Memória Principal

Memória Principal

1. Segmentação

   • Esquema de gerenciamento de memória
     • Visão lógica da memória para o usuário
   • Programa como coleção de segmentos (unidades logicas)
   • Endereço lógico
     • É um par ordenado
       • <número-segmento, deslocamento>
     • Tabela de segmento
       • Mapeamento de endereços físicos bidimensionais
       • Cada entrada tem uma base (end. fís. inicial) e limite (tamanho segmento)
   • Criação de segmentos
     • Criadas pelo compilador e separados em regioes
   • Registradores
     • Registrador de base da tabela de segmento (STBR)
       • Aponta para o local da tabela de segmento na memória
     • Registrador de tamanho da tabela de segmento (STLR)
       • Indica o número de segmentos usados por um programa
       • Número de segmento s é válido se s < STLR
   • Problemas
     • Algoritmo de substituição
       • Mais complexo que paginação
     • Fragmentação externa
       • Segmentos de tamanhos variáveis

2. Paginação

   • Esquema de gerência de memória
     • Espaço de endereços físicos de um processo seja não-contíguo
   • "Divisões"
     • Processo em páginas
     • MP em quadros/molduras/frames
       • Mesmo Tamanho
         • Potencia de 2
   • Vantagens
     • Elimina fragmentação externa
     • Processo não precisa estar completamente na MP
     • Fragmentação interna pequena
     • Endereços gerados dinamicamente
       • Em tempo de execução
   • Método Básico
     • Endereço gerado pela CPU divida em:
       • Número de página (p): m - n
         • Índice para tabela de páginas
         • Localiza o endereço base na mem. fis.
       • Deslocamento de página (d): n
         • Combinado com o endereço base
         • Define o endereço físico final
     • Tamanho de Espaço de Endereço Lógico
       • Total = 2^m
       • Cada página = 2^n
     • Como funciona
       • 1 - CPU gera um endereço lógico
       • 2- Número de página usado para consultar a tabela
       • 3 - Deslocamento combinado com o endereço base
       • 4 - Endereço físico é gerado e enviado para a memória
   • Implementação da tabela de página
     • Métodos de Armazenamento
       • Máquinas simples
         • Registradores dedicado
         • Páginas com até 256 entradas
       • Computadores modernos
         • Páginas maiores
         • Tabela na MP
     • Tabela de Página em memória
       • Registrador Base da Tabela de Página (PTBR)
         • Aponta para a tabela de página
       • 1º Acesso: Localizar a página usando PTBR e endereço de deslocamento
         • Problema: Acesso atrasado por um fator de 2
       • 2º Acesso: Formar endereço físico e acessar o dado/instrução
     • Solução do problema dos dois acessos
       • Memória Associativa (TLBs)
         • Cache especializado
         • TLB Hit e TLB Miss
         • Com Identificadores de Espaço de Endereço (ASIDs)
           • Associada a cada entrada da TLB
           • Proteção e compartilhamento entre processos
         • Sem ASIDs
           • TLB precisa ser esvaziada caso tenha mudança de contexto
   • Proteção de memória
     • Bit de proteção (válido-inválido) associado a cada quadro
       • Válido
         • Página no espaço de endereço lógico do processo
       • Inválido
   • Páginas Compartilhadas
     • Código Compartilhado
       • Código somente leitura e reentrante
       • Compartilhado entre processos
       • Mesmo local no espaço de endereço lógico de todos os processos
     • Código e dados privados
       • Cada processo mantém uma cópia separada
       • Páginas podem ocupar qualquer lugar no espaço de endereço lógico

3. Estrutura da Tabela de Páginas

   • Paginação Hierárquica
     • Aloca tabela de forma contigua na memória
     • Impropria em arquiteturas 64 bits
     • Solução
       • Dividir essa tabela de página em pedaços menores
   • Tabelas de Página com Hash
     • Comuns em endereços maiores que 32 bits
     • Número da página virtual submetido a uma função hash
       • Hash retorna localização na tabela com hash
     • Entradas
       • Número da página virtual
       • Quadro de página mapeado
       • Ponteiro para próximo elemento
   • Tabelas de Página Invertidas
     • Uma tabela para o sistema todo
       • Apenas uma entrada para cada pagina
     • Cada entrada na tabela corresponde a uma pagina na memoria
       • Com informações sobre o processo que possui a página
     • Diminui a memória para armazenar cada tabela
       • Aumenta o tempo de pesquisa quando ocorre referencia
     • Tabela ordenada por endereço físico
     • Pesquisa ocorre por endereço virtual.
     • Uso de tabela de hash para limitar a busca