Memoria virtual con multiprogramacion
Cuando se aplican métodos de memoria virtual en sistemas multiprogramados, surgen nuevos problemas o elecciones de diseño.
Contenido
Criterios locales y globales
A la hora de elegir página víctima, podemos elegirla entre las asignadas al proceso (criterio local), o entre todas las páginas del sistema (Criterio global).
- Criterio local: Mantiene constante el número de páginas de un proceso cargadas en memoria, y es más eficiente, al operar sólo con las páginas del proceso. Se plantea el problema de determinar el número inicial de marcos.
- Criterio global: La asignación dinámica de marcos se adapta a las necesidades de los procesos. Se plantea el problema de que el criterio de sustitución favorece al proceso activo, ya que un proceso inactivo puede encontrarse que cuando le llegue el turno, se encuentre sus páginas movidas a memoria.
- Criterio mixto: Tiene las ventajas de ambos criterios, ya que, ante una sustitución, se aplica un criterio local, de manera que el algoritmo de sustitución opera sobre un conjunto menor de marcos, y de forma dinámica, se equilibra el número de marcos entre procesos.
Modelo del conjunto de trabajo
Se define como conjunto de trabajo el rango de páginas con las que opera un proceso durante una fase de su ejecución, es decir, el conjunto de páginas que hay que mantener en memoria para que no se produzcan fallos de página mientras dure dicha fase. Por ejemplo, puede que, al iniciarse un proceso, necesite un rango de 10 o 20 páginas, y que, pasado un tiempo, se estabilice, usando únicamente 3 o 4. Su conjunto de trabajo es un rango de páginas que cambia a lo largo del tiempo.
El objetivo es evitar la hiperpaginación, es decir, la sobrecarga debida a un aumento de la frecuencia de fallos de página hasta que se produzca un fallo de página cada pocas instrucciones.
La estrategia es tener como máxima el no retirar nunca a un proceso una página perteneciente a su conjunto de trabajo.
Aplicación de frecuencia de fallos de páginas
Ya que el sistema operativo no puede saber cuál es el conjunto de trabajo de un proceso, se sigue una estrategia aproximada: Asignar dinámicamente el número de marcos en función de la frecuencia de fallos de página, que se limita superior e inferiormente.
Así, nunca habrá procesos con un número excesivo de marcos (Aprovechamiento) ni con menos de los necesarios (Posible hiperpaginación)
Marcos de reserva
Una posible decisión de diseño es la de mantener siempre una lista de marcos libres, ya que la memoria virtual funciona mejor si hay marcos libres cuando se produce un fallo de página.
Un demonio de paginación se ejecuta periódicamente, para descargar páginas que no estén en uso aplicando algún criterio de sustitución.
Esta decisión de diseño es discutible en sistemas interactivos, ya que, tras periodos de inactividad por parte del usuario, este se puede encontrar con una sobrecarga añadida en la reanudación, al haber muchos procesos cuyas páginas han sido descargadas.
Carga de páginas por anticipado
Para evitar fallos de página, se pueden cargar páginas antes de que hagan falta, aplicando criterios de:
- Localidad espacial: Al transferir una página, se transfieren también sus adyacentes.
- Conjuntos de trabajo: En caso de bloqueo, se anotan las páginas que supuestamente pertenecen al conjunto de trabajo, para que, al reactivarlo, se carguen todas esas páginas. El sistema operativo Android es un ejemplo de administrador de memoria que aplica esta técnica.
