7 Mecanismos de gestão de memória. Prof. Ricardo Silva

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Maria de Fátima de Sá Salgado
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2 Introdução Um programa reside no disco sob a forma de ficheiro executável Para ser executado, o programa tem de ser colocado em memória e associado a um processo Em função da política de gestão de memória, o processo poderá transitar entre o disco e a memória durante o seu tempo de execução À medida que o processo é executado, este pode aceder ao subsistema de gestão de memória para: aceder ao seu código aceder a dados requisitar espaço de memória Ao terminar, a memória por ele utilizada é libertada 2

3 Mecanismos de gestão de memória O módulo de gestão do SO faz: Gestão e optimização da memória física Suporta a memória virtual Implementa algoritmos de manipulação do espaço de endereçamento dos processos Torna transparente a localização dos dados entre a memória primária e secundária 3

4 Espaço de endereçamento de um processo É o conjunto de posições de memória que esse processo pode referenciar Toda a informação relevante está associada ao contexto do processo O espaço de endereçamento é imposto pelo SO O espaço de endereçamento é dividido em: Secção de nível utilizador Secção de nível sistema 4

5 Espaço de endereçamento de um processo Stack Variáveis automáticas (argumentos de funções, variáveis locais) Heap Estruturas de dados dinâmicas Data Variáveis globais e estáticas Text Texto e dados do programa 5

6 Referências de memória Os programas referenciam memória para: Ler instruções Ler e escrever dados A leitura ou escrita de dados implica a transferência de múltiplos bytes entre o processador e a memória Os endereços referenciam bytes Um endereço permite aceder a um byte endereço -> valor 6

7 Modelo computacional O programador tem acesso a um conjunto de instruções que pode usar para manipular o espaço de memória de um processo Operações Alocar reservar memória Libertar liberta a memória anteriormente reservada Proteger proteger dados contra escrita Mapear associar um espaço de memória ao conteúdo de um ficheiro Desmapear destruir a associação anterior Associar associar um espaço de memória a outro espaço de memória partilhado Deassociar destruir a associação anterior 7

8 Hierarquia de memória volátil persistente Mais cara mais barata 8

9 Endereços reais e virtuais Os primeiros computadores suportavam apenas endereçamento real Os endereços gerados pelo programa têm uma relação directa com os endereços da memória primária Um endereço real refere-se sempre à memória primária, nunca à memória secundária Este método apresenta desvantagens A dimensão do programa é limitado pela dimensão da memória primária Um programa só pode funcionar na máquina onde foi compilado, não podendo executar noutra máquina com um diferente mapa de memória A multiprogramação não é possível Dois programas podiam ser compilados para usar os mesmos endereços de memória A resposta está no endereçamento virtual 9

10 Endereços reais e virtuais Um endereço virtual não se refere nem à memória primária nem à memória secundária O hardware gere a gestão de memória O sistema operativo, através da UMG (Unidade Gestão Memória) gere a correspondência entre endereços virtuais e reais O byte referenciado pelo endereço virtual pode estar na memória primária ou secundária Se estiver na memória primária, o endereço virtual é traduzido para o endereço físico e o byte é lido Se estiver na memória secundária, o SO é avisado e este carrega o byte em causa em memória primária (afecta o desempenho) Assim é possível ter um espaço de endereçamento virtual maior que a memória primária 10

11 Endereços reais e virtuais Espaço de endereçamento Visto pelo programador Memória física Espaço de endereçamento Visto pelo programador Memória física UGM Endereçamento em memória real Endereçamento em memória virtual 11

12 Endereçamento virtual 12

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