Gestion de Memoria

“Año

de la Integración Nacional y el Reconocimiento de Nuestra Diversidad”

Facultad De Ingenierías Y Arquitectura Arquitectura /Escuela Profesional De De Ingeniería De Sistemas e Informática Tema: Planificación de Procesos Curso: Sistemas Operativos Docente: Pedro David Coronado Rodriguez Ciclo: V Estudiante: Agüero Guillén Betty Arotinco Pariona Paulina Espino Medina Joselyn Gonzales Pantigoso Cecilia Peña Aguado Mirtha

ICA- PERÚ 2012

GESTION DE MEMORIA 1.-Concepto:

Este conjunto de programas tiene la misión de asignar y controlar el almacenamiento en la memoria interna y externa de la computadora, especialmente la interna ya que es un recurso escaso y caro. El módulo de gestión de memoria se encarga de asignar ciertas porciones de la memoria principal a los diferentes programas, mientras el resto de programas y datos se mantienen en los dispositivos de almacenamiento masivo. La forma mas común de gestión de memoria es crear una memoria virtual utilizando los dispositivos de almacenamiento masivo. La memoria se puede dividir de diferentes modos: Por páginas: bloques de bytes de igual tamaño para todos los procesos y tareas. Por segmentos: bloques de bytes con distinto tamaño según el proceso. Por segmentos paginados: segmentos de tamaño distinto que se dividen a su vez en páginas de distinto tamaño. Las tareas de gestión de memoria se dividen en dos grandes grupos: 



Gestión de memoria central: Según se trate de un sistema operativo

monoprogramado (un solo programa en ejecución) o multiprogramado (varios programas en ejecución simultáneamente), existen multitud de métodos de asignación y control de la memoria central o interna. Los programas que controlan y gestionan la memoria interna asignan los espacios que deben ocupar los programas y datos estableciendo zonas de seguridad para que no se produzcan colisiones. Además, en caso de sistemas operativos con memoria virtual donde se procesan programas que se van cargando parcialmente en la memoria, los programas de control gestionan la paginación o segmentación del programa para que el proceso no se interrumpa en ningún momento. Gestión de memoria secundaria:  Este grupo de programas, tienen la misión de hacer ver al usuario el tratamiento de la información almacenada en la memoria externa, desde el punto de vista lógico ocultándole la realidad física. Por otra parte, un sistema puede mantener en un mismo instante un gran número de usuarios y procesos, y éstos pueden estar solicitando y manejando continuamente archivos en memoria externa, en ocasiones hasta compartiéndolos, y por ello será necesario la existencia de una serie de programas en el sistema operativo que nos aseguren el correcto funcionamiento.

2.-JERARQUIA DE MEMORIA Memorias:  componentes de una computadora, dispositivos y medios de

grabación que retienen datos informáticos durante algún intervalo de tiempo.

Definición de Jerarquía

Se conoce como  jerarquía de memoria  a la organización piramidal de la memoria en niveles, que tienen los ordenadores. Los puntos básicos relacionados con la memoria pueden resumirse en: 

Cantidad: cuanto más memoria haya disponible, más podrá



Velocidad:  optima para la memoria es la velocidad a la que



utilizarse. . elprocesador puede trabajar, de modo que no haya tiempos deespera entre cálculo y cálculo, utilizados para traer operandosoguardar resultados . Coste: No debe ser excesivo, para que sea factible construir unequipo accesible.

Como puede esperarse los tres factores compiten entre sí, por lo que hay que encontrar un equilibrio. Las siguientes afirmaciones son válidas:   

 A menor tiempo de acceso mayor coste  A mayor capacidad mayor coste  A mayor capacidad menor velocidad.

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. Los niveles que componen la jerarquía de memoria habitualmente son: 

Nivel 0: Registros

Es una memoria de alta velocidad y poca capacidad, esta integrada en el microprocesador y permite guardar y acceder a valores muy usados, por lo general en operaciones matemáticas. Los registros se miden por lo general por el número de bits que almacena.

Tipos de registros:     

De datos: usados para guardar números enteros. De memoria: usados para guardar exclusivamente direcciones de memoria. De propósito general:  pueden guardar tanto datos como direcciones. De coma flotante: usados para guardar datos en formato de coma flotante De propósito específico:  guardan información específica del estado del

sistema. 



Constante: tiene valores creados por el hardware de solo lectura. Nivel 1: Memoria caché:

Es una memoria rápida y pequeña, situada entre la memoria principal y el microprocesador, especialmente diseñada para contener información que se utiliza con frecuencia en un proceso con el fin de evitar accesos a otras memorias, reduciendo considerablemente el tiempo de acceso al ser más rápida que el resto de la memoria principal.

Diagrama de una memoria caché de CPU. La memoria caché es una memoria en la que se almacena un serie dedatos para su rápido acceso. La memoria caché de unmicroprocesador es de tipo volátil (del tipo RAM), pero de una granvelocidad. Su objetivo es almacenar una serie de instrucciones y datos a los que el microprocesador accede continuamente, con el fin de que estosaccesos sean instantáneos. Estas instrucciones y datos son aquellas alas que el procesador necesita estar accediendo de forma continua,por lo que para el rendimiento del procesador es imprescindible queeste acceso sea lo más rápido y fluido posible. La operación básica de caché es: 



Cuando la CPU necesita accesar memoria, se revisa la caché. Si seencuentra la palabra en cache, se lee de la memoria rápida. Si lapalabra direccionada de la CPU no se encuentra en caché, se accesala memoria principal para leer la palabra. Hay tres tipos diferentes de memoria caché para microprocesadores:







Caché de 1er nivel (L1): Integrada en el núcleo delmicroprocesador,

trabajando a la misma velocidad que este.La cantidad de memoria caché L1 varía de unmicroprocesador a otro, estando normalmente entra los 64KBy los 256KB. Esta memoria suele a su vez estar dividida endos partes dedicadas, una para instrucciones y otra paradatos. Caché de 2º nivel (L2): Integrada en el microprocesador, nodirectamente en el núcleo, es algo más lenta que la caché L1.La caché L2 suele ser mayor que la caché L1, pudiendo llegara superar los 2MB.Utilización está más encaminada a programas que al sistema. Caché de 3er nivel (L3): Es un tipo de memoria caché máslenta que la L2, muy poco utilizada en la actualidad. En unprincipio esta caché estaba incorporada a la placa base, no almicroprocesador, y su velocidad de acceso era bastante máslenta que una caché de nivel 2 o 1, ya que si bien siguesiendo una memoria de una gran rapidez (muy superior a laRAM, y mucho más en la época en la que se utilizaba),depende de la comunicación entre el microprocesador y laplaca base.

La memoria caché es rápida, unas 5 ó 6 veces más que la DRAM (RAMdinámica), por eso su capacidad es mucho menor. Por eso su precioes elevado, hasta 10 ó 20 veces más que la memoria principaldinámica para la misma cantidad de memoria. Composición interna

La memoria caché está estructurado por celdas, donde cada celdaalmacena un byte. La entidad básica de almacenamiento laconforman las filas, llamados también líneas de caché.Cuando se copia o se escribe información de la RAM por cadamovimiento siempre cubre una línea de caché.La memoria c aché tiene incorporado un espacio de almacenamientollamado Tag RAM, que indica a qué porción de la RAM se hallaasociada cada línea de caché, es decir, traduce una dirección de RAMen una línea de caché concreta.



Nivel 2: Memoria principal

Son circuitos integrados capaces de almacenar información digital, alos que tiene acceso el microprocesador del equipo de computación.Poseen una menor capacidad de almacenamiento que la memoriasecundaria, pero una velocidad millones de veces superior. La memoria principal esta divida en: Memoria ROM:

Memoria de sólo lectura (ReadOnlyMemory) son utilizadascomo medio de almacenamiento de datos en las computadoras. Enella no se puede escribir y conserva intacta la informaciónalmacenada, incluso en el caso de que se interrumpa la corriente(memora no volátil).

La ROM suele almacenar la configuración del sistema o el programade arranque de la computadora. Uso principal: Reside en la distribución de programas que estén estrechamenteligados al soporte físico de la computadora, y que seguramente nonecesita actualización. La memoria RAM normalmente es más rápida para lectura que la mayoria de las memorias ROM, por lo tanto el contenido ROM se sueletraspasar normalmente a la memoria RAM cuando se utiliza.

Memoria ROM El software de la ROM se divide en dos partes: a) Rutina de arranque: realiza el chequeo de los componentesde la computadora por ejemplo circuitos controladores de video,de acceso a memoria, el teclado, unidades de disco. Se encargade determinar cuál es el hardware que está presente y de lapuesta a punto de la computadora. Mediante un programa deconfiguración, el SETUP, lee una memoria llamada CMOS RAM(RAM de Semiconductor de óxido metálico). Ésta puedemantener su contenido durante varios años, aunque lacomputadora está apagada, con muy poca energía eléctricasuministrada por una batería, guarda la fecha, hora, la memoriadisponible, capacidad de disco rígido, si tiene disquetera o no. Se encarga en el siguiente paso de realizar el booteo(arranque): lee un registro de arranque 'BR' (Boot Record) deldisco duro o de otra unidad (como CD, USB, etc), donde hay unprograma que carga el sistema operativo a la RAM. b) Rutina BIOS. Sistema básico de entrada salida (Basic input output system): permanece activa mientras se está usando laPC. Permite la activación de los periféricos de entrada/salida:teclado, monitor, etc. Memoria RAM

La memoria de acceso aleatorio, o memoria de accesodirecto (Random Access Memory).Se compone de uno o más chips y se utiliza como memoria de trabajo para programas y datos. Es un tipo de memoria temporal que pierdesus datos cuando se queda sin energía (al apagar la computadora),por lo cual es una memoria volátil.

Se trata de una memoria de semiconductor en la que se puede tantoleer como escribir información. Se utiliza normalmente como memoriatemporal para almacenar resultados intermedios y datos similares nopermanentes.Se dicen "de acceso aleatorio" o "de acceso directo" porque losdiferentes accesos son independientes entre sí. Las RAMs se dividen en: Estáticas: mantiene su contenido inalterado mientras estéalimentada. Dinámica: la lectura es destructiva, es decir que la informaciónse pierde al

leerla, para evitarlo hay que restaurar lainformación contenida en sus celdas, operación denominadarefresco.

Memoria RAM 

Nivel 3: Memorias flash

Es una tecnología de almacenamiento —derivada de la memoria  EEPROM— que permite la lecto-escritura de múltiples posiciones de memoria en la misma operación. Gracias a ello, la tecnología flash, siempre mediante impulsos eléctricos, permite velocidades de funcionamiento muy superiores frente a la tecnología EEPROM primigenia, que sólo permitía actuar sobre una única celda de memoria en cada operación de programación. Se trata de la tecnología empleada en los dispositivos pendrive. 

Nivel 4: Disco duro

Un disco duro o disco rígido (en inglés hard disk drive) es un dispositivo de almacenamiento no volátil, que conserva la información aun con la pérdida de energía, que emplea un sistema de grabación magnética digital; es donde en la mayoría de los casos se encuentra almacenado el sistema operativo de la computadora. Dentro de la carcasa hay una serie de platos metálicos apilados girando a gran velocidad. Sobre los platos se sitúan los cabezales encargados de leer o escribir los impulsos magnéticos. Hay distintos estándares para comunicar un disco duro con la computadora. También existe otro tipo de discos denominados de estado sólido que utilizan cierto tipo de memorias construidas con semiconductores para almacenar la información. El uso de esta clase de discos generalmente se limitaba a las supercomputadoras,  por su elevado precio, aunque hoy en día ya se puede encontrar en el mercado unidades mucho más económicas de baja capacidad

(hasta 512GB) para el uso en computadoras personales (sobre todo portátiles).  Así, el caché de pista es una memoria de estado sólido, tipo memoria RAM, dentro de un disco duro de estado sólido. 

Nivel 5: Cintas Magnéticas Consideradas las más lentas, con mayor

capacidad. 

Nivel 6: Redes( Actualmente se considera un nivel más de la jerarquía de

memorias)

3.Asignacion de la Memoria Estática

La forma más fácil de almacenar el contenido de una variable en memoria en tiempo de ejecución es en memoria estática o permanente a lo largo de toda la ejecución del programa. -Los algoritmos más utilizados son: Primer Ajuste y Mejor Ajuste. La elección entre estos dos métodos implica escoger entre la velocidad de ejecución y utilización de la memoria. Cabe indicar que ambos algoritmos deben buscar en las entradas de la TDP para identificar la partición que se ajuste más exactamente. Las peticiones para asignar particiones pueden provenir de una de dos fuentes principalmente: 1) Las creaciones de nuevos procesos. 2) Las reactivaciones de procesos retirados de memoria. -No todos los objetos (variables) pueden ser almacenados estáticamente.

Para que un objeto pueda ser almacenado en memoria estática su tamaño (número de bytes necesarios para su almacenamiento) ha de ser conocido en tiempo de compilación, como consecuencia de esta condición no podrán almacenarse en memoria estática: * Los objetos correspondientes a procedimientos o funciones recursivas, ya que en tiempo de compilación no se sabe el número de variables que serán necesarias. * Las estructuras dinámicas de datos tales como listas, árboles, etc. ya que el número de elementos que las forman no es conocido hasta que el programa se ejecuta. -Existen situaciones que impiden que se pueda asignar memoria a un proceso, las más comunes son: 1) Ninguna partición es suficientemente grande para acomodar el nuevo proceso. 2) Todas las particiones están asignadas. 3) Algunas particiones están libres, pero ninguna de ellas es lo suficientemente grande para acomodar el proceso. *Las técnicas de asignación de memoria estática son sencillas.  A partir de una posición señalada por un puntero de referencia se aloja el objeto X, y se avanza el puntero tantos bytes como sean necesarios para almacenar el objeto X. La asignación de memoria puede hacerse en tiempo de compilación y los objetos están vigentes desde que comienza la ejecución del programa hasta que termina. En los lenguajes que permiten la existencia de subprogramas, y siempre que todos los objetos de estos subprogramas puedan almacenarse estáticamente se aloja en la memoria estática un registro de activación correspondiente a cada uno de los subprogramas. Estos registros de activación contendrán las variables locales, parámetros formales y valor devuelto por la función. Dentro de cada registro de activación las variables locales se organizan secuencialmente. Existe un solo registro de activación para cada procedimiento y por tanto no están permitidas las llamadas recursivas. El proceso que se sigue cuando un procedimiento p llama a otroq es el siguiente: 1. p evalúa los parámetros de llamada, en caso de que se trate de expresiones complejas, usando para ello una zona de memoria temporal para el almacenamiento intermedio. Por ejemplos, sí la llamada a q es q((3*5)+(2*2),7)

las operaciones previas a la llamada propiamente dicha en código máquina han de realizarse sobre alguna zona de memoria temporal. (En algún momento debe haber una zona de memoria que contenga el valor intermedio 15, y el valor intermedio 4 para sumarlos a continuación). En caso de utilización de memoria estática ésta zona de temporales puede ser común a todo el programa, ya que su tamaño puede deducirse en tiempo de compilación. 2. q inicializa sus variables y comienza su ejecución. Dado que las variables están permanentemente en memoria es fácil implementar la propiedad de que conserven o no su contenido para cada nueva llamada. Protección:

Un SO debe estar protegido contra intervenciones no autorizadas de procesos de usuario y prohibir el acceso inadvertido a áreas de de memoria asignadas a otros procesos. En los SO que utilizan registro base para la reubicación, una práctica habitual es utilizar registros límite (dirección virtual más alta de un programa) para la protección. En el caso de que haya error se produce una llamada al SO. Los valores base y límite de cada proceso se guardan normalmente en su BPC; en cada conmutación de proceso estos registros son cargado con los valores requeridos por el nuevo proceso en ejecución. Otro método de protección es registrar los derechos de acceso en la propia memoria a través de la utilización de claves mediante la cual pueden acceder sin restricciones a todos los bloques de memoria. Compartición:

El gestor de memoria debe permitir la compartición de memoria entre procesos cooperativos. Hay tres técnicas básicas de compartición en sistemas con partición fija de memoria: * Confiar los objetos compartidos al sistema operativo * Mantener múltiples copias de los objetos compartidos, una por cada partición participante. * Utilizar particiones de memoria compartidas. Protección:

Para garantizar seguridad, el hardware puede trabajar con un par de registros base/límite.

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Registrar los derechos de acceso en la propia memoria A cada dirección se le añade un número de bits para identificar al propietario Problema: costoso Mejora: Asociar estos bits a bloques de memoria física Comprobación: tiempo de ejecución SO => Clave “maestra” única que le da acceso sin restricciones a todos los bloques de memoria

4. MEMORIA DINAMICA La memoria dinámica, más que un tipo de memoria es una manera de utilizarla. Consiste en declarar variables y eliminarlas cuando ya no sean necesarias, mediante subprogramas. La memoria dinámica es un espacio de almacenamiento que se puede solicitar en tiempo de ejecución. Además de solicitar espacios de almacenamiento, también podemos liberarlos (en tiempo de ejecución) cuando dejemos de necesitarlos. Supongamos que nuestro programa debe manipular estructuras de datos de longitud desconocida. Un ejemplo simple podría ser el de un programa que lee las líneas de un archivo y las ordena. Por tanto, deberemos leer un númeroindeterminado de líneas, y tras leer la última, ordenarlas. Una manera de manejar ese ``número indeterminado‟„, sería declarar una constante MAX_LINEAS, darle un valor vergonzosamente grande, y declarar un array de tamaño MAX_LINEAS. Esto, obviamente, es muy ineficiente (y feo). Nuestro programa no sólo quedaría limitado por ese valor máximo, sino que además gastaría esa enorme cantidad de memoria para procesar hasta el más pequeño de los ficheros. La solución consiste en utilizar memoria dinámica. La memoria dinámica es un espacio de almacenamiento que se solicita en tiempo de ejecución. De esa manera, a medida que el proceso va necesitando espacio para más líneas, va solicitando más memoria al sistema operativo para guardarlas. El sistema operativo maneja la memoria gracias al uso de punteros, por la misma naturaleza del proceso nos impide conocer el tamaño de la memoria

necesaria en el momento de compilar.Trabajar con punteros implica la no manipulación de los datos en sí, sino manejar las direcciones de memoria en la cuales estos residen. Una dirección de memoria es un identificador para una localización de memoria con la cual un programa informático o un dispositivo de hardware pueden almacenar un dato para su posterior reutilización. Una forma común de describir la memoria principal de un ordenador es como una colección de celdas que almacenan datos e instrucciones. Cada celda está identificada unívocamente por un número o dirección de memoria. Para poder acceder a una ubicación específica de la memoria, la CPU genera señales en el bus de dirección, que habitualmente tiene un tamaño de 32 bits en la mayoría de máquinas actuales. Un bus de dirección de 32 bits permite especificar a la CPU = 4.294.967.296 direcciones de memoria distintas.

4.-ASIGNACION DE MEMORIA A UN PROCESO

Parte del Sistema Operativo encargada de asignar memoria a los procesos, tratará de repartir de forma eficiente la memoria para introducir tantos procesos como sea posible. Varios procesos podrán ejecutarse de forma concurrente teniendo en cuenta que: La memoria desaprovechada debe de ser la menor posible. 1. Evitando fragmentación. 2. Memoria ocupada por varias copias de un mismo objeto. 3. Memoria ocupada por las estructuras de datos necesarias para la operación del gestor de memoria. Debe de proporcionar protección y compartición. No debe de perjudicar al rendimiento, debiendo minimizar: 1. Complejidad de los procesos en el tiempo. 2. Procesos suplementarios (tiempos) de acceso a memoria. 

 

3.1.-En los sistemas de Monoprogramación sin intercambio o paginación

Cuando solo se tiene un proceso que ocupe la memoria a la vez, el esquema de la administración de la memoria es el más sencillo que hay. Sin embargo, éste método ya no tiene aplicación en la actualidad, ya que era visto en las computadoras con sistemas operativos de un solo usuario y una sola tarea. El usuario introducía su disco a la computadora (por lo general, la máquina no contaba con disco duro) y ejecutaba su aplicación, la cual acaparaba toda la máquina.

Fig.1. Ejemplos de distribución de la memoria principal con un sistema operativo y un solo proceso de usuario

La figura 1 muestra la organización de la memoria usando este sistema. La memoria se divide entre el sistema operativo y el proceso de un solo usuario. La más conocida es la que muestra el inciso c, que es la usada por las PC‟ de IBM. Los cont roladores de dispositivo los almacena en memoria ROM, en un bloque de 8K de la parte superior del espacio de direcciones de 1M. El ejemplo más claro de este esquema es el que podemos ver en el sistema operativo MS-DOS, en que el usuario escribe un comando al sistema y al ejecutarse el sistema operativo lo carga a memoria desde el disco y realiza sus funciones. Cuando el proceso termina la memoria es liberada y le muestra al usuario el indicador de comandos ( prompt ) en la pantalla.

3.2.- En los sistemas de Multiprogramación

En un sistema de multiprogramación la memoria debe ser compartida por varios procesos de cara a obtener una mayor utilización de los recursos del ordenador. Esto provoca que la gestión de la memoria se complique sustancialmente. En primer lugar, hay que llevar un recuento de las zonas de memoria ocupadas por los procesos. Así, cuando un nuevo proceso entre en la memoria se le asignará una zona que estaba libre. Otro problema a resolver viene dado por el hecho de que en el momento de escribir un programa no se sabe en qué zona de memoria se ubicará, siendo posible que durante la vida de un proceso éste cambie varias veces de emplazamiento. Habrá que tener en cuenta, también, la protección de las zonas de memoria ocupadas por los procesos, máxime en sistemas multiusuario donde los procesos pueden pertenecer a distintos usuarios. Las dos formas de gestión de memoria en los sistemas de multiprogramación son:  

Particiones estáticas Particiones dinámicas

3.2.1.-Particiones estáticas

Esta forma de gestión consiste en dividir la memoria en varias zonas, pudiendo ser cada zona de un tamaño diferente. El tamaño de las zonas podrá ser modificado eventualmente por algún usuario responsable de la administración del ordenador. Una vez implementada la partición, hay dos maneras de asignar los procesos a ella. La primera es mediante el uso de una cola única (figura 2a) que asigna los procesos a los espacios disponibles de la memoria conforme se vayan desocupando. El tamaño del hueco de memoria disponible es usado para localizar en la cola el primer proceso que quepa en él. Otra forma de asignación es buscar en la cola el proceso de tamaño mayor que se ajuste al hueco, sin embargo hay que tomar en cuenta que tal método discrimina a los procesos más pequeños. Dicho problema podría tener solución si se asigna una partición pequeña en la memoria al momento de hacer la partición inicial, el cual sería exclusivo para procesos pequeños.

(a)

(b) Fig. 2. (a) Particiones fijas en memoria con una cola única de entrada. (b) Particiones fijas en memoria con colas exclusivas para cada tamaño diferente de la partición.

Esta idea nos lleva a la implementación de otro método para particiones fijas, que es el uso de diferentes colas independientes (figura 2b) exclusivas para cierto rango en el tamaño de los procesos. De esta manera al llegar un proceso, éste sería asignado a la cola de tamaño más pequeño que la pueda aceptar. La desventaja en esta organización es que si una de las colas tiene una larga lista de procesos en espera, mientras otra cola está vacía, el sector de memoria asignado para ese tamaño de procesos estaría desperdiciándose. 3.2.2.-Particiones Dinámicas

En este método se va asignando la memoria dinámicamente a los procesos, conforme se introducen en la memoria. A cada proceso se le asigna exactamente la memoria que necesita.

Fig. 3. La asignación de memoria cambia cuando el proceso llega o sale de la memoria. Las regiones sombreadas son memoria libre. En la figura 3 se ilustra cómo evoluciona la ocupación de la memoria en un sistema de este tipo. Al principio sólo se encuentra el proceso  A en la memoria. Después, se insertan los procesos B y C  . En la figura 3-d A concluye. Luego, D entra y B sale. Por último E  entra.

El sistema operativo lleva una tabla indicando cuáles partes de la memoria están disponibles y cuáles están ocupadas. Inicialmente, toda la memoria está disponible para los procesos de usuario y es considerado como un gran bloque o hueco único de memoria. Cuando llega un proceso que necesita memoria, buscamos un hueco lo suficientemente grande para el proceso. Si encontramos uno, se asigna únicamente el espacio requerido, manteniendo el resto disponible para futuros procesos que requieran de espacio. Consideremos el ejemplo de la figura 4, en donde se cuenta un espacio reservado para el sistema operativo en la memoria baja de 400K y un espacio disponible para procesos de usuario de 2160K, siendo un total de memoria del sistema de 2560K. Dada la secuencia de procesos de la figura y usando un algoritmo de First Come  – First Served  (FCFS) se puede asignar de inmediato memoria a los procesos P 1, P2 y P 3, creando el mapa de memoria de la figura 5(a) en el cual queda un hueco de 260K que ya no puede ser utilizado por el siguiente proceso dado que no es suficiente para abarcarlo.

Fig. 4. Ejemplo de una división inicial de memoria y una lista de trabajos.

Fig. 5. Ejemplo de asignación de procesos en la memoria principal.

Usando un proceso de asignación Round-Robin con un quantum de 1 unidad de tiempo, el proceso P 2 terminaría en la unidad de tiempo 14, liberando esa cantidad de memoria, como se muestra en la figura 5(b). Entonces el sistema operativo checa la lista de trabajos y asigna el siguiente proceso que quepa en el espacio de memoria liberado. El proceso P 4  produce el mapa de memoria que se muestra en la figura 5(c). El proceso P 1  terminará en la unidad de tiempo 28 para producir el mapa de la figura 5(d) y entonces se asigna el proceso P5 generando el mapa de la figura 5(e).

Cuando a un proceso se le asigna un espacio y es cargado a la memoria principal, puede entonces competir para el uso del CPU. Con este método de gestión de la memoria se evita el problema de la fragmentación interna. Sin embargo, aparece el problema de l a fragmentación externa entre particiones, el cual se aprecia en la figura 3-f o en la última mapa de memoria de la figura 5. El problema consiste en que se creen huecos libres demasiado pequeños como para que quepan procesos, aunque la unión de todos esos huecos produciría un hueco considerable, lo que acarrea el desperdicio de la memoria. Una posible solución es la compactación de la memoria, que consiste en desplazar todos los procesos hacia la parte inferior de la memoria mientras sea posible. Como la compactación lleva mucho tiempo, a veces no se realiza, o se hace por la noche, en horas de poco uso del ordenador. Hay que tener en cuenta que el sistema debe detener todas sus actividades mientras realiza la compactación. Ello puede ocasionar tiempos de respuesta irregulares para usuarios interactivos, y podría ser devastador en un sistema de tiempo real. Además, con una combinación normal de trabajos que cambia rápidamente, es necesario compactar a menudo. En este caso, los recursos del sistema que se consumen quizá no justifiquen las ventajas de la compactación.

Fig. 6. Ejemplo de compactación de huecos no adyacentes.

En la figura 6 se muestra como se modifica el mapa de la memoria después de compactar huecos no adyacentes generados después de intercambios realizados en el ejemplo de la figura 5. El esquema de los registro base y límite sigue siendo válido para la reasignación y la protección. Otro tema a tener en cuenta es la cantidad de memoria por asignar a un proceso recién creado. Si los procesos se crean con

un tamaño fijo invariante, la asignación es muy sencilla, se asigna exactamente lo que se necesite. Si, por el contrario, los segmentos de datos de los procesos pueden crecer, como es el caso de la asignación dinámica de memoria a partir de una pila, que ocurre en muchos lenguajes de programación, aparece un problema cuando un proceso intenta crecer. Si hay un hueco adyacente al proceso, éste puede ser asignado, y el proceso podrá crecer hacia el hueco. Sin embargo, si el proceso es adyacente a otro proceso, el proceso de crecimiento deberá ser desplazado a un hueco de la memoria lo suficientemente grande; o bien, habrá que eliminarlo. Si es de esperar que la mayoría de los procesos crezcan conforme se ejecuten, sería una buena idea asignar un poco de memoria adicional siempre que un proceso pase a la memoria, con el fin de reducir el gasto excesivo asociado con el traslado de procesos que ya no caben en su memoria asignada. En la figura 7-a vemos una configuración de la memoria en la que se asignó a dos procesos el espacio adicional para el crecimiento. Si los procesos pueden tener dos segmentos de crecimiento, como por ejemplo, el segmento de datos, que se utiliza como una pila, y el stack , se sugiere un método alternativo, el de la figura 7-b. En esta figura se puede ver que cada proceso tiene un stack  de crecimiento hacia abajo, en la parte superior de la memoria asignada a él; además, tiene un segmento de datos  justo encima del programa, el cual crece hacia arriba. La memoria entre ellos se puede utilizar para cualquiera de los segmentos. Si el espacio se agota, puede ocurrir que el proceso sea desplazado a un hueco con el espacio suficiente; o bien, ser aniquilado.

Fig.7 (a) Asignación de espacio a un segmento de datos que crece (b) Asignación de espacio a una pila y un segmento de datos que crece 3.2.3.- Estrategias de colocación o asignación

 Ahora podemos preguntarnos: ¿Cómo elige el SO en que porción de memoria colocaremos un proceso? Existen varias estrategias: 

F i r s t f i t :  Asigna

el primer “agujero” de memoria libre que satisface la

necesidad. 

Best fit: Asigna el mejor “agujero” de memoria libre que exista en la

memoria   principal.

 

W o r s t f i t :  Asigna

en el “agujero” más grande que exista en la memoria

principal. Estudios de simulación han mostrado que first-fit y best-fit lograron mejores rendimientos en tiempo de asignación y utilización de la memoria que la estrategia worst-fit . Veamos un ejemplo:

Si quisiéramos asignar a memoria un proceso de 212 kb, y tenemos los siguientes espacios libres (espacios en blanco):

Veamos en que hueco asigna al proceso cada estrategia:

4.-Reuso de memoria:

Liberar memoria RAM. Tras haber ejecutado una o múltiples aplicaciones o juegos que hagan uso intensivo de los recursos del sistema, habremos detectado que Windows queda algo "tocado", mucho más lento. Esto es debido a que los restos de las aplicaciones bloquean parte de la RAM que han utilizado, ocasionando lo que se llama "fragmentación de memoria". Mediante un pequeño script podemos liberar esa memoria, forzando al ordenador a descargar el contenido de la memoria al archivo de intercambio de forma que recargue de nuevo toda la información activa en la memoria y deseche la información no útil. Esto lo haremos de la siguiente forma:  Abrimos el bloc de notas de Windows y dependiendo de la memoria de nuestro ordenador escribiremos los siguientes valores: Si tienes menos de 128 Mb de memoria RAM, escribes Mystring=(16000000) Si tienes 128 Mb de memoria RAM o más escribes Mystring=(80000000)  Ahora guarda este archivo en el lugar que quieras, con el nombre "liberar.vbe" (no te olvides poner la extensión vbe, ya que el nombre no importa puedes poner el que quieras).  Ahora hacemos doble clic sobre el archivo que acabamos de crear y Windows refrescará la memoria RAM.