Conceptos Clave y Requisitos de la Gestión de Memoria en Sistemas Operativos

Administración de Memoria en Sistemas Operativos

Definición y Objetivos de la Gestión de Memoria

• Cargar programas en la memoria principal para su ejecución por el procesador.
• Dividir dinámicamente la memoria principal para albergar múltiples procesos.
• Asignar la memoria de manera eficaz para evitar que el procesador permanezca inactivo mientras espera procesos.
• Permite ejecutar un programa más grande que la memoria física disponible (mediante técnicas de memoria virtual).

Requisitos Fundamentales de la Gestión de Memoria

1. Reubicación (Relocation)

• Capacidad de mover un programa de una región a otra de la memoria principal sin invalidar sus referencias de memoria.
• El hardware del procesador y el sistema operativo traducen las direcciones de referencia de memoria a direcciones de memoria física.

2. Protección (Protection)

Cada proceso debe ser protegido de interferencias no deseadas, ya sean accidentales o intencionales, de otros procesos. El hardware es responsable de la verificación; en caso de violación, la ejecución se aborta.

3. Compartición (Sharing)

Permite que múltiples procesos accedan a la misma zona de memoria principal.

Ventaja: Permite compartir una estructura de datos común y acceder a la misma copia del programa sin comprometer el requisito de protección.

4. Organización Lógica

Capacidad para manipular programas y datos de usuario organizados en módulos.

• Memoria: Secuencia de bytes y palabras.
• Programas: Organizados en módulos.

Ventajas:

• Los módulos pueden ser escritos y compilados de forma independiente.
• Permite introducir mecanismos de compartición entre los módulos.

5. Organización Física

Organización de la jerarquía de memoria de la computadora (dos niveles principales):

• Memoria Principal: Rápida, volátil y de alto costo.
• Memoria Secundaria: Almacenamiento permanente, lenta y barata.

Técnicas de Particionamiento de Memoria

a) Particionamiento Fijo

La memoria principal se divide en un número fijo de particiones estáticas.

Ventaja: Simple de implementar, bajos gastos generales (overhead) del sistema.

Desventaja: Fragmentación interna (uso ineficiente de la memoria principal, ya que cualquier programa ocupa una partición completa, independientemente de su tamaño).

Limitación: El número y tamaño de las particiones se especifican en el momento de la generación del sistema.

Algoritmos de Asignación para Particionamiento Fijo

• Partición de igual tamaño.
• Partición de diferente tamaño (dos enfoques):
  • Una cola de procesos para cada partición.
  • Una cola única para todas las particiones.

b) Particionamiento Dinámico

A cada proceso se le asigna una partición del tamaño exacto que requiere.

Ventaja: No hay fragmentación interna.

Desventaja: Fragmentación externa (la memoria se llena de 'agujeros' o espacios libres no contiguos).