Fundamentos de Gestión de Memoria en Sistemas Operativos

Gestión de Memoria en Sistemas Operativos

El Sistema Operativo (SO) debe ser capaz de gestionar la memoria del sistema de manera eficiente. Los procesos requieren que se les asigne una zona de memoria para su ejecución, protegiendo dicho espacio frente a otros procesos o permitiendo su compartición si fuera necesario. Una vez que el proceso finaliza, el sistema debe liberar la memoria que le fue asignada.

La Memoria Principal (MP)

Es la memoria que se encuentra integrada en la placa base. Existen dos tipos principales:

• RAM (Random Access Memory): Almacena las instrucciones y datos necesarios para ejecutar un programa, cargados desde las unidades de almacenamiento externo. Es una memoria volátil. Incluye elementos como el registro de direcciones, el registro de intercambio y el selector de memoria.
• Memoria Caché: Es una memoria especial dentro de la RAM que almacena una copia de los datos a los que se accede frecuentemente, permitiendo una recuperación más rápida.
• ROM (Read Only Memory): Memoria de solo lectura que no se modifica. Almacena información crítica para el arranque del sistema o el funcionamiento de dispositivos específicos. Es de tipo no volátil, por lo que conserva su contenido incluso sin alimentación eléctrica.

Modelos de Gestión

• Monoprogramación o Monotarea: Los procesos se ejecutan de forma secuencial; cuando uno termina, comienza el siguiente. En la memoria se diferencia la parte residente del SO y la parte del proceso en ejecución.
• Multiprogramación o Multitarea: Permite la ejecución de varios procesos simultáneamente. La memoria se divide en particiones, asignando cada una a un proceso distinto.

Protección de Memoria

El Sistema Operativo debe proteger la zona de memoria asignada a cada proceso (tanto en entornos monotarea como multitarea) y, fundamentalmente, proteger la zona reservada para el propio SO. Esta protección se implementa mediante el uso de registros base y registros límite, que definen la dirección inicial y final de la zona de memoria de cada proceso, evitando la invasión de espacios ajenos.

Técnicas de Gestión de Memoria

• Particionamiento.
• Intercambio (swapping).
• Reubicación.
• Memoria Virtual.

Jerarquía de Almacenamiento

Las unidades de almacenamiento se clasifican jerárquicamente según su tiempo de acceso. A mayor nivel de jerarquía, el tiempo de acceso es más lento y la capacidad de almacenamiento es mayor:

1. Registros
2. Caché
3. Memoria Principal
4. Caché de disco
5. Memoria auxiliar