Memória virtual + Segmentação

Aluno: Andre Ferreira Fiche

MEMÓRIA VIRTUAL

É a técnica de gerenciamento que combina a memória principal e a secundária dando ao usuário uma idéia de que existe mais memória principal.
*Desvincula o endereçamento feito pelo programa dos endereços físicos da memória principal;
*Um programa residente na memória virtual faz referências a endereços virtuais;
*O endereço virtual é traduzido para o endereço físico através de mapeamento;
*Os programas podem ser muito maiores que a sua memória física, apenas uma parte do programa está residente na memória em um determinado instante, o restante do programa fica na memória secundária até ser referenciado.

SEGMENTAÇÃO

• A memória virtual discutida até agora é unidimensional, dado que vai de 0 até um endereço máximo.
Em alguns casos isto representa um problema
Tomemos como exemplo a execução de um compilador, que durante a sua execução gera.

1. O texto fonte pre-processado.
2. Uma tabela de símbolos
3. Uma tabela de constantes
4. Uma árvore sintática
5. Uma pilha.

• Os quatro 1º itens crescem continuamente durante a compilação, enquanto a pilha varia de tamanho.
Em uma memória unidimensional estas informações teriam que serem colocadas de
forma contínua no espaço de endereçamento virtual
Imagine o que acontece quando um programa tem um número extremamente grande de variáveis e todo o resto normal.

Nota-se a necessidade de um mecanismo capaz de livrar o programador da contração e expansão de tabelas, da mesma maneira que a memória virtual elimina a preocupação de organizar o programa em overlays
Uma solução extremamente direta é prover a máquina com vários espaços de endereçamento independentes, chamados segmentos
Cada segmento tem um tamanho dinâmico e independente dos outros (de 0 a um máximo)

Para especificar um endereço nesta memória segmentada e bidimensional, o programa deve fornecer um endereço composto de 2 partes: um no. de segmento e um endereço dentro do segmento
Permite que cada tabela cresça ou encolha, Independentemente.
É preciso enfatizar que cada segmento é uma entidade lógica conhecida e utilizada pelo programador, normalmente para armazenar informações relacionadas.
Segmentos podem ter diferentes proteções

– EX: um segmento que armazena código pode ser marcado como somente execução
– Um segmento que armazena constantes, como somente leitura.
– Segmento que possui a pilha como leitura/escrita

• Tentativas de acesso indevidas podem ser capturados e tratados pelo hardware ou SO.
A proteção faz bem mais sentido em uma memória segmentada que em uma paginada, dado que o conteúdo de cada página (ao contrário do conteúdo de cada segmento) é acidental
Embora seja possível se colocar alguns bits de proteção em cada entrada na tabela de pág. a fim de especificar o acesso permitido, o programador deveria manter o controle de onde estão os limites das pág. em seu espaço de endereçamento, para poder utilizar esta propriedade.
A paginação foi criada exatamente para livrar o programador deste tipo de tarefa.

A segmentação difere da paginação em um ponto essencial: as pág. tem tamanho fixo e os segmentos não.
A figura a seguir mostra um exemplo de memória física com cinco segmentos, onde ocorrem as seguintes operações.

1. O seg. 1 é removido e o 7 colocado em seu lugar
2. O seg. 4 é removido e o 5 colocado em seu lugar
3. O seg. 3 é removido e o 6 colocado em seu lugar
(a)-(d) Desenvolvimento de fragmentação externa
(e) Remoção da fragmentação via compactação

• Após algum tempo de execução a memória estará dividida em regiões com segmentos ou lacunas.
Este fenômeno, chamado de fragmentação externa desperdiça memória nas lacunas
Isto pode ser sanado com a compactação dos segmentos.

HIBRIDO

Se os segmentos são grandes talvez seja desnecessário, ou mesmo impossível mantêlos totalmente na memória
Isto gerou a idéia de paginação dos segmentos, de modo que apenas as pág. de cada segmento realmente necessárias terão que estar na memória
Esta paginação funciona exatamente da mesma maneira que de modo isolado, só que divide o espaço de endereçamento de cada seg. em pág., ao invés do espaço de endereçamento como um todo
Várias arquiteturas e SO suportam e utilizam sementos paginados (ex: intel x86 e os SO Linux e Windows)