i a arquitetura de sistemas operacionaisoperacionaispopov/aulas/unisul/so/aso - cap. 10... ·...
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Arquitetura de Sistemas Arquitetura de Sistemas OperacionaisOperacionais
Francis Berenger MachadoFrancis Berenger MachadoLuiz Paulo MaiaLuiz Paulo Maia
Capítulo 10Capítulo 10Gerência de Memória VirtualGerência de Memória Virtual
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Espaço de Endereçamento Virtual
E n d e r e ç o F í s i c o
5 0 0
5 0 1
5 0 2
5 0 3
5 0 4
.
.
.
5 9 9
V E T [ 1 ]
V E T [ 2 ]
V E T [ 3 ]
V E T [ 4 ]
V E T [ 5 ]
.
.
.
.
.
.
V E T [ 1 0 0 ]
• Vetor de 100 posições
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cion
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Espaço de Endereçamento Virtual
• Espaço de endereçamento virtual e real Es
pa
ço d
e e
nd
ere
çam
en
to v
irtu
al
Esp
aço
de
en
de
reça
men
to r
eal
E n d e r e ç o v i r t u a l 0
E n d e r e ç o v i r t u a l 1
E n d e r e ç o v i r t u a l 2
E n d e r e ç o v i r t u a l 3
E n d e r e ç o v i r t u a l 4
E n d e r e ç o v i r t u a l 5
.
.
.
E n d e r e ç o v i r t u a l V
E n d e r e ç o r e a l 0
E n d e r e ç o r e a l 1
E n d e r e ç o r e a l 2
E n d e r e ç o r e a l 3
.
.
.
E n d e r e ç o r e a l R
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Espaço de Endereçamento Virtual
• Espaço de endereçamento virtual
M e m ó r i a V i r t u a l
.
.
.
.
M e m ó r i a P r i n c i p a l
M e m ó r i a S e c u n d á r i a
.
.
.
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Mapeamento
• Mapeamento
M e m ó r i a V i r t u a l
M e m ó r i a P r i n c i p a l
M a p e a m e n t o
.
.
.
.
.
.
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Mapeamento
• Tabela de mapeamento
P r o c e s s o A
E s p a ç o d ee n d e r e ç a m e n t o
v i r t u a l d e A
E n d e r e ç o v i r t u a l 1
.
.
.
T a b e l a d em a p e a m e n t o
d e A
E s p a ç o d ee n d e r e ç a m e n t o
v i r t u a l d e B
E n d e r e ç o v i r t u a l 1
.
.
.
T a b e l a d em a p e a m e n t o
d e B
P r o c e s s o B
M e m ó r i a P r i n c i p a l
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Memória Virtual por Paginação
• Tabela de páginas
M e m ó r i a V i r t u a l
.
.
.
.
P á g i n a v i r t u a l 0
P á g i n a v i r t u a l 1
P á g i n a v i r t u a l 2
P á g i n a v i r t u a l V
T a b e l a d ep á g i n a s
E T P
M e m ó r i a P r i n c i p a l
M e m ó r i a S e c u n d á r i a
.
.
.
P á g i n a r e a l 0
P á g i n a r e a l 1
P á g i n a r e a l R
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Memória Virtual por Paginação
• Tradução do endereço virtual P á g i n a v i r t u a l
D e s l o c a m e n t o
E n d e r e ç o v i r t u a l
D e s l o c .N P V
E n d . d o f r a m e
E T P
T a b e l a d e p á g i n a s
E n d . d o f r a m e D e s l o c .
F r a m e
D e s l o c a m e n t o
E n d e r e ç o f í s i c o
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Memória Virtual por Paginação
• Mecanismo de tradução
E n d e r e ç o v i r t u a l
T a b e l a d e p á g i n a s
B i t d e v a l i d a d e
0
M e m ó r i a P r i n c i p a l
M e m ó r i a s e c u n d á r i a
T a b e l a d e p á g i n a s
B i t d e v a l i d a d e
1
M e m ó r i a P r i n c i p a l
M e m ó r i a s e c u n d á r i a
P a g e i n
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Políticas de Substituição de Páginas
• Substituição de páginas
M e m ó r i a P r i n c i p a l
A r q u i v o d ep a g i n a ç ã o
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Working Set
• Conceito de localidade
P á g i n a 0
P á g i n a 1
P á g i n a 2
P á g i n a 3
P á g i n a 4
I n i c i a l i z a ç ã o
W H I L E ( ) D O B E G I N
E N D ;
I m p r i m e r e s u l t a d o s
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10/12
Working Set
• Modelo de working set
t e m p o
P 2 P 3 P 2 P 8
t 1 t 2
J a n e l a d o w o r k i n g s e t ( t )
W ( t , t )2
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10/13
Working Set
• Tamanho do working set
t e m p o
P 2 P 3 P 4 P 5 P 2 P 5 P 5 P 5 P 5 P 6
t 1 t 2 t 3
t a t b
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10/14
Working Set
• Taxa de page fault x limite de páginas reais
L i m i t e d e p á g i n a s r e a i s
Taxa
de
pa
ge
fa
ult
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acio
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Algoritmos de Substituição de Páginas
• FIFO
P á g i n am a i s a n t i g a
P á g i n am a i s r e c e n t e
s a í d a e n t r a d a
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achad
o/M
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10/16
Algoritmos de Substituição de Páginas
• FIFO com Buffer de Páginas
i n í c i o fi m
i n í c i ofi m
( a ) ( c )( b )
L i s t a d e p á g i n a s l i v r e s
L i s t a d e p á g i n a s a l o c a d a s
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– M
achad
o/M
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10/17
Algoritmos de Substituição de Páginas
• FIFO Circular (Clock)
P 1
P 2
P 3
P 4P 5
P n
B R = 1
B R = 1
B R = 0
p á g i n am a i s
a n t i g a
( a )
P 1
P 2
P 3
P 4P 5
P n
B R = 0
B R = 0
B R = 0
p á g i n as e l e c i o n a d a
( b )
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– M
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10/18
Tamanho de Página
• Fragmentação interna
P á g i n a 0
P á g i n a 1
P á g i n a 2
P á g i n a 3
P á g i n a 4
P R O G R A M F r a g ;V A R
P R O C E D U R E A ;
E N D ;
B E G I N
E N D .
F r a g m e n t a ç ã o
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– M
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o/M
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10/19
Paginação em Múltiplos Níveis
• Paginação em um nível
0
1
2
( 2 - 1 )2 0
T a b e l a d e p á g i n a s
D e s l o c .N P V
1 2 b i t s2 0 b i t s
E n d e r e ç o V i r t u a l
3 2 b i t s
4 M b
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– M
achad
o/M
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10/20
Paginação em Múltiplos Níveis
• Endereço virtual em dois níveis
T a b e l a d i r e t ó r i o
D e s l o c .1 2 b i t s
N P V 11 0 b i t s
E n d e r e ç o V i r t u a l
N P V 21 0 b i t s
T a b e l a d e p á g i n a s
f r a m e
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Sis
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nais
– M
achad
o/M
aia
10/21
Paginação em Múltiplos Níveis
• Paginação em dois níveis
M e m ó r i a P r i n c i p a l
1 0 2 3
T a b e l a d i r e t ó r i o
0
1
2
3
0
1
2
1 0 2 3
T a b e l a d e p á g i n a s 1
3
0
1
2
1 0 2 3
T a b e l a d e p á g i n a s 0
3
0
1
2
1 0 2 3
T a b e l a d e p á g i n a s 1 0 2 3
3
f r a m e 1 0 0
f r a m e 2 0 0 0
f r a m e 4 0 0 0
f r a m e 3 0 0 1 0 0
4 0 0 0
2 0 0 0
3 0 0
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de
Sis
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acio
nais
– M
achad
o/M
aia
10/22
Translation Lookaside Buffer
• Translation lookaside buffer (TLB)
M e m ó r i a p r i n c i p a l
D e s l o c .N P V
E n d e r e ç o V i r t u a l
T r a n s l a t i o n L o o k a s i d e B u ff e r ( T L B )
B V T a g E n d . F í s i c o
0
1
0
1
0
1
T a b e l a d e m a p e a m e n t o
B V E n d . F í s i c o
1
1
1
0
1
0
1
M e m ó r i a s e c u n d á r i a
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Sis
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– M
achad
o/M
aia
10/23
Proteção de Memória
• Proteção para páginas
L GE n d e r e ç o d a
p á g i n a / s e g m e n t o
B i t s d e p r o t e ç ã o
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– M
achad
o/M
aia
10/24
Proteção de Memória
• Mecanismo de proteção
D e s c r i ç ã o
S e m a c e s s oA c e s s o d e l e i t u r a
A c e s s o p a r a l e i t u r a / g r a v a ç ã o
L G
0 01 01 1
![Page 25: i a Arquitetura de Sistemas OperacionaisOperacionaispopov/aulas/unisul/so/ASO - Cap. 10... · Arquitetura de Sistemas OperacionaisOperacionais Francis Berenger Machado Luiz Paulo](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022081517/5be4816309d3f20a668cef77/html5/thumbnails/25.jpg)
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– M
achad
o/M
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10/25
Compartilhamento de Memória
• Compartilhamento de memória
P r o c e s s o A
E s p a ç o d ee n d e r e ç a m e n t o
v i r t u a l d e A
E n d e r e ç o v i r t u a l 1
.
.
.
T a b e l a d em a p e a m e n t o
d e A
E s p a ç o d ee n d e r e ç a m e n t o
v i r t u a l d e B
E n d e r e ç o v i r t u a l 1
.
.
.
T a b e l a d em a p e a m e n t o
d e B
P r o c e s s o B
M e m ó r i a P r i n c i p a l
P á g i n a
![Page 26: i a Arquitetura de Sistemas OperacionaisOperacionaispopov/aulas/unisul/so/ASO - Cap. 10... · Arquitetura de Sistemas OperacionaisOperacionais Francis Berenger Machado Luiz Paulo](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022081517/5be4816309d3f20a668cef77/html5/thumbnails/26.jpg)
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acio
nais
– M
achad
o/M
aia
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Memória Virtual por Segmentação
• Segmentação
P R O G R A M S e g m e n t o ;
V A R A : A R R A Y . . . C : . . .
P R O C E D U R E X ;
E N D ;
F U N C T I O N Y ;
E N D ;
B E G I N
E N D .
P r o c e d i m e n t o X
P r o g r a m a P r i n c i p a l
F u n ç ã o Y
A r r a y A
V a r i á v e l C
.
.
.
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ura
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Sis
tem
as O
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Memória Virtual por Segmentação
• Tradução do endereço virtual D e s l o c a m e n t o
E n d e r e ç o v i r t u a l
D e s l o c .
E n d . d o s e g m e n t o
E T S
T a b e l a d e s e g m e n t o s
D e s l o c .
S e g m e n t o n am e m ó r i a p r i n c i p a l
D e s l o c a m e n t o
E n d e r e ç o f í s i c o
S e g m e n t o v i r t u a l
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Memória Virtual por Segmentação com Paginação
• Segmentação com paginação
E n d e r e ç o d o f r a m e D e s l o c a m e n t o
D e s l o c a m e n t oN u m .
s e g m e n t oN u m .
p á g i n a
E n d e r e ç o v i r t u a l
S e g m e n t o v i r t u a l
E n d . d a t a b e l a d e p á g i n a s
E T S
T a b e l a d e s e g m e n t o s
E n d e r e ç o d o f r a m e
E T P
T a b e l a d e p á g i n a s
E n d e r e ç o f í s i c o
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Swapping em Memória Virtual
• Swapping em memória virtual M e m ó r i a P r i n c i p a l
P r o c e s s o A
P r o c e s s o B
P r o c e s s o E
P r o c e s s o D
P r o c e s s o CP r o c e s s o F
M e m ó r i a P r i n c i p a l
P r o c e s s o A
P r o c e s s o F
P r o c e s s o B
P r o c e s s o D
P r o c e s s o CA r q u i v o d e
s w a p p i n g
P r o c e s s o B