Gerencia de Memoria e Arquivos e E/S (M)

Gerencia de Memoria e Arquivos e E/S (M)

1. Composição do Hardware

   • CPU (Central Processing Unit)
     • ALU (Arithmetic and Logic Unit)
     • CU (Control Unit)
     • Registradores
   • Barramentos
     • Memória
     • Endereço
     • Controle
   • Gerencia de Memória
     • Hierarquia de Memória
       • Memória Primária
         • Memória RAM. Utilizada pelos processos para armazenar dados vindos da memória secundária Característica: Volatilidade
       • Memória Secundária
         • Tipo de memória com grande capacidade de armazenamento e baixo custo por byte. Característica: não-volatilidade
       • Memória ROM
         • Read Only Memory, tipo de memória que vem pré-carregada com dados do fabricante. Em geral, é não-reprogramável, com exceção de alguns tipos como a EPROM que demandam um hardware específico para tal
     • ciclo de execução de uma instrução de processador primeiramente carregará uma instrução da memória para o processador.
       • A instrução será decodificada e os operandos carregados da memória.
         • Após a execução da instrução, os resultados são armazenados de volta na memória
     • Ligação de endereços
       • Tempo de compilação
         • possível saber onde o programa residirá em memória
       • Tempo de carregamento
         • a ligação final a endereços de memória é realizada no momento da execução do programa
       • Tempo de execução
         • se o processo puder ser movido durante sua execução de um segmento de memória para outro
       • Endereços podem ser gerados
         • Indexação
         • Registradores Base
         • Registradores de segmento
     • Overlay
       • técnica para livrar os programas da limitação do tamanho da memória principal disponível
         • divide- se o programa em partes (módulos) que possam executar independentemente uma da outra
     • Endereçamento Lógico e Físico
       • conjunto de todos os endereços lógicos gerados por um programa é chamado de espaço de endereços lógico
       • conjunto dos endereços físicos correspondentes a estes endereços lógicos é chamado de espaço de endereços físico.
       • O Mapeamento é feito pela MMU
     • Alocação em memória
       • Paginação
         • dividir a memória destinada aos processos em páginas ou partições fixas
         • Gera a Fragmentação Interna
           • Sobrar espaço na caixa criada pela memória
       • Segmentaçao
         • espaço de memória é fracionado em segmentos de tamanhos variados
         • Gera a fragmentação externa
           • sobra de espaços entre os segmentos
       • segmentação paginada
         • memória é divida em segmentos, e cada segmento é dividido em páginas
       • algoritmos de escolha do espaço
         • First fit
           • Ele varre a tabela de espaços livres até encontrar a primeira lacuna que caiba o processo
             • Aloca o primeiro bloco com tamanho suficiente
             • procura ao longo da lista
         • Next fit
           • Varre e encontra a primeira lancuna, mas memoriza a posição do último segmento encontrado e recomeça busca a partir desta posição.
         • Best fit
           • Varre toda a tabela de espaços livres e percorre a lista inteira, só então escolhe o MENOR SEGMENTO livre de memória possível
             • mais lento que o first fit e desperdiça mais memória que o first e next fit, pois gera minúsculos segmentos.
         • Worst Fit
           • Ele também varre toda a tabela de espaços livres, mas escolhe MAIOR SEGMENTO disponível
             • Gera um segmento suficientemente grande para alocar outro processo
         • Quick fit
           • Mais Rápido que couber, mantém listas separadas para alguns tamanhos de segmentos disponíveis
       • Swapping
         • Em Round Roubin cada processo que tem seu quantum de tempo expirado, ele será trocado (swapped) por outro processo que estava na área de swapping.
         • recurso de gerenciamento de memória que realiza troca de dados entre a memória principal e a memória auxiliar (disco)
       • Memória Virtual
         • memória principal (RAM) e a memória secundária (disco rígido) são combinadas de forma a simular uma memória de tamanho muito maior que a efetivamente existente.
           • Mapeamento
             • Quando ocorre a execução de uma instrução ou qualquer referência à memória virtual uma TRADUÇÃO para o espaço de endereçamento real precisa ocorrer
           • Paginação
             • o espaço de endereçamento total (tanto o virtual como o real) é dividido em blocos de tamanho fixo chamados de páginas
           • Substituição de páginas
             • O maior problema consiste em definir que páginas remover da memória virtual quando um número máximo de páginas foi atingido
         • Retirada de páginas da memória virtual:
           • Aleatória (random)
             • escolhe uma página qualquer do working set para retirar da memória.
           • First-in-first-out (FIFO)
             • a página que foi carregada primeiro (mais antiga) sairá primeiro.
           • Least-recently-used (LRU):
             • seleciona a página usada menos recentemente (página que está a mais tempo sem ser referenciada).
           • Not-recently-used (NRU)
             • seleciona páginas que não tenham sido usadas recentemente
           • Least-frequently-used (LFU):
             • página menos frequentemente usada é selecionada
       • Memória alocada dinamicamente - SO
         • Mapa de Bits
         • Lista Livres (Disponíveis)
   • Arquitetura Von Neumann
     • Arquitetura de Sistemas Operacionais que permitiu os softwares estarem armazenados na mesma máquina do SO.

2. Arquiteturas

   • Monolítica
     • Arquitetura na qual todo funcionamento do SO acontece no mesmo nível. Exemplo: Linux
   • Camadas
     • Arquitetura que divide as atribuições do SO em camadas. Exemplo: Windows
   • Máquina Virtual
     • Máquina que abstrai ações do SO. Exemplo: JVM (Máquina Virtual Java), que executa bytecodes
     • JVM
     • DVM
     • CLR
   • Microkernel
     • Arquitetura de SO na qual as funções do Kernel são reduzidas

3. Gerência de Arquivos

   • Formas de Acesso
     • Direto
     • Sequencia.l
     • Indexado
   • Blocos
     • físicos
     • lógicos

4. Gerência de E/S

   • Categoria
     • Dispositivo de Bloco
       • Discos
       • Pen Drive
     • Dispositivo de Caractere
       • Teclado
       • Mouse
       • IImpressora
   • Comunicação
     • Interface Serial
     • Interface Paralela
   • Formas
     • DMA
     • Interrupção
     • Interação Processador X Dispositivo
       • Programada
       • Polling

5. pipe

   • forma de encadeamento entre a saída de um processo e a entrada de outro

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