Módulo: sistemas operativos.
Unidad: funciones del sistema.
Actividad: administrando la memoria.
Tarea: informe - paginación.
Suponga un sistema paginado con un rango de direcciones de 4 GB
(4 294 967 296 direcciones).
- Desarrollo de las preguntas.
¿Cuántos marcos tendrá el sistema si se utilizan páginas de 4.096 bytes?
R/= 4.294.967.296/4.096 = 1.048.576 marcos.
¿Qué tamaño (en bits) tendrá una entrada de la tabla de traducción? Suponga
que sólo se guarda el número de marco físico.
R/= un byte = 8 bits.
Tendríamos que por cada entrada de la tabla de traducción sería
4.096*8 = 32.768
¿Qué tamaño tendrá la tabla de paginación si se desea cubrir todo el rango?
R/= el tamaño de la página es de 4 KB (4096 bytes)= 2¹² tendríamos 12 bits para indexar la
página, y 20 bits para la página virtual.
12 bits + 20 bits = 32 bits.
Suponga que el tamaño de la tabla de paginación fuera demasiado grande.
Proponga dos soluciones explicando ventajas y desventajas de cada una.
Propuesta 1
almacenar la propia tabla de páginas en memoria, y apuntar al inicio de la tabla con un
juego de registros especiales: el registro de base de la tabla de páginas (PTBR, page
table base register) y el registro de longitud de la tabla de páginas (PTLR, page table length
register).
Ventaja: esta manera, en el cambio de contexto sólo hay que cambiar estos dos registros, y
además se cuenta con un espacio muy amplio para guardar las tablas de páginas que se
necesiten.
Desventaja: el problema con este mecanismo es la velocidad, se estaría penalizando a
cada acceso a memoria con uno adicional y si para resolver
una dirección lógica a su correspondiente dirección física hace falta consultar
la tabla de páginas en memoria, el tiempo efectivo de acceso a memoria se duplica.
Propuesta 2
El uso de un caché. Sin embargo, más que un caché genérico, la MMU utiliza un caché
especializado en el tipo de información
que maneja: el buffer de traducción adelantada o anticipada. (Translation
lookaside buffer). El TLB es una tabla asociativa (un hash) en memoria de alta velocidad,
Ventaja: una suerte de registros residentes dentro de la MMU, donde las llaves
son las páginas y los valores son los marcos correspondientes. De este modo, las
búsquedas se efectúan en tiempo constante.
-emplear la entrada menos recientemente utilizada (LRU, Least Recently Used).
Desventaja: dado que el TLB es limitado en tamaño, es necesario explicitar una política
que indique dónde guardar las nuevas entradas (esto es, qué entrada reemplazar) una vez
que el TLB está lleno y se produce un fallo de página.
- Como consecuencia del LRU debe haber un mecanismo que contabilice los accesosdentro del TLB (lo cual agrega tanto latencia como costo).
- Otro mecanismo (con obvias desventajas) es el reemplazar una página al azar.
Conclusiones
Gracias a la MMU (Unidad de Manejo de Memoria) podemos verificar cada acceso
a la RAM, y validar que no se infrinjan condiciones de ejecución.
La paginación es una técnica con la cual se puede ocupar el espacio en la memoria
interna haciendo uso de partes fraccionadas en secciones de igual tamaño, que
sirven como unidades de acumulación de información, usando diferentes métodos
con las tablas de páginas, haciendo uso de sus registros según su tamaño
disminuyendo su desperdicio al momento de su fragmentación.
