3.4.-Administracion de la memoria virtual

Estrategias de Obtención

Determinan cuando se debe de transferir una pagina o un segmento de almacenamiento secundario al primario. Las estrategias de obtencion por demanda esperan a que un proceso en ejecucion haga referencia a una pagina o un segmento antes de traer la pagina o el segmento de almacenamiento primario. Los esquemas de obtencion anticipada intentan determinar por adelantado a cuales paginas o segmentos hara referencia un proceso.

Estrategias de Colocación

Determinan en que lugar del almacenamiento primario se debe colocar una pagina o un segmento entrante. Una pagina entrante se puede colocar en cualquier marco de pagina disponible.

Estrategias de Reemplazo

Sirven para decidir cual pagina o segmento se debe desplazar para dar espacio a una pagina o segmento entrante cuando esta completamente ocupado el almacenamiento primario.

Principio de Optimalidad

Para obtener un rendimiento optimo, la pagina que se debe reemplazar es aquella que tardara mas tiempo en ser utilizada. Esta estrategia optima de reemplazo se denomina OPT o MIN.

Reemplazo de Páginas aleatorio

Es una tecnica sencilla. Todas las paginas que se encuentran en el almacenamiento principal tienen la misma probabilidad de ser elegidas para el reemplazo. Esta estrategia podria seleccionar cualquier pagina para ser reemplazada, incluyendo la siguiente pagina la que se hara referencia. Las decisiones de reemplazo aleatorio se de paginas se pueden tomar rapidamente y con un numero significativo de marcos de pagina. Es un esquema que casi no se utiliza por su enfoque aleatorio de acertar o errar.

Reemplazo de páginas de primeras entradas-primeras salidas (PEPS)

Cada pagina se registra en el instante que entro en el almacenamiento primario. Cuando se necesita reemplazar una pagina, se escoge la que ha permanecido en el almacenamiento durante el mayor tiempo.

Anomalias PEPS

Belady, Nelson y Shelder descubrieron que al utilizar el reemplazo de paginas PEPS, ciertos patrones de referencia a pagina originan mas fallas de paginas cuando aumenta el numero de marcos de pagina asignados a un proceso. Este fenomeno se denomina Anomalia PEPS o anomalia Belady. La columna de la izquierda indica el patron de referencias a paginas de un proceso. La primera tabla muestra como dicho patron a referencia de paginas hace que las paginas se carguen a memoria y se reemplacen en secuencia PEPS cuando se asignan tres marcos de paginas a proceso.
La segunda tabla muestra como se comporta este proceso en las mismas circunstancias, pero con cuatro marcos de paginas asignados, a la izquierda de cada tabla se indica si la nueva referencia a una pagina ocasiona o no una falla de pagina. Cuando el proceso se ejecuta en cuatro paginas, experimenta una falla de pagina mas que cuando se ejecuta con tres.

Reemplazo de páginas de la menos reciente utilizada

Se selecciona para su reemplazo, a aquella pagina que no se ha sido utilizada durante mayor tiempo. La estrategia se basa en que la heuristica de localidad segun en el cual el pasado reciente es un buen indicador del futuro cercano, de modo que LRU exige que se marque cada pagina con el instante en que .se hace referencia a ella. Por el trabajo adicional que requiere no se usa a menudo en los sistemas actuales; lo que se hace es utilizar estrategias que ese aproximen a la LRU y que no ocasionen grandes costos.

Reemplazo de paginas de la menos frecuentemente utilizada (LFU)

La pagina por remplazar es aquella que ha sido utilizada menos frecuentemente o a la que se ha hecho referencia con menos frecuencia.
Al parecer estos esquemas de reemplazo de paginas corren cierto riesgo de tomar decisiones equivocadas. Esto sucede por el simple hecho de que no se puede predecir con precision el futuro.

Modificaciones de PEPS; reemplazo de paginas por reloj y reemplazo de paginas con segunda oportunidad

La estrategia PEPS puede decidir reemplazar una pagina muy utilizada que ha permanecido en memoria durante mucho tiempo. Esta posibilidad se puede evitar reemplazando solo aquellas paginas cuyos bits de referencia valgan O.
La variante de PEPS denominada "con segunde oportunidad" examina el bit de referencia de la pagina mas antigua; si este bit vale O, se selecciona de inmediato la pagina para ser reemplazada. Si el bit de referencia vale 1, se le asigna el valor O y la pagina se pasa al final de la lista y se considera en esencia como una pagina nueva; gradualmente dicha pagina se desplaza hacia el principio de la lista, donde sera seleccionada para reemplazo solo si su bit de referencia sigue valiendo O. En esencia, esto da a la pagina una segunda oportunidad de permanecer en el almacenamiento principal si su bit de referencia cambia a 1 antes de que la pagina llegue al principio de la lista. La variacion 'z' del reloj" del algoritmo de la segunda oportunidad dispone las paginas en una lista circular, en lugar de en una lista lineal.

Un apuntador a la lista se desplaza alrededor de la lista circular en la misma forma que gira la manecilla de un reloj. Cuando el bit de referencia de una pagina toma el valor O, el apuntador se mueve al siguiente elemento de la lista (simulando el movirl1iento de esta pagina al final de la lista PEPS).

Paginación bajo demanda

Considere como podria cargarse un programa ejecutable desde el disco a la memoria. Una opcion consiste encargar el programa completo en memoria fisica en el momento de ejecutar el programa. Sin embargo, esta tecnica presenta el problema de que puede que no necesitemos inicialmente todo el programa en la memoria. Las paginas de un proceso deben cargarse por demanda. No se debe transferir ninguna pagina al almacenamiento secundario al primado hasta que un proceso en ejecucion haga explicitamente referencia a ella. Hay varias razones por las cuales es atractiva esta estrategia. Los resultados de la teoria de la computabilidad, especifica mente el problema de la detencion (Mi67) (He77), indican que no se puede predecir con precision la trayectoria de ejecucion que seguira un programa. Asi pues, cualquier intento de cargar paginas con anticipacion a su uso puede hacer que se carguen las paginas equivocadas. La paginacion por demanda garantiza que las unicas paginas que se transfieren al almacenamiento principal son aquellas que requieren los procesos. El trabajo extra requerido para decidir cuales paginas se deben transferir al almacenamiento principal es minimo. Las estrategias de obtencion anticipada de paginas G pueden requerir mucho tiempo de ejecucion adicional

¿Qué es la paginación anticipada?

En la paginacion anticipada, el sistema operativo intenta predecir las paginas que necesitara un proceso y entonces carga dichas cuando hay espacio disponible.

Mientras el proceso se ejecuta con sus paginas actuales, el sistema carga las demas paginas que estaran disponibles cuando las requiera el proceso.

El S. O. intenta predecir las paginas que un proceso va a necesitar y a continuacion precarga estas paginas cuando hay espacio disponible Mientras el proceso ejecuta sus paginas actuales, el sistema carga paginas nuevas que estaran disponibles cuando el proceso las pida, debido a ello, el tiempo de ejecucion de un proceso se puede reducir.

 

Tamaño de la pagina

Generalmente el almacenamiento real se divide en marcos o celdas de pagina de tamano fijo.

Los interrogantes tienen que ver con el tamano de las paginas, si todas las paginas tendran igual tamano, si en caso de utilizar paginas de diferente tamano las paginas mayores deben ser o no multiplos enteros de las menores, etc.

Algunas consideraciones para determinar el tamano de pagina son las siguientes:

• Cuanto mas pequeno sea el tamano de una pagina, mas paginas y marcos de paginas habra y mayores seran las tablas de pagina.

El desperdicio de almacenamiento debido al tamano excesivo de las tablas de pagina se llama “fragmentacion de tablas”.

Esto indica la necesidad de paginas mas grandes.

• Con paginas grandes, grandes cantidades de informacion que nunca llegaria a ser referenciada, se paginaran hacia el almacenamiento primario

Esto indica la necesidad de paginas mas pequeñas