UFRPE/EADLicenciatura em Computação-6P

2011.1Tutor: Rodrigo Lins Rodrigues

Infraestrutura de Software

Aula – Memória virtual – Parte 1

Memória virtual

É uma técnica sofisticada e poderosa de gerência de memória, onde as memórias principal e secundária são combinadas;

Dar ao usuário a ilusão de existir uma memória muito maior que a capacidade real da memória principal;

Desta forma, programas e suas estruturas deixam de estar limitados ao tamanho da memória física, pois possuem endereços associados à memória secundária;

Permitindo um maior número de processos na “memória”;

Endereçamento virtual

Um programa no ambiente de memória virtual não faz referência a endereços físicos de memória, mas apenas a endereços virtuais;

No momento da execução o endereço virtual é traduzido para um endereço físico, pois o processador manipula apenas posições de memória principal;

Endereçamento virtual

O mecanismo de tradução do endereço virtual para o endereço físico é chamado de mapeamento;

Um programa pode fazer referência a endereços virtuais que estejam fora dos limites da memória principal;

Os programas não estão mais limitados ao tamanho da memória principal;

O S.O utiiza memória secundária como extensão da memória principal;

Mapeamento

O processador apenas executa instruções e referencia dados residentes no espaço de endereçamento real;

Tabelas de Mapeamento

A tabela de mapeamento relaciona os endereços virtuais do processo às suas posições na memória real;

Cada processo tem o seu espaço de endereçamento virtual como se possuísse sua própria memória;

As tabelas mapeiam blocos de dados, cujo tamanho determina o número de entradas existentes nas tabelas de mapeamento;

Existem S.Os que trabalham apenas com blocos de tamanho fixo (paginação), enquanto outro utilizam blocos de tamanho variável (segmentação), veremos a seguir.

Paginação

Permite espalhar processos por áreas não contíguas;

Divide espaço de endereçamento virtual conjunto de páginas,de mesmo tamanho, em potência de 2;

Espaço de endereçamento virtual está localizado na memória secundária Disco rígido;

O programa armazenado no disco é considerado o original e as suas partes que são trazidas para a memória são consideradas cópias.

Paginação

O espaço de endereçamento virtual contém endereços lógicos ou virtuais. O endereço virtual deve ser convertido para um endereço

real (endereço físico) antes de acessar a memória. É dividido em páginas lógicas de tamanho fixo.

O espaço de endereçamento físico, alocado na memória principal, é dividido em pedaços com o mesmo tamanho de página cada partição da memória principal pode armazenar exatamente uma página. Essa partição também é chamada de frame ou moldura de página.

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Paginação

Física

Virtual

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Paginação

Exemplo: O processo 1 possui 3 páginas, no entanto,

apenas duas estão carregadas na memória principal.

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Endereçamento

Tabela de páginas

Estrutura de dados que relaciona endereços virtuais com endereços físicos

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Endereçamento

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Endereçamento

Tabela de Páginas – Informações adicionais Presente/Ausente -indica se a página está na memória

física; Desabilitar cache -Indica se a página pode ir para a

memória cache; Referenciada -indica se a página foi referenciada; Modificada -indicar se a página já foi modificada; Proteção - indica se a página está protegida.

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Algoritmos de substituição de páginas

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LRU - Least Recent Used

Baseia-se em: as páginas muito usadas nas últimas instruções, provavelmente serão nas próximas instruções;

Escolhe-se uma das páginas da classe com número mais baixo para substituição;

Classe 0 - páginas não-referenciadas e não-modificada; Classe 1 - páginas não-referenciadas, mas modificadas; Classe 2 - páginas referenciadas e não-modificadas; Classe 3 - páginas referenciadas e modificadas;

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FIFO - First in First out

A página mais antiga é a primeira a ser substituída e a mais recente será a última;

No caso de necessidade de substituição, a página mais antiga será removida e a nova página colocada no final da lista;

O problema encontrado nessa abordagem é que existe a possibilidade de remoção de páginas muito referenciadas, ainda que estejam há muito tempo na memória.