Propósito de la actividad: Comprender cómo se gestiona y administra la memoria en una computadora, además de analizar la organización piramidal y la jerarquía de memoria. Indicaciones: En esta actividad se requiere identificar los niveles de la memoria, por lo que es importante analizar un sistema operativo, a elección del alumno para realizar los ejemplos de esta actividad. I. Definir y explicar cada uno de los elementos de la siguiente imagen, agregando a cada elemento un ejemplo real, tomando como premisa un sistema operativo.
a) Registros del Procesador Son porciones de memoria integradas al procesador de poca capacidad y de velocidad ultrarrápida, permiten el acceso y almacén de datos que se usen de manera frecuente, su principal aplicación es incrementar la velocidad de ejecución de los programas. Algunos tipos de registros del procesador son: Registro de memoria Registro de propósito general Registro de propósito específico Registro de coma flotante Registro de constantes Registro vectorial
Un ejemplo de cómo Windows almacenaría un dato numérico en un registro de “memoria”, podría ser al momento en que un sistema de control de cuentas bancarias almacena el número de cliente para que si éste desea hacer realizar más operaciones no existan demoras. b) Memoria caché
Porción de memoria de corta capacidad, por lo general es una fracción de la memoria principal con un tiempo de acceso rápido y breve; se ubica entre el CPU y la memoria central, esta a su vez puede dividirse en: caché on chip (caché dentro del circuito integrado) y caché on board (en la placa del circuito de la placa pero fuera del circuito integrado), siendo la caché on chip más rápida por razones físicas. Para ejemplificar la memoria caché podemos citar en Windows al momento de trabajar con un arreglo pequeño sobre el que se realizarán operaciones, por lo que al estar ahí almacenado estas ocurrirán a gran velocidad. c) Memoria RAM Esta se conoce como la memoria principal y es en este nivel donde se almacenan de manera momentánea programas y datos, actualmente las capacidades van desde cientos de megabytes hasta varios gigas, todas las peticiones que no puedan ser atendidas desde el caché pasan hacia la memoria RAM. Un ejemplo del uso de memoria RAM bajo Windows es este documento el cual se encuentra en la memoria RAM, por lo que si ocurriera una falla o apagón y no se hubiera guardado se perderían los cambios. d) Disco duro Este tipo de almacenamiento se utiliza para acceder a datos de manera aleatoria, como es un dispositivo de tipo mecánico implica que tiene baja velocidad comparado con la RAM (tres veces más lento). Existe una técnica del tipo “Memoria virtual”, en donde se puede utilizar el disco como si fuera memoria RAM; esto consiste en pasar a disco las porciones de RAM que no se estén usando en ese momento. Continuando con los ejemplos en Windows, si yo necesito trabajar con mi documento previamente guardado el sistema operativo lo buscará en el disco duro para enviarlo a la memoria RAM y poder hacer alguna modificación. e) Copias de seguridad (Cintas magnéticas, disco duro extraíble)
Este tipo de medios se utilizan como respaldo para el almacenamiento y para resguardar datos extensos. El acceso a una cinta consiste en colocarla en el lector, enseguida es probable que la cinta tenga que recorrerse hasta llegar al segmento solicitado; el proceso puede
llegar a tardar algunos minutos, la mayor ventaja de este tipo de medio es muy económica por bit y tiene la capacidad de ser removida. En la actualidad los discos duros externos funcionan de manera similar a un disco duro interno, con la ventaja de que se conecta generalmente a un puerto permitiendo la portabilidad. Dependiendo del tipo de conexión varía en velocidades que van de los 60 MB/s a los 1.25 GB/S lo cual es mucho más rápido que las cintas magnéticas. Las unidades de cinta o de disco duro externo bajo el sistema operativo Windows pueden ser de gran utilidad para almacenar grandes volúmenes de información, como puede ser una base de datos; en donde se recorrerá el medio de almacenamiento hasta encontrar los elementos requeridos, enseguida se mandarán a la memoria RAM para su visualización.
II. Investigar las técnicas para la administración de la memoria del Sistema Operativo mencionado de acuerdo a la imagen anterior.
III. Identifica las ventajas e inconvenientes para implementar cada una de ellas. TÉCNICAS DE ADMINISTRACIÓN DE MEMORIA NOMBRE VENTAJAS DESVENTAJAS MONOMayor facilidad para Limitada por la RAM disponible. PROGRAMACIÓN administrar el sistema. El SO dedica parte importante de La memoria real es tomada su software. para almacenar el programa Se requiere conocimiento ejecutado. avanzado del hardware. Organización física simple. Problemas por el reparto de memoria. Se debe asegurar que los programas no sean afectados. MULTIAdministración más simple. Provoca infrautilización de
PROGRAMACIÓN División en particiones FIJAS contiguas. Colocación en única cola de espera a todos los programas. MULTIParticiones definidas del PROGRAMACIÓ tamaño adecuado. N VARIABLE Flexibilidad lo que hace un mejor uso de memoria. Se juntan todas las zonas de memoria para sumar la disponible. MULTIPermite asignación PROGRAMACIÓ discontinua. N PAGINACIÓN Fácil control de páginas. Permite varios procesos o usuarios. División de cada programa en páginas. MULTIReduce la fragmentación. PROGRAMACIÓ Se ajusta reduciendo huecos. N SEGMENTACIÓN
memoria. Poca flexibilidad del método. Se complica ejecutar programas grandes. Probabilidad de que un programa no pueda contenerse en el bloque de memoria más grande. Huecos de memoria.
Costo excesivo en memorias pequeñas de alta velocidad. Consumo alto de memoria.
Probables problemas de fragmentación externa. Segmentos más costosos que los de paginación. Hardware y software de alto costo.
IV. Investiga sobre la jerarquía de memoria: organización piramidal, definiciones, almacenamiento y su interacción con el procesador. En una organización piramidal su objetivo primordial es conseguir una memoria con rendimiento de alta velocidad con el coste de una memoria de baja velocidad o simple. Los niveles que la componen son:
Nivel 0 - Registros Nivel 1 - Memoria cache Nivel 2 - Memoria principal Nivel 3 - Disco duro Nivel 4 - Virtual Nivel 5 - Respaldo
Considerando globalmente la forma de almacenamiento de información de una computadora se puede establecer una jerarquía de memoria bajo los siguientes puntos:
Tamaño de capacidad del almacenamiento que sea suficiente
El tiempo de acceso sea muy rápido, el mejor posible
El ancho de banda sea alto
El coste por bit sea reducido
V. Explica los elementos de la jerarquía de memoria, y enfatiza sobre las diferencias de la memoria real y virtual, utiliza un organizador gráfico de tu elección.
Elementos Jerarquía de Memoria Nivel 0 – Registros
Nivel 1 – Memoria Caché Nivel 2 – Memoria Principal
-
Los registro de datos Los registro de memoria Los registro de propósito general Los registro de coma flotante Los registro de constantes
-
Los registro de propósito especifico
Sistema especial de almacenamiento de alta velocidad. Se divide en los tipos: -
ROM
-
RWM o memoria de lectura/escritura.
Nivel 3 - Disco Duro
Funcionan a velocidades muy superiores cuando los sistemas emplean lectura y escritura al mismo tiempo. Nivel 4 - Virtual
Con una unidad de disco duro se crea un almacén de información, con capacidad de crear una memoria virtual donde se almacenan procesos inactivos. Nivel 5 respaldo
–
Medios
de
Son medios a los que se accede para recuperar información respaldada, para mostrarlos al usuario se recuperan y almacenan en la memoria principal, algunos ejemplos son las cintas y los discos duros de respaldo.
Memoria Real Espacio real de memoria que existe para que se ejecuten los procesos. Mayor costo. Buena velocidad solo inferior a la memoria Caché.
Memoria Virtual Espacio que se crea a partir de tomar espacio de una unidad de disco. Menor costo ya que se re usa un recurso. Puede haber menor velocidad al intercambiar procesos activos e inactivos.
Conclusiones Dentro de los Sistemas Operativos es de gran importancia la administración y jerarquización de memoria ya que esto permite un aprovechamiento máximo de este recurso dando prioridad a las transacciones que deben tener más prioridad, si este recurso es bien administrado nos permitirá que de igual forma no se bloquee el sistema.
Fuentes de Consulta: UnADM (2017). Programación de Sistemas Operativos. Unidad 1. Administración de procesador, memoria y dispositivos de E/S. Recuperado desde: https://unadmexico.blackboard.com/bbcswebdav/institution/DCEIT/2016_S1B2/DS/03/DPSO/U1/Unidad_1_Administracion_de_procesador_memoria_y_dispositivos_ de_ES.pdf Castellanos (2014). Memoria. Concepto y Tipos. Recuperado el 10 de abril de 2017 desde: https://lcsistemasoperativos.wordpress.com/2015/02/04/04-1-memoria-concepto-y-tipos/ Tanenbaum (2009). Sistemas Operativos Modernos, 3ª. Edición. Pearson Educación de México, S.A. de C.V., Atlacomulco 500-5º Piso, Col Industrial Atoto, Naucalpan de Juárez, Estado de México, C.P. 53519. https://lcsistemasoperativos.wordpress.com/2015/02/04/04-1-memoria-concepto-y-tipos/ http://openaccess.uoc.edu/webapps/o2/bitstream/10609/8179/1/fserranocaTFC0611.pdf https://es.scribd.com/doc/310317859/DPSO-U1-A2-MAGH https://www.applesfera.com/accesorios/unidades-de-almacenamiento-externo-cual-es-elmas-adecuado-para-cada-usuario-applesfera-responde
