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Gerenciamento de Memória
Gerência de memória ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Memória lógica e memória física ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Unidade de Gerência de Memória ,[object Object],[object Object],[object Object],CPU MMU endereço lógico endereço físico
Exemplo de MMU CPU < > memória 100 799 sim sim não não registrador de limite inferior registrador de limite superior interrupção (endereço ilegal) interrupção (endereço ilegal) 123 123
Exemplo de MMU CPU > + memória 200 500 sim não 623 registrador de limite registrador de base interrupção (endereço ilegal) 123
Execução de programas ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Amarração de endereços ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Transformação de programa em processos programa compilador objeto ligador executável carregador RAM . . . fase de compilação fase de ligação fase de carga
Carregador absoluto x carregador relocador ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Código relocável ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Código absoluto ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Mecanismos básicos de gerência de memória ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Partições fixas ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Gerenciamento de partições fixas ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],S.O. S.O. p5 p8 p2 S.O. p5 p2 S.O. p5 p2 p9
Gerenciamento de partições fixas ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Gerenciamento de partições fixas ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Gerenciamento de partições fixas ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Desvantagem de partições fixas ,[object Object],[object Object],[object Object],S.O. 8 M 5 M 8 M 8 M 8 M processo fragmentação  interna
Algoritmos para alocação de partições fixas ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Partições variáveis ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],S.O. p1 p2 p3 320 K 224 K 288 K 400 K S.O. p1 p3 320 K 224 K 288 K 400 K S.O. p1 p3 320 K 128 K 288 K 400 K p4 96 K
Algoritmos para alocação de partições variáveis ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Algoritmos para alocação de partições variáveis Exemplos S.O. C A 20 K 40 K 30 K S.O. C A 20 K 40 K 30 K S.O. C A 20 K 40 K 30 K S.O. C A 20 K 40 K 30 K processo (10 K) best fit worst fit first fit
Desvantagens de partições variáveis ,[object Object],[object Object],[object Object],Exemplo: criação de processo com 120 K S.O. P1 P4 P3 96 K 64 K
Soluções possíveis para fragmentação externa ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Sistema Buddy ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Sistema Buddy 1024 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],A=128 128 256 512 A=128 128 B=256 512 A=128 B=256 512 C=64 64 A=128 B=256 C=64 64 D=256 256 A=128 256 C=64 64 D=256 256 128 256 C=64 64 D=256 256 E=128 256 C=64 64 D=256 256 E=128 256 D=256 256 128 512 D=256 256 1024
Swapping RAM backing store P1 P2 swap out swap in
Swapping ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Paginação ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Paginação página 0 1 2 3 frame 0 1 2 3 4 5 6 7 processo RAM
Endereço lógico em paginação ,[object Object],[object Object],[object Object],página 0 1 2 3 processo p E p p - número da página d - deslocamento P - tamanho da página (pot 2) d E = p + d b = E div p d = E mod p p d E m bits n m-n
Tradução endereço lógico em físico ,[object Object],[object Object],CPU p d endereço lógico f f d tabela de páginas RAM endereço físico
Exemplo de paginação ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Exemplo de paginação p d Endereço lógico Endereço físico f d 15 bits 2 13 16 bits 3 13
Exemplo de paginação CPU 0 C98 endereço lógico 0C98 tabela de páginas endereço físico 8C98 8 8 C98 End 0000 2000 4000 6000 8000 A000 C000 E000 Frame 0 1 2 3 4 5 6 7 memória física
Tamanho da página ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Proteção de páginas ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Compartilhamento de páginas ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Proteção e Compartilhamento CPU p d endereço lógico tabela de páginas endereço físico 4 f d End 0000 2000 4000 6000 8000 A000 C000 E000 Frame 0 1 2 3 4 5 6 7 memória física x x x A 2 pag. 2 pag. 0 pag. 1
Implementação da tabela de páginas ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Tabela de páginas em memória ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],p d f d endereço lógico endereço físico memória PTBR acesso 1 acesso 2 tabela processo
Translation look-aside buffers  (TLBs) ,[object Object],[object Object],[object Object],p d f d endereço lógico endereço físico tabela de páginas CPU TLB hit miss RAM
Tempo de acesso a memória ,[object Object],[object Object],CPU TLB MEM MEM MEM h 1 - h t médio  =  h  . ( t a tlb  +   t a mem ) + ( 1 - h  ) . (t a tlb  +   t a mem  + t a mem  )
Paginação multinível ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Paginação a dois níveis ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],p d f d t 32 bits 10 10 12 tabela de páginas diretório de tabela de páginas memória física
Paginação a três níveis ,[object Object],nível 1 nível 2 nível 3 deslocamento diretório global diretório intermediário tabela de página página
Tabela de páginas invertida ,[object Object],[object Object],[object Object],CPU p d endereço lógico pid  p f d tabela de páginas endereço físico pid f
Segmentação ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Segmentação pilha main program heap dados sqrt
Segmentação pilha main program heap dados sqrt <segment number, offset> segmento 0 segmento 1 segmento 2 segmento 3 segmento 4
Segmentação pilha main program heap dados sqrt segmento 0 segmento 1 segmento 2 segmento 3 segmento 4 seg 0 seg 3 seg 4 seg 2 seg 1
Hardware de Segmentação CPU s d s limite  base tabela de segmento < + RAM erro de endereçamento
Segmentação pilha main program heap dados sqrt segmento 0 segmento 1 segmento 2 segmento 3 segmento 4 seg 0 seg 3 seg 4 seg 2 seg 1 0 1 2 3 4 limite  base 100 300 100 400 100 50 1050 900 200 700 tabela de segmentos 50 200 600 700 800 900 1000 1050 1350 150
Proteção e Compartilhamento editor editor dados 1 dados 2 segmento 0 segmento 1 segmento 0 segmento 1 memória lógica processo 1 memória lógica processo 2 0 1 limite  base 100 300 50 200 tabela de segmentos processo 1 0 1 limite  base 100 500 50 800 tabela de segmentos processo 2 editor 50 150 dados 1 200 500 dados 2 800 1300
Implementação da tabela de segmentos ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
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  • 4.
  • 5. Exemplo de MMU CPU < > memória 100 799 sim sim não não registrador de limite inferior registrador de limite superior interrupção (endereço ilegal) interrupção (endereço ilegal) 123 123
  • 6. Exemplo de MMU CPU > + memória 200 500 sim não 623 registrador de limite registrador de base interrupção (endereço ilegal) 123
  • 7.
  • 8.
  • 9. Transformação de programa em processos programa compilador objeto ligador executável carregador RAM . . . fase de compilação fase de ligação fase de carga
  • 10.
  • 11.
  • 12.
  • 13.
  • 14.
  • 15.
  • 16.
  • 17.
  • 18.
  • 19.
  • 20.
  • 21.
  • 22.
  • 23. Algoritmos para alocação de partições variáveis Exemplos S.O. C A 20 K 40 K 30 K S.O. C A 20 K 40 K 30 K S.O. C A 20 K 40 K 30 K S.O. C A 20 K 40 K 30 K processo (10 K) best fit worst fit first fit
  • 24.
  • 25.
  • 26.
  • 27.
  • 28. Swapping RAM backing store P1 P2 swap out swap in
  • 29.
  • 30.
  • 31. Paginação página 0 1 2 3 frame 0 1 2 3 4 5 6 7 processo RAM
  • 32.
  • 33.
  • 34.
  • 35. Exemplo de paginação p d Endereço lógico Endereço físico f d 15 bits 2 13 16 bits 3 13
  • 36. Exemplo de paginação CPU 0 C98 endereço lógico 0C98 tabela de páginas endereço físico 8C98 8 8 C98 End 0000 2000 4000 6000 8000 A000 C000 E000 Frame 0 1 2 3 4 5 6 7 memória física
  • 37.
  • 38.
  • 39.
  • 40. Proteção e Compartilhamento CPU p d endereço lógico tabela de páginas endereço físico 4 f d End 0000 2000 4000 6000 8000 A000 C000 E000 Frame 0 1 2 3 4 5 6 7 memória física x x x A 2 pag. 2 pag. 0 pag. 1
  • 41.
  • 42.
  • 43.
  • 44.
  • 45.
  • 46.
  • 47.
  • 48.
  • 49.
  • 50. Segmentação pilha main program heap dados sqrt
  • 51. Segmentação pilha main program heap dados sqrt <segment number, offset> segmento 0 segmento 1 segmento 2 segmento 3 segmento 4
  • 52. Segmentação pilha main program heap dados sqrt segmento 0 segmento 1 segmento 2 segmento 3 segmento 4 seg 0 seg 3 seg 4 seg 2 seg 1
  • 53. Hardware de Segmentação CPU s d s limite base tabela de segmento < + RAM erro de endereçamento
  • 54. Segmentação pilha main program heap dados sqrt segmento 0 segmento 1 segmento 2 segmento 3 segmento 4 seg 0 seg 3 seg 4 seg 2 seg 1 0 1 2 3 4 limite base 100 300 100 400 100 50 1050 900 200 700 tabela de segmentos 50 200 600 700 800 900 1000 1050 1350 150
  • 55. Proteção e Compartilhamento editor editor dados 1 dados 2 segmento 0 segmento 1 segmento 0 segmento 1 memória lógica processo 1 memória lógica processo 2 0 1 limite base 100 300 50 200 tabela de segmentos processo 1 0 1 limite base 100 500 50 800 tabela de segmentos processo 2 editor 50 150 dados 1 200 500 dados 2 800 1300
  • 56.
  • 57.
  • 58.