Gestión de Memoria: Conceptos Clave en Sistemas Operativos

Gestor de Memoria

El gestor de memoria se encarga de:

• Asignar y liberar memoria a los procesos.
• Intercambiar información entre memoria principal y secundaria.
• Proteger el espacio físico de cada proceso en la memoria.
• Coordinar el acceso a los datos compartidos entre varios procesos.

Direccionamiento de Memoria

La memoria física se puede considerar una sucesión de bytes.

Cuando se desarrolla el hardware (HW) del ordenador, se define el esquema de direccionamiento que se podrá utilizar, es decir, las posiciones a las que podrá acceder.

Swapping

El programa es compilado o interpretado, traduciéndolo a lenguaje máquina y asignándosele a cada instrucción o dato unas direcciones relativas (direcciones lógicas de memoria).

Fragmentación de Memoria

La fragmentación de memoria es una técnica de asignación de memoria, es decir, la división de la memoria en partes (particiones). Hay 2 tipos:

Fragmentación Interna

Hace referencia a la parte de la memoria que no se está usando pero que es interna a una partición asignada a un proceso (desperdicio de parte de una memoria).

Fragmentación Externa

Se produce cuando una partición disponible en memoria no se puede emplear por ser muy pequeña para cualquier tarea o proceso en espera.

Parámetros Relacionados con la Memoria

Tiempo de Acceso a Memoria

Es el tiempo que transcurre entre el inicio y el fin de una operación de lectura o escritura en memoria.

Tiempo de Ciclo de Memoria

Marca el retraso impuesto por el hardware (HW) entre el fin de una operación y el inicio de la siguiente.

Sistemas Monoprogramados

Son aquellos en los que solo hay un proceso de usuario ejecutándose en cada momento.

Sistemas Multiprogramados

La memoria se divide en regiones o particiones.

Paginación

• La memoria se divide en bloques de tamaño fijo denominados marcos.
• Cada proceso que pretende alojarse en memoria se divide en páginas.
• Mediante esta técnica, el gestor de memoria se ocupará de asignar marcos libres a las páginas de los procesos.

Segmentación

• La memoria se divide en bloques de tamaño variable denominados segmentos.
• Cada proceso se descompone en piezas de tres tipos distintos:

Tipos de Segmentos

• Código: Instrucciones a la máquina.
• Datos estáticos: No cambian de tamaño durante la ejecución del proceso.
• Datos dinámicos: Cambian de tamaño durante la ejecución del proceso.

Memoria Virtual

La idea de permitir la ejecución de procesos que puedan no estar cargados completamente en memoria, e incluso que sus tamaños superen a la memoria física disponible, da lugar al concepto de memoria virtual. El sistema operativo mantiene en la memoria principal aquella parte del proceso que se utiliza en cada momento; el resto permanece en el disco.

La realización de la memoria virtual no es fácil y, si se usa sin cuidado, puede hacer decrecer apreciablemente el rendimiento global del sistema. Es normal desarrollarla como una extensión de la gestión de memoria mediante paginación.