Redes de Computadores. Fundamentos de Sistemas Operacionais - 2º Período

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Leila Cármen Carlos Campos
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2 PARTE III: GERÊNCIA DE RECURSOS SUMÁRIO 9. GERÊNCIA DE MEMÓRIA: 9.1 Introdução; 9.2 Funções Básicas; 9.3 Alocação Contígua Simples; 9.4 Técnica de Overlay; ; 9.6 Swapping.

3 9.1 Introdução Uma das maiores preocupações dos projetistas foi desenvolver sistemas operacionais que não ocupassem muito espaço de memória e, ao mesmo tempo, otimizassem a utilização dos recursos computacionais. Mesmo atualmente, com a redução de custo e consequente aumento da capacidade da memória principal, seu gerenciamento é um dos fatores mais importantes no projeto de sistemas operacionais. A gerência de memória nos sistemas multiprogramáveis se torna crítica, devido à necessidade de se maximizar o número de usuários e aplicações utilizando eficientemente o espaço da memória principal.

4 9.2 Funções Básicas Manter na memória principal o maior número de processos residentes; Mesmo na ausência de espaço livre, o sistema deve permitir que novos processos sejam aceitos e executados; Permitir a execução de programas que sejam maiores que a memória física disponível; Proteger as áreas de memória ocupadas por cada processo, além da área onde reside o próprio sistema; Oferecer mecanismos de compartilhamento para que diferentes processos possam trocar dados de forma protegida.

5 9.3 Alocação Contígua Simples Neste tipo de organização, a memória principal é subdividida em duas áreas: uma para o sistema operacional e outra para o programa do usuário. Sistema Operacional Área para programa

6 9.3 Alocação Contígua Simples Proteção na alocação contígua simples: Sistema Operacional Registrador Área para programa

7 9.3 Alocação Contígua Simples Subutilização da memória principal: Sistema Operacional Programa do usuário Área livre

8 9.4 Técnica de Overlay Problema na alocação contígua simples: todos os programas estão limitados ao tamanho da área de memória principal disponível para o usuário. Uma solução: dividir o programa em módulos, de forma que seja possível a execução independente de cada módulo, utilizando uma mesma área de memória. Essa técnica é chamada de overlay. A técnica de overlay tem a vantagem de permitir ao programador expandir os limites da memória principal. A utilização dessa técnica exige muito cuidado, pois pode trazer implicações tanto na sua manutenção quanto no desempenho das aplicações.

9 9.4 Técnica de Overlay 2 Kb Cadastramento 3 Kb Módulo principal 4 Kb 4 Kb Área de overlay Impressão 1 Kb Área livre 2 Kb Área não utilizada 2 Kb

10 9.5.1 Alocação Particionada Estática Tabela de partições Partição Tamanho Partição 1 2 Kb 1 2 Kb 2 5 Kb 3 8 Kb Partição 2 5 Kb Programas a serem executados: Partição 3 8 Kb E D C B A 3 Kb 6 Kb 1 Kb 4 Kb 2 Kb

11 Alocação Particionada Estática Absoluta: C A Partição 1 2 Kb 1 Kb 2 Kb E B Partição 2 5 Kb 3 Kb 4 Kb D Partição 3 8 Kb 6 Kb

12 Alocação Particionada Estática Relocável: Programa C 2 Kb D E Programa A 5 Kb 6 Kb 3 Kb Programa B 8 Kb

13 Tabela de alocação de partições: Partição Tamanho Livre 1 2 Kb Não 2 5 Kb Sim 3 8 Kb Não 1 2 Programa C Área livre 3 Programa B

14 Proteção na alocação particionada: Endereço inicial Endereço final

15 Fragmentação interna: D B Programa C Programa A 1 Kb 6 Kb 4 Kb 3 Kb Programa E 5 Kb

16 9.5.2 Alocação Particionada Dinâmica Programa B 4 Kb Programa C 1 Kb A E C B 15 Kb Programa E 3 Kb 2 Kb 3 Kb 1 Kb 4 Kb Programa A 2 Kb 5 Kb

17 Fragmentação externa: 4 Kb Programa C D 3 Kb 6 Kb Programa A 5 Kb

18 Solução para a fragmentação externa (a): 4 Kb Programa C 8 Kb 3 Kb Programa A Programa A 5 Kb 5 Kb

19 Solução para a fragmentação externa (b): Programa C 4 Kb Programa A Programa C 3 Kb Relocação Programa A 12 Kb 5 Kb

20 9.5.3 Estratégias de Alocação de Partição Áreas livres Tamanho 1 4 Kb 2 5 Kb 3 3 Kb Área livre 1 Programa C Área livre 2 4 Kb 5 Kb Programa A Área livre 3 3 Kb

21 9.5.3 Estratégias de Alocação de Partição Best-fit: a melhor partição é escolhida, ou seja, aquela em que o programa deixa o menor espaço sem utilização; Worst-fit: a pior partição é escolhida, ou seja, aquela em que o programa deixa o maior espaço sem utilização; First-fit: a primeira partição livre de tamanho suficiente para carregar o programa é escolhida.

22 (a) Best-fit:

23 (b) Worst-fit:

24 (c) First-fit:

25 9.6 Swapping Sistema Operacional Programa A H Programa B Programa E Swap out Programa G B Sistema Operacional B Swap in Programa A Programa H Programa E Área Livre Arquivo de Swap

26 9.6 Swapping Relocação dinâmica: Registrador de Relocação Endereço incial da partição Código de operação Instrução Endereço Endereço de memória

27 9.6 Swapping O conceito de swapping permite um maior compartilhamento da memória principal. Seu maior problema é o elevado custo das operações de entrada/saída (swap in/out). Thrashing: em momentos em que há pouca memória disponível, o sistema pode ficar quase que dedicado à realização de swapping, deixando de executar outras tarefas. Com a evolução dos SOs, novos esquemas de gerência de memória passaram a incorporar a técnica de swapping, como a gerência de memória virtual.

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