Memoria real

MEMORIA REAL
La memoria real o principal es en donde son ejecutados los programas y procesos de una computadora y es el espacio real que existe en memoria para que se ejecuten los procesos. Por lo general esta memoria es de mayor costo que la memoria secundaria, pero el acceso a la información contenida en ella es de más rápido acceso. Solo la memoria cache es más rápida que la principal, pero su costo es a su vez mayor.


MAPA DE  BITS
Un mapa de bits es una forma sencilla para llevar un registro de las palabras de la memoria en una cantidad fija de memoria, puesto que el tamaño del mapa sólo depende del tamaño de la memoria y el tamaño de la unidad de asignación.


MEMORIA CON MAPA DE BITS
Este tipo de administración divide la memoria en unidades de asignación, las cuales pueden ser tan pequeñas como unas cuantas palabras o tan grandes como varios kilobytes. A cada unidad de asignación le corresponde un bit en el mapa de bits, el cual toma el valor de 0 si la unidad está libre y 1 si está ocupada (o viceversa).


LISTAS ENLAZADAS
Una lista enlazada es una colección lineal de elementos donde el orden de los mismos se establece mediante punteros. La idea básica es que cada componente de la lista incluya un puntero que indique donde puede encontrarse el siguiente componente por lo que el orden relativo de estos puede ser fácilmente alterado modificando los punteros lo que permite, a su vez, añadir o suprimir elementos de la lista.


DISTRIBUCIÓN DEL ESPACIO
En algunos sistemas, cuando un proceso esta en la memoria, no se le puede asignar espacio en disco.cuando deba intercambiarse, puede colocarse en alguna otra parte del disco.los algoritmos para administrar el espacio de intercambio son los mismos que se emplean para administrar la memoria principal.

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Jerarquia de memoria

Memorias: componentes de una computadora, dispositivos y medios de grabación que retienen datos informáticos durante algún intervalo de tiempo.

Sistemas de administración de memorias: Se pueden clasificar en dos tipos, los que desplazan los procesos de la memoria principal al disco y viceversa durante la ejecución y los que no.
El propósito principal de una computadora es el de ejecutar programas, estos programas, junto con la información que accedan deben de estar en la memoria principal (al menos parcialmente) durante la ejecución. Para optimizar el uso del CPU y de la memoria, el sistema operativo debe de tener varios procesos a la vez en la memoria principal, para lo cual dispone de varias opciones de administración tanto del procesador como de la memoria. La selección de uno de ellos depende principalmente del diseño del hardware para el sistema.

Jerarquía de Memorias: Organización piramidal de la memoria en niveles que tienen los ordenadores. Su objetivo es conseguir el rendimiento de una memoria de gran velocidad al coste de una memoria de baja velocidad, basándose en el principio de cercanía de referencias.
Se busca entonces contar con capacidad suficiente de memoria, con una velocidad que sirva para satisfacer la demanda de rendimiento y con un coste que no sea excesivo. Gracias a un principio llamado cercanía de referencias, es factible utilizar una mezcla de los distintos tipos y lograr un rendimiento cercano al de la memoria más rápida.
Los niveles que componen la jerarquía de memoria habitualmente son:
Nivel 0: Registros
Nivel 1: Memoria caché
Nivel 2: Memoria principal
Nivel 3: Disco duro (con el mecanismo de memoria virtual)
 

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Cuestionario

¿Qué comparten 2 hilos de una misma tarea?
R=El segmento de codigo, el segmento de datos y un espacio de pilar

¿Como captamos la funcionalidad de los hilos?
R=Comparando el control de multiples hilos con el copntrol de multiples procesos

¿Y como en el caso de los procesos?
R=Cada  uno opera independientemente de los otros

¿Qué son las cosas que tiene un proceso?
R=Contador de programa registro de pilar y espacio de direcciones

¿Que es creación?
R=Cuando  se crea un proceso se crea un hilo para ese proceso

¿Que es bloqueo?
R=Cuando un hilo necesita esperar por un suceso, se bloquea, salvando sus registros

¿Que es terminacion?
R=cuando un hilo finaliza se liberan tanto su contexto como sus columnas

¿Cuales son las ventajas de usar hilos?
R=Tarda poco tiempo en crear un hilo
Tarda menos tiempo en terminar un hilo

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Administracion de memoria

 Espacio de direcciones:
Los espacios de direcciones involucrados en el manejo de la memoria son de tres tipos:


Direcciones físicas: Son aquellas que referencian alguna posición en la memoria física.


Direcciones lógicas: Son las direcciones utilizadas por los procesos. Sufren una serie de transformaciones, realizadas por el procesador (la MMU), antes de convertirse en direcciones físicas.


Direcciones lineales: Direcciones lineales se obtienen a partir de direcciones lógicas tras haber aplicado una transformación dependiente de la arquitectura.
Los programas de usuario siempre tratan con direcciones virtuales, nunca ven las direcciones físicas reales. 


Unidad de manejo de memoria:
La unidad de manejo de memoria (MMU) es parte del procesador. Sus funciones son:

- Convertir las direcciones lógicas emitidas por los procesos en direcciones físicas.
- Comprobar que la conversión se puede realizar. La dirección lógica podría no tener un dirección física asociada. Por ejemplo, la página correspondiente a una dirección se puede haber trasladado a una zona de almacenamiento secundario temporalmente.
- Comprobar que el proceso que intenta acceder a una cierta dirección de memoria tiene permisos para ello.
La MMU se Inicializa para cada proceso del sistema. Esto permite que cada proceso pueda usar el rango completo de direcciones lógicas (memoria virtual), ya que las conversiones de estas direcciones serán distintas para cada proceso.

En todos los procesos se configura la MMU para que la zona del núcleo solo se pueda acceder en modo privilegiado del procesador.
La configuración correspondiente al espacio de memoria del núcleo es idéntica en todos los procesos.


 Intercambio:

El objetivo del intercambio es dar cabida a la ejecución de más aplicaciones de las que pueden residir simultáneamente en la memoria del sistema:
Consiste en trasladar el código y los datos de un proceso completo de memoria al sistema de almacenamiento secundario, para cargar otro previamente almacenado, no permite a un proceso utilizar más memoria RAM de la que realmente existe en el sistema. Esta técnica puede ser ineficiente ya que se tiene que hacer el intercambio completo del proceso, aunque éste solo vaya a ejecutar una pequeña porción del código.
Durante el intercambio un proceso puede ser sacado temporalmente de memoria y llevado a un lugar especial del disco y posteriormente vuelto a memoria y continuada su ejecución..
El lugar de almacenamiento temporal suele ser un espacio suficientemente grande como para acomodar copias de las imágenes de memoria de todos los usuarios. 


4. Fragmentación:

La fragmentación es la memoria que queda desperdiciada al usar los métodos de gestión de memoria que se vieron en los métodos anteriores. Tanto el primer ajuste, como el mejor y el peor producen fragmentación externa. 


La fragmentación puede ser:

Fragmentación Externa: Existe el espacio total de memoria para satisfacer un requerimiento, pero no es contigua.
Fragmentación Interna: La memoria asignada puede ser ligeramente mayor que la requerida; esta referencia es interna a la partición, pero no se utiliza.

La fragmentación externa se puede reducir mediante la compactación para colocar toda la memoria libre en un solo gran bloque, pero esta sólo es posible si la relocalización es dinámica y se hace en tiempo de ejecución. 


 Paginación:

Es una técnica de manejo de memoria, en la cual el espacio de memoria se divide en secciones físicas de igual tamaño, denominadas marcos de página. Los programas se dividen en unidades lógicas, denominadas páginas, que tienen el mismo tamaño que los marcos de páginas. De esta forma, se puede cargar una página de información en cualquier marco de página.
Las páginas sirven como unidad de almacenamiento de información y de transferencia entre memoria principal y memoria auxiliar o secundaria. Cada marco se identifica por la dirección de marco, que está en la posición física de la primera palabra en el marco de página.

Las páginas de un programa necesitan estar contiguamente en memoria, aunque el programador lo observe de esta forma. Los mecanismos de paginación permiten la correspondencia correcta entre las direcciones virtuales (dadas por los programas) y las direcciones reales de la memoria que se reverencien. 


Segmentación:

Es un esquema de manejo de memoria mediante el cual la estructura del programa refleja su división lógica, llevándose a cabo una agrupación lógica de la información en bloques de tamaño variable denominados segmentos. Cada uno de ellos tienen información lógica del programa: subrutina, arreglo, etc. Luego, cada espacio de direcciones de programa consiste de una colección de segmentos, que generalmente reflejan la división lógica del programa. 


La segmentación permite alcanzar los siguientes objetivos:

Modularidad de programas: Cada rutina del programa puede ser un bloque sujeto a cambios y recopilaciones, sin afectar por ello al resto del programa.


Estructuras de datos de largo variable: Ejm. Stack, donde cada estructura tiene su propio tamaño y este puede variar.


Protección: Se pueden proteger los módulos del segmento contra accesos no autorizados.


Compartición: Dos o más procesos pueden ser un mismo segmento, bajo reglas de protección; aunque no sean propietarios de los mismos.


Enlace dinámico entre segmentos: Puede evitarse realizar todo el proceso de enlace antes de comenzar a ejecutar un programa. Los enlaces se establecerán sólo cuando sea necesario. 

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Gestion de memoria

Es un arreglo de palabras  bise en un repositorio de datos de rapido acceso, compartido por el CPU y los dipositivos de alamcenamiento.
Es un dispositvo de almacenamiento volatil pierde su contenido en caso de interrupción del sistema o falla.
El sistema operativo es responsable de las sig actividades respecto ala administracion de la memoria:

*Llevar a la cuenta de que partes de la memoria esta sienda ocupada.
*Decidir que procesos se van a cargar en memoria cuando seta disponible.
*Alojar y desalojar espacio de memoria cuando sea requerido.

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Monitores del Sistema Operativo

Un monitor encapsula el código relativo a un recurso compartido en un solo módulo de programa; ventajas:

• mantenimiento más simple

• menos errores de programación

La interfaz del monitor es un conjunto de funciones que representan las diferentes operaciones que pueden hacerse con el recurso

La implementación del monitor garantiza la exclusión mutua

• mediante semáforos o algún otro mecanismo

*Graficos
El primer para visualizar los contenedores para un objeto es el grafico con el menu edicion/añadir al grafico

*Alertas
Las alertas permiten monitorizar contadores especificos de manera que se produzca alerta al sobrepasarse por exceso o detectan cierto valor asignado aun contados.

*Registro
Permite recoger la información de los diferentes contadores seleccionado volcandolos sobre un archivo de registro.

*Informes
Permiten recoger la información de los contadores de cada tipo de objetos para poder ser representados de una forma textual.

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PRINCIPIOS DE INTERBLOQUEO

El interbloqueo se puede definir como el bloqueo permanente de un conjunto de procesos que compiten por los recursos del sistema o bien se comunican unos con otros. A diferencia de otros problemas de la gestión concurrente de procesos, no existe una solución eficiente para el caso general.

Todos los interbloqueos suponen necesidades contradictorias de recursos por parte de dos o más procesos.

Se compone de un número finito de recursos que se distribuyen entre varios tipos:

-         Físicos: Ciclo de CPU, espacio en memoria, dispositivos de e/s (impresoras, unidades de cin

ta, etc.)

-         Lógicos: Ficheros, tablas del sistemas, semáforos.

Por lo general, una computadora tiene distintos recursos que pueden ser otorgados. Algunos recursos podrán tener varias instancias idénticas, como es el caso de tres unidades de cinta. Si se tienen disponibles varias copias de un recurso, cualquiera de ellas se pude utilizar para satisfacer cualquier solicitud del recurso. Un recurso es cualquier cosa que solo puede ser utilizada por un único proceso en un instante dado.

Los recursos son de dos tipos:

-         Apropiable

-         No apropiables

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Paso de Mensajes

Paso de mensajes 

Manda un mensaje que es recibido por otro proceso que suele esperar dicho mensaje

Sus principales  caracteristicas:

*Portabilidad 

*Amplia funcionalidad 

*Comunicar datos entre 2 procesos 

*Realizar operaciones de comunicacion entre grupos de procesos

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