Memória Virtual. Adriano J. Holanda 1/3/2016

Transcrição

1 Memória Virtual Adriano J. Holanda 1/3/2016

2 Paginação

3 Páginas O SO lida com páginas de memória física ao invés de bytes ou palavras. As páginas são gerenciadas pela MMU (Memory Management Unit Unidade de Gerenciamento de Memória). O tamanho das páginas variam de acordo com a arquitetura do processador, mas para a maioria das arquiteturas temos: 32 bits: páginas de 4KB; 64 bits: páginas de 8KB.

4 Paginação memória virtual DRAM bit de validade bit de sujeira endereço lógico endereço físico (3,2) (2,6) (5,3) (1,0) -1 disco magnético Tabela de páginas

5 Algoritmos de substituição de páginas FIFO (First In First Out): a página a ser substituída durante a paginação será sempre a mais antiga; Segunda chance: parecido com o FIFO, porém, se o bit de referência da primeira página for 1, este é zerado e a página colocada no fim da fila. Se for 0, a página é imediatamente substituída. Relógio: parecido com o algoritmo de segunda chance, porém, as páginas são mantidas em uma lista circular, com um ponteiro percorrendo a lista. Se houver necessidade de substituição, a página apontada é analisada, se o bit de referência for 0, esta é escolhida, senão, o bit de referência é zerado e ponteiro continua atá a próxima página em que o bit seja 0. LRU (Last Recently Used): a página a ser substituída é a última utilizada recentemente.

6 Algoritmos de substituição de páginas FIFO (First In First Out): a página a ser substituída durante a paginação será sempre a mais antiga; Segunda chance: parecido com o FIFO, porém, se o bit de referência da primeira página for 1, este é zerado e a página colocada no fim da fila. Se for 0, a página é imediatamente substituída. Relógio: parecido com o algoritmo de segunda chance, porém, as páginas são mantidas em uma lista circular, com um ponteiro percorrendo a lista. Se houver necessidade de substituição, a página apontada é analisada, se o bit de referência for 0, esta é escolhida, senão, o bit de referência é zerado e ponteiro continua atá a próxima página em que o bit seja 0. LRU (Last Recently Used): a página a ser substituída é a última utilizada recentemente.

7 Algoritmos de substituição de páginas FIFO (First In First Out): a página a ser substituída durante a paginação será sempre a mais antiga; Segunda chance: parecido com o FIFO, porém, se o bit de referência da primeira página for 1, este é zerado e a página colocada no fim da fila. Se for 0, a página é imediatamente substituída. Relógio: parecido com o algoritmo de segunda chance, porém, as páginas são mantidas em uma lista circular, com um ponteiro percorrendo a lista. Se houver necessidade de substituição, a página apontada é analisada, se o bit de referência for 0, esta é escolhida, senão, o bit de referência é zerado e ponteiro continua atá a próxima página em que o bit seja 0. LRU (Last Recently Used): a página a ser substituída é a última utilizada recentemente.

8 Algoritmos de substituição de páginas FIFO (First In First Out): a página a ser substituída durante a paginação será sempre a mais antiga; Segunda chance: parecido com o FIFO, porém, se o bit de referência da primeira página for 1, este é zerado e a página colocada no fim da fila. Se for 0, a página é imediatamente substituída. Relógio: parecido com o algoritmo de segunda chance, porém, as páginas são mantidas em uma lista circular, com um ponteiro percorrendo a lista. Se houver necessidade de substituição, a página apontada é analisada, se o bit de referência for 0, esta é escolhida, senão, o bit de referência é zerado e ponteiro continua atá a próxima página em que o bit seja 0. LRU (Last Recently Used): a página a ser substituída é a última utilizada recentemente.

9 Algoritmos de substituição de páginas Exercício. Dois processos possuem as seguintes páginas lógicas: P 1 = {a, b, c, d} P 2 = {1, 2, 3} Supondo que o sistema operacional dispõe de 4 páginas físicas para alocar as páginas lógicas, faça um esboço gráfico para a ocupação das páginas lógicas que forem requisitadas na seguinte sequência de operações do processador: {R(2),W(3),R(1),R(a),R(b),W(3),W(1),W(1),R(c),R(d),W(1),R(a)} utilizando os seguintes algoritmos de substituição de páginas: 1. FIFO; 2. Segunda chance; 3. Relógio; 4. LRU. onde R(p) significa leitura (read) da página p e W(p) significa escrita (write) na página p. Calcule a taxa de ausência de páginas (porcentagem de page miss/fault) e a quantidade de operações de escrita na memória secundária para ambos os algoritmos.

10 Trashing Quando um processo não possui o número de quadros (frames) de memória necessários a cada escalonamento para sua execução, o processo passa a maior parte do tempo esperando pelas substituição de páginas do que em execução. Este efeito é chamado de trashing.