Capitolo 4
Gestione della Memoria
4.1 Introduzione alla gestione della memoria
4.2 Swapping
4.3 Memoria virtuale
4.4 Implementazione
4.5 Algoritmi di sostituzione
4.6 Criteri di progetto per la paginazione
4.7 Case study: Unix
4.8 Case study: Windows 2000
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Gestione della Memoria
• Idealmente la memoria dovrebbe essere
– grande
– veloce
– non volatile
• Gerarchia di memorie
– Disco: capiente, lento, non volatile ed economico
– Memoria principale: volatile, mediamente grande, veloce e
costosa
– Cache: volatile, veloce, piccola e costosa
• La gerarchia di memorie e’ gestita dal “memory
manager” (gestore della memoria)
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Tipica Gerarchia di Memoria
• Sia il tempo di accesso che la capacità sono
approssimazioni abbastanza grossolane
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Modelli di gestione della memoria
• Modelli che non spostano i processi dalla RAM
una volta iniziata l’esecuzione
– monoprogrammazione
– multiprogrammazione a partizioni fisse
• Modelli che spostano un processo in esecuzione
da RAM a disco
– swapping
– paginazione
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Introduzione alla Gestione della Memoria
Ambiente monoprogrammato senza swapping nè paginazione
Tre modi semplici di organizzare la memoria
- un sistema operativo con un solo processo utente
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Ambiente multiprogrammato con partizioni
fisse
• Partizioni fisse
– Con code dei job distinte per ogni partizione
– Con unica coda dei job
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Rilocazione e Protezione
• Non si conosce l’istante nel quale il programma verrà
caricato in memoria
– Gli indirizzi dei dati e del codice non possono essere assoluti
– E’ necessario mantenere separati gli spazi di indirizzamento dei
processi
• Registri Base e Limite
– Indirizzo fisico = indirizzo logico + registro base
– Errore se indirizzo logico > registro limite
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Modelli per la Multiprogrammazione
Degree of multiprogramming
Utilizzazione della CPU in funzione del numero di processi in
memoria
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Swapping (1)
• Caricamento in partizioni variabili
• L’allocazione della memoria cambia quando:
– I processi vengono caricati in memoria
– I processi rilasciano la memoria
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Swapping (2)
• Rilocazione e protezione possono usare ancora i
registri base e limite
• Problema: la frammentazione della memoria
– molte aree piccole
– compattazione
• Problema: stabilire quanto spazio allocare per ogni
processo
– area dati, stack
• Problema: come tenere traccia della memoria libera
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Swapping (3)
a) Allocare dinamicamente memoria nel segmento dati
b) Allocare dinamicamente memoria nello stack e nel
segmento dati
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Gestione della Memoria con Bit Map
a) Porzione di memoria con 5 processi e 3 aree
libere
•
Le suddivisioni indicano l’unità di allocazione
b) Bit Map corrispondente
c) Lista di Allocazione corrispondente
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Gestione della Memoria con Liste
Quattro possibili combinazioni di allocazione in seguito
alla terminazione del processo X
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Allocazione della Memoria
Allocazione di un blocco di memoria di dimensione x:
• First Fit
– Individua la prima porzione di memoria libera di dimensione
x
• Best Fit
– Individua la più piccola porzione di memoria libera di
dimensione  x
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