INTRODUCCION Los temas que analizaremos en esta unidad, son de suma importancia, ya que conoceremos como esta administrado el S.O. de UNIX. Empezaremos por definir los conceptos de cada uno de los puntos de esta unidad, para poder reflexionar y tener idea de como se forma la estructura bsica de su administracin de este maravilloso sistema operativo. Como bien sabemos, para empezar a interactuar con un sistema operativo, comenzamos por conocer la memoria, como esta programada, es decir, si tiene un nivel de programacin bastante alto. Tambin analizaremos las particiones fijas, las particiones variables, nos preguntamos, que son estas particiones, para que servirn, analizar cada uno de los conceptos para poder comprender y asi resolver las dudas que tenamos. Tambin, analizaremos la memoria virtual, y la segmentacin con paginas, que son puntos muy importantes para estudiar, ya que de esto, conoceremos mas afondo nuestro sistema operativo UNIX, es decir, la manera en el cual se administra la memoria.

TEORIA BASICA: MARCOS DE PAGINA: En sistemas operativos de computadoras, los sistemas de paginacin de memoria dividen los programas en pequeas partes o pginas. Del mismo modo, la memoria es dividida en trozos del mismo tamao que las pginas llamados marcos de pgina. De esta forma, la cantidad de memoria desperdiciada por un proceso es el final de su ltima pgina, lo que minimiza la fragmentacin interna y evita la externa. VIRTUALES: Se entiende por direcciones virtuales a las que estn presentes en los programas. Estas direcciones virtuales estn dentro del espacio de direcciones virtuales. TABLAS DE PAGINAS Las tablas de paginacin o tablas de pginas son una parte integral del Sistema de Memoria Virtual en sistemas operativos, cuando se utiliza paginacin. Son usadas para realizar las traducciones de direcciones de memoria virtual (o lgica) a memoria real (o fsica) y en general el sistema operativo mantiene una por cada proceso corriendo en el sistema. En cada entrada de la tabla de paginacin (en ingls PTE, Page Table Entry) existe un bit de presencia, que est activado cuando la pgina se encuentra en memoria principal. Otro bit que puede encontrarse es el de modificado, que advierte que la pgina ha sido modificada desde que fue trada del disco, y por lo tanto deber guardarse si es elegida para abandonar la memoria principal; y el bit de accedido, usado en el algoritmo de reemplazo de pginas llamado Menos Usado Recientemente (LRU, least recently used). Tambin podran haber otros bits indicando los permisos que tiene el proceso sobre la pgina (leer, escribir, ejecutar).

FALLO DE PAGINA Un intento de acceso a una pagina virtual que no este asociada a un marco produce un sealamiento al SO (trap), llamado fallo de pagina. Como respuesta al fallo de pgina, el SO: 1 Selecciona una pgina poco usada del proceso. 2 Intercambia la pgina a disco. 3 Asigna el marco de la pgina liberada a la pgina virtual que se intenta acceder. BIT DE PRESENCIA. Que sirve para identificar si se encuentra en un momento dado un bloque, pgina o rea de informacin en la memoria principal. THRASHING En sistemas operativos, se denomina hiperpaginacin (thrashing en Ingls) a la situacin en la que se utilizan una creciente cantidad de recursos para hacer una cantidad de trabajo cada vez menor. Usualmente se refiere a cuando se cargan y descargan sucesiva y constantemente partes de la imagen de un proceso desde y hacia la memoria principal y la memoria virtual o espacio de intercambio. En un estado normal, esto permite que un proceso bloqueado y no listo para correr deje lugar en memoria principal a otro proceso listo. Cuando se produce hiperpaginacin, los ciclos del procesador se utilizan en llevar y traer pginas (o segmentos, segn sea el caso) y el rendimiento general del sistema se degrada notablemente. El trmino fue utilizado por primera vez durante la poca en que los sistemas operativos funcionaban sobre cintas magnticas para describir el sonido de que las cintas hacan cuando se lean y escriban datos a alta velocidad. Gran cantidad de computadoras personales de baja gama no poseen suficiente memoria RAM para los patrones de uso actuales. ALGORITMO DE REMPLAZO DE PAGINA En sistemas operativos que utilizan paginacin para el manejo de memoria, los algoritmos de reemplazo de pginas son usados para decidir qu pginas pueden ser sacadas de memoria cuando se necesita cargar una nueva y ya no hay espacios.

ARP OPTIMO Este algoritmo tiene como finalidad retirar la pgina que vaya a ser referenciada ms tarde, por ejemplo si hay una pgina A que ser usada dentro de 10000 instrucciones, y una pgina B que ser usada dentro de 2800 instrucciones, se debera eliminar de la memoria la pgina A. Como se puede deducir, para esto el sistema operativo debera ver en cunto tiempo ser usada cada pgina en memoria y elegir la que est ms distante. El problema de este mtodo es que necesita conocimiento del futuro, por lo que es imposible su implementacin. Es un algoritmo terico. Se utiliza a los efectos comparativos con los algoritmos factibles de ser implementados para ver cul se aproxima ms a ste. ARP SEGN EL USO NO TAN RECIENTE (NRU) Este algoritmo favorece a las pginas que fueron usadas recientemente. Funciona de la siguiente manera: cuando una pgina es referenciada, fija el bit de referencia para esa pgina. Similarmente, cuando una pgina es modificada, fija su bit de modificacin. Usualmente estas operaciones son realizadas por el hardware, aunque puede hacerse tambin por software. En un tiempo fijo, el sistema operativo pone en 0 los bits de referencia de todas las pginas, de modo que las pginas con su bit de referencia en 1 son las que fueron referenciadas dentro del ltimo intervalo de reloj. Cuando una pgina debe ser reemplazada, el sistema operativo divide las pginas en cuatro categoras:

Categora 0: no referenciada, no modificada Categora 1: no referenciada, modificada Categora 2: referenciada, no modificada Categora 3: referenciada, modificada

Las mejores pginas para cambiar son las que se encuentran en la categora 0, mientras que las peores son las de la categora 3. Se desaloja al azar una pgina de la categora ms baja que no est vaca. Este algoritmo se basa en la suposicin de que es mejor desalojar una pgina modificada a la que no se ha hecho referencia en al menos un tic de reloj, en vez de una pgina limpia que se est usando mucho.

ARP PRIMERO EN ENTRAR, PRIMERO EN SALIR En este mtodo el sistema operativo slo tiene que guardar en qu orden las pginas fueron cargadas, de modo que al necesitar hacer espacio pueda fcilmente elegir la primera pgina cargada. Se usa una cola, al cargar una pgina nueva se ingresa en el ltimo lugar. Aunque las colas FIFO son simples e intuitivas, no se comportan de manera aceptable en la aplicacin prctica, por lo que es raro su uso en su forma simple. Uno de los problemas que presentan es la llamada Anomala FIFO o Anomala de Belady. Belady encontr ejemplos en los que un sistema con un nmero de marcos de pginas igual a tres tena menos fallos de pginas que un sistema con cuatro marcos de pginas. El problema consiste en que podemos quitar de memoria una pgina de memoria muy usada, slo porque es la ms antigua. ARP SEGUNDA OPORTUNIDAD Es una pequea modificacin al algoritmo FIFO, que funciona bastante mejor que el FIFO. En este caso cuando una pgina debe ser sacada se toma la primera en la cola, y en vez de sacarla, consulta el valor de un bit de referencia. En caso de estar fijado (en 001) se cambia el bit a 99 y se lo coloca al final de la obstruccin, autorizando su tiempo de carga como si recin hubiera llegado al procesador. De esta forma, se le da una segunda oportunidad. Si el bit se encuentra sin fijar(en 99 ), la pgina se saca de memoria. Cada vez que la MMU accede a una pgina, fija su bit de referencia a 1. Para esto es necesario soporte para bit de referencia por hardware. ARP DEL RELOJ Existe una variante de este algoritmo que sobre la misma idea presenta una mejora en la implementacin. Es el algoritmo del reloj, que lo que hace es tener una lista circular, de forma que al llegar al ltimo elemento de la lista, pasa automticamente al primero. Los elementos no se mueven al final de la cola cuando son accedidos, simplemente se pone su bit de referencia a 1. Esto nos evita tener que hacer movimientos de punteros en el caso de implementarlo con una lista enlazada. De hecho, se puede implementar con un array perfectamente, ahorrando as memoria.

ARP LA DEL MENOR USO RECIENTE (LRU) Este algoritmo difiere del de 'No usada recientemente' en el hecho de que aquel slo se fija en el intervalo de tiempo desde que se pusieron en 0 los bits de referencia de las pginas, mientras que el algoritmo de 'Menos usada recientemente' intenta proveer un comportamiento casi ptimo mediante la observacin de las pginas que menos fueron usadas recientemente. Este tipo de pginas, estadsticamente son las que tienen menor probabilidad de ser usadas nuevamente. Aunque este algoritmo provee un buen comportamiento en teora, es caro de implementar, en cuanto a recursos consumidos. Hay varias implementaciones que intentan mantener bajo el costo y lograr un rendimiento considerable. Un mtodo consiste en tener una lista enlazada y ordenada de todas las pginas en memoria. En el final de la lista est la pgina menos usada recientemente, y al principio la ms usada recientemente. El costo alto de este mtodo es porque cada vez que se referencia una pgina debe ser movida en la lista, algo que consume mucho tiempo. Otra forma, que requiere soporte de hardware, consiste en tener un contador que es incrementado en cada instruccin del CPU. Cada vez que una pgina es accedida, gana el nmero del contador en ese momento. Cuando una pgina debe ser retirada de memoria, simplemente hay que buscar cul es la que tiene el menor nmero, que es la que fue usada hace ms tiempo. En el presente no existen contadores tan grandes para permitir esto. Debido al alto costo del LRU, se proponen algoritmos similares, pero que permiten implementaciones menos costosas, como los que siguen. MEMORIA ASOCIATIVA (RNA) Se entiende por memoria asociativa el almacenamiento y recuperacin de informacin por asociacin con otras informaciones. Un dispositivo de almacenamiento de informacin se llama memoria asociativa si permite recuperar informacin a partir de conocimiento parcial de su contenido, sin saber su localizacin de almacenamiento. A veces tambin se le llama memoria de direccionamiento por contenido Los computadores tradicionales no usan este direccionamiento; se basan en el conocimiento exacto de la direccin de memoria en la que se encuentra la informacin.

Sin embargo, se cree que el cerebro humano no acta as. Si queremos recordar el nombre de una persona, no nos sirve saber que fue el nombre nmero 3274 que aprendimos. Es ms til saber que su nombre empieza y termina por 'N' y que es un famoso cientfico ingls. Con esta informacin, es casi seguro que recordaremos exitosamente a "Newton". Las memorias asociativas son una de las redes neuronales artificiales ms importantes con un amplio rango de aplicaciones en reas tales como: Memorias de acceso por contenido, identificacin de patrones y control inteligente. Una memoria asociativa puede almacenar informacin y recuperarla cuando sea necesario, es decir, una red retroalimentada, cuya salida se utiliza repetidamente como una nueva entrada hasta que el proceso converge. Puede recuperar dicha informacin basndose en el conocimiento de parte de sta (clave). El patrn clave puede ser una versin con ruido de un patrn memorizado, es decir, que difiere de l en pocas componentes. La memoria humana recuerda a una persona aunque vaya vestida de forma diferente o lleve gafas. TABLA DE PGINAS INVERTIDAS Es una tcnica de paginacin en la cual hay una entrada por cada pgina real (o frame) de la memoria y adems incluye informacin del proceso que posee dicha pgina. Por lo tanto, en el sistema solo habr una tabla de pginas y esta solo tendr una entrada por cada frame en la memoria fsica. La principal ventaja de este mtodo es que reduce la memoria fsica ocupada por la tabla de pginas. Pero por otra parte aumenta el tiempo de bsqueda de pginas ya que se debe explorar la tabla cada vez que hay una referencia a una pgina, debido a que esta se encuentra ordenada segn la memoria fsica y las bsquedas se realizan segn la memoria virtual. Para aliviar esto se utiliza una tabla de hash (Tablas de pginas hash) para limitar la bsqueda a una o (como mucho) algunas entradas de la tabla de pginas, pero cada acceso a una pgina requerir dos accesos a memoria: uno para acceder a la tabla de hash y otro para la tabla de pginas (recordar que primero se explora un buffer TLB Translation Lookaside Buffer- antes de consultar la tabla hash). Los sistemas que utilizan tablas de pginas invertidas tienen problemas para implementar el concepto de memoria compartida ya que cada entrada de la tabla de pginas corresponde a solo un frame en memoria.