Topicos Sistemas Operacionais

O swapping é uma técnica aplicada a gerência de memória que visa dar maior taxa de utilização à memória principal, melhorando seu compartilhamento. Visa também resolver o problema de falta de memória principal em um sistema. Toda vez que um programa precisa ser alocado para execução e não há espaço na memória principal, o sistema operacional escolhe entre os processos alocados que não tem previsão de utilizar a CPU nos próximos instantes (quase sempre entre aqueles que estão em interrupção de E/S ou no final da fila de pronto), e “descarrega” este processo da memória para uma área especial em disco (Swap - out), chamada arquivo de swap, onde o processo fica armazenado temporariamente. Durante o tempo em que o processo fica em swap, o outro que necessitava de memória entra em execução ocupando o espaço deixado pelo que saiu (Swap-in). Pouco antes de chegar a vez do processo armazenado em swap utilizar a CPU, o sistema escolhe um outro processo para descarregar para swap e devolve o anterior da área de swap para a memória principal, para que este possa ser executado novamente.

A alocação contígua consiste em armazenar um arquivo em blocos sequencialmente dispostos, permitindo ao sistema localizar um arquivo através do endereço do primeiro bloco e da sua extensão em blocos. O aceso é feito de maneira simples, tanto para a forma sequencial quanto para a direta. Um problema desse tipo de alocação é que quando um arquivo é criado com n blocos, é necessário que exista uma cadeia de n blocos livres disposto sequencialmente. Nesse tipo de alocação, o disco é visto como um grande vetor, com segmentos ocupados e livres. A alocação em um novo segmento livre consiste técnicas para escolha, algumas das principais são: Um problema na alocação contígua é a fragmentação dos espaços livres causado pela criação e eliminação constante de arquivos é que com o tempo surgem espaços vagos sem o tamanho suficiente para se alocar novos arquivos. A desfragmentação busca solucionar o problema da fragmentação, reorganizando os arquivos no disco de maneira que só exista um único segmento de blocos. 

Paginação A paginação permite que o programa possa ser espalhado por áreas não contíguas de memória. Com isso, o espaço de endereçamento lógico de um processo é dividido em páginas lógicas de tamanho fixo e a memória física é dividida em páginas com tamanho fixo, com tamanho igual ao da página lógica. Nisso, o programa é carregado página a página, cada página lógica ocupa uma página física e as páginas físicas não são necessariamente contíguas. O endereço lógico é inicialmente dividido em duas partes : um número de página lógica (usado como índice no acesso a tabela de páginas, de forma a obter o número da página física correspondente) e um deslocamento dentro da página. Não existe fragmentação externa, porém existe fragmentação interna. Segmentação Técnica de gerência de memória onde programas são divididos em segmentos de tamanhos variados cada um com seu próprio espaço de endereçamento. A principal diferença entre a paginação e a segmentação é a alocação da memória de maneira não fixa, a alocação depende da lógica do programa. O mapeamento é feito através das tabelas de mapeamento de segmentos e os endereços são compostos pelo número do segmento e um deslocamento dentro do segmento. Cada entrada na tabela mantém o endereço físico do segmento, o tamanho do segmento, se ele está ou não na memória e sua proteção. Para isso ocorrer sem problemas, o sistema operacional mantém uma tabela com as áreas livres e ocupadas da memória e somente segmentos referenciados são transferidos para a memória principal. Nesse modelo diferentemente da Paginação, ocorre fragmentação externa. Paginação com Segmentação Se os segmentos são grandes, não dá para mantê-los na memória em sua totalidade. Gerando a ideia de paginar os segmentos só deixando na memória as páginas realmente necessárias a cada segmento. Um exemplo de SO que usa esse conceito é o MULTICS que foi o primeiro sistema com suporte a segmentos paginados. E como funciona? Simples, cada segmento é dividido fisicamente em páginas e o endereço é formado pelo número do segmento, número da página dentro desse segmento e o deslocamento dentro dessa página.

Os arquivos de paginação nada mais são do que um espaço no disco rígido reservado para ajudar a armazenar os dados da memória RAM quando ela está cheia quando a memória RAM não consegue mais segurar todos os programas abertos ou quando algum programa não está sendo utilizado há algum tempo e por isso pode ser retirado da memória.É uma forma de estender a quantidade de memória para os dados temporários utilizados pelos aplicativos em execução sem que você precise fazer um upgrade de hardware.