Lista de Exercícios - Gerência de Memória

Matéria: Sistemas Operacionais

Lista de Exercícios – Gerencia de Memória

1 - Qual o objetivo principal da gerência de memória?

A gerencia de memória serve para aperfeiçoar cada vez mais o uso da mesma, devido a necessidade de ter cada vez mais programas rodando simultaneamente, que demandam mais performance, segurança, isolamento, entre outros.

2 - Diferencie endereços lógicos de endereços físicos.

O endereço lógico é um endereço que é obtido em relação ao programa em execução, como o endereços lógicos iguais podem ter endereços físicos diferentes pois os programas podem estar em espaços de endereçamentos diferentes.

3 - O que é e quais as funções da MMU (Unidade de Gerenciamento de Memória)?

O MMU é um dispositivo que mapeia o endereço virtual para o físico. Na MMU, o valor no registro de realocação é adicionado a todo o endereço lógico gerado por um processo do utilizador na altura de ser enviado para a memória. O programa do utilizador manipula endereços lógicos; ele nunca vê endereços físicos reais.

4 - Explique o processo de tradução de um endereço lógico gerado pela CPU para um endereço físico da memória.

O gerenciador atribui um endereço logico ao processo, que passa pelo MMU e converte esse em endereço físico.

5 - Pra que serve a técnica de Overlay e como funciona?

A técnica de overlay divide o programa em módulos, de forma que cada parte possa executar independentemente uma da outra, utilizando uma mesma área de memória.

Deve ser implementado pelo usuário (sem suporte do S.O) quando o processo é maior que a memória a ele alocada.

6 - Pra que serve a técnica de Swapping e como funciona?

É uma técnica aplicada à gerência de memória que visa dar maior taxa de utilização à memória principal, melhorando seu compartilhamento. Visa também resolver o problema da falta de memória principal num 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, 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. 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.

 7 - Explique o conceito de Alocação Contígua e explique o problema de Fragmentação.

Consiste em armazenar um arquivo em blocos, sequencialmente dispostos. Neste tipo, o sistema localiza um arquivo através do endereço do bloco e da sua extensão em blocos. A alocação apresenta um problema chamado fragmentação de espaços livres. O problema pode se tornar crítico quando um disco possuir blocos livres disponíveis, porém sem um segmento contíguo onde o arquivo possa ser alocado. 

8 - Como a Compactação ajuda no problema de fragmentação.

A compactação ajuda na fragmentação porque ele junta todos os buracos e os deixa contíguos.

9 - Explique o conceito de Paginação.

A paginação da memória do computador é um processo de virtualização da memória que consiste na subdivisão da memória física em pequenas partições de tamanho fixo (frames), para permitir uma utilização mais eficiente da mesma.

10 - Como é feita a tradução do endereço lógico em físico com a Paginação.

O Endereço logico é dividido em numero da página e deslocamento página, o MMU faz a conversão entre endereço logico e endereço físico.

11 - O que são as TLBs e como elas auxiliam na tradução do endereço lógico para o físico?

É uma cache especial de referência rápida, chamado registradores associativos ou translation look-aside buffers (TLBs). Tal como uma cache de memória mantém uma cópia dos dados acedidos mais recentemente, um TLB mantém uma cópia dos endereços físicos das frames de memória acedidas mais recentemente facilitando a tradução de endereços lineares em endereços físicos, evitando a consulta à tabela de páginas localizada na memória.

12 - Como funciona o esquema de paginação de dois níveis?

Na paginação a 2-níveis, os endereços virtuais incluem agora 3 componentes de bits que controlam o número de tabelas de páginas, o número de páginas por tabela e o tamanho das páginas.

13 - Como funciona e qual a importância de páginas compartilhadas?

Através da paginação é possível compartilhar código entre os processos, desde que ele seja reentrante (não modifique a si próprio). O sistema operacional deve garantir (via hardware) que nenhum processo altere (escreva) estas páginas. Outra restrição é que as páginas com código devem ter os mesmos números para todos os processos. Por ex., se a página compartilhada pelos processos P1 e P2 é a página 5 do processo P1, ela deve ser também a página 5 do processo P2. Em outras palavras, as páginas compartilhadas devem ocupar as mesmas posições relativas dentro dos espaços lógicos de cada processo.