 (^) Normalmente o sistema atual de MMU divide o espaço de endereçamento virtual (endereços utilizados pelo processador) em páginas, cujo o tamanho é de 2 n , tipicamente poucos kilobytes.  (^) A MMU normalmente traduz número de páginas virtuais para número de páginas físicas utilizando uma cache associada chamada Translation Lookaside Buffer (TLB)  (^) Quando o TLB falha uma tradução, um mecanismos mais lento envolvendo um hardware específico de dados estruturados ou um software auxiliar é usado.

TLB – Translation Looaside

Buffer

Relocação e proteção

 Realocação:

  • (^) Quando um programa é linkado (programa principal + rotinas do usuário + rotinas da biblioteca  executável) o linker deve saber em que endereço o programa irá iniciar na memória;
  • (^) Nesse caso, para que o linker não escreva em um local indevido, como por exemplo na área do SO ( primeiros endereços), é preciso de realocação: - (^) #100 +   que depende da partição!!!

Relocação e proteção

 Proteção:

  • (^) Com várias partições e programas ocupando diferentes espaços da memória é possível acontecer um acesso indevido;

 Solução para ambos os problemas:

  • (^) 2 registradores  base e limite
    • (^) Quando um processo é escalonado o registrador-base é carregado com o endereço de início da partição e o registrador- limite com o tamanho da partição;
    • (^) O registrador-base torna impossível a um processo uma remissão a qualquer parte de memória abaixo de si mesmo.