Gerenciamento de Memória

Leia o material abaixo:

• Hardware de memória, prof. Maziero
• Uso da Memória, prof. Maziero
• Alocação de Memória, prof. Maziero
• Paginação em Disco, prof. Maziero
• Slides de Memória (diversos autores)

1. Considere um sistema cuja gerência de memória é feita através de partições variáveis.
   • Nesse momento, existem as seguintes lacunas (áreas livres): 10K, 4K, 20K,18K, 7K, 9K, 12K e 13K, nessa ordem.
   • Quais espaços serão ocupados pelas solicitações: 4K, 10K e 6K, nessa ordem, se:
     • first-fit for utilizado?
     • best-fit for utilizado?
     • worst-fit for utilizado?
2. Calcule o número de bits para página, quadro e deslocamento.
   • Memória lógica = 512K, Memória física = 512K, Tamanho de página = 8K
   • Tamanho de página = 4K, número de páginas = 8, número de quadros = 16
3. O que é paginação?
4. Qua é a diferença entre paginação e segmentação?
5. Considere que os processos da tabela abaixo devem ser executados em um SO com paginação.
   • A memória total é de 64K, o tamanho das páginas é de 4K e o SO ocupa 8K. Mostre como seria a alocação de quadros para cada processo.

1. Qual a diferença entre fragmentação interna e externa da memória principal?
2. Qual a principal diferença entre os sistemas que implementam paginação e segmentação?
3. Para que serve o bit de validade nas tabelas de páginas e segmentos?
4. Nos sistemas com paginação, a rotina para tratamento de page faults está residente na memória principal
   • Esta rotina pode ser removida da memória em algum momento?
   • O que aconteceria se esta rotina não estivesse na memória principal durante a ocorrência de um page fault?
5. Descreva como ocorre a fragmentação interna em um sistema que implementa paginação
6. Na figura abaixo está representada um esquema de paginação que utiliza 4 bits para índice da página e 12 bits para deslocamento. :prof_Islene:
   • Considerando esta tabela, indique para cada endereço virtual o endereço físico correspondente ou escreva page fault
     • 0010 0000 0000 0111
     • 0011 0000 1010 0000
     • 0100 0000 0000 0101
     • 1111 1111 1111 1111
     • 0000 0000 0000 0000
7. Seria possível e/ou viável implementar as conversões de endereços realizados pelas MMU em software, ao invés de usar um hardware dedicado? Por quê?
8. O que é memória virtual?
9. Quais das seguintes técnicas e estruturas de programação são "boas" para um ambiente de paginação por demanda? Quais delas são "más"? Explique suas respostas.
   • pilha
   • Busca Sequencial
   • Busca Binária
   • Operações em vetor
   • Simulação
10. Considere os seguintes algoritmos de substituição de páginas. Classifique estes algoritmos em uma escala de cinco pontos do "ruim" ao "perfeito" de acordo com a sua taxa de erros de página. Separe os algoritmos afetados pela anomalia de Belady daqueles que não o são.
    • Substituição LRU
    • Substituição FIFO
    • Substituição Ótima
    • Substituição da segunda chance
11. Considere a seguinte sequência de referências de páginas: 1,2,3,4,2,1,5,6,2,1,2,3,7,6,3,2,1,2,3,6
    • Quantos erros de pághinas iriam ocorrer para os seguintes algoritmos de substituição , considerando um, dois, três, quatro, cinco, seis ou sete quadros? Lembre-se de que todos os quadros estão inicialmente vazios, de modo que a primeira página de cada um implicará em um erro de página.
      • Substituição LRU
      • Substituição Ótima
      • Substituição do Relógio
      • Substituição WSClock
12. Você consegue imaginar alguma situação em que dar suporte à memória virtual seria uma má ideia e o que se ganha quando não é necessário o suporte a memória virtual? Explique
13. Exercícios do capítulo 3 do Tanembaum
14. Qual é a diferença entre paginação e segmentação? Qual a principal diferença entre os sistemas que implementam paginação e segmentação? Por quê alguns sistemas implementam Segmentação com Paginação?
15. Observe o programa abaixo:

 1: #define PAGESIZE 4096
 2: #define N 500000
 3: char mat[N][PAGESIZE];
 4: void funcao_A(char c) {
 5:   int i, j;
 6:   for (i = 0; i < N; i++)
 7:     for (j = 0; j < PAGESIZE; j++)
 8:       mat[i][j] = c;
 9: }
10: void funcao_B(char c) {
11:   int i,j;
12:   for (j = 0; j < PAGESIZE; j++)
13:     for (i = 0; i < N; i++)
14:       mat[i][j] = c;
15: }
16: int main() {
17:   funcao_A('*');
18:   funcao_B('-');
19:   return 0;
20: }

Considere que o seu sistema utiliza paginação e que o endereço mat[i][j] é calculado da seguinte forma: mat[i][j] = mat + (i*PAGESIZE+j)*sizeof(char)

• Qual função (funcao_A ou funcao_B) irá, provavelmente, ser executada mais rápido?
• Descreva duas razões relacionadas ao gerenciamento de memória que justificam a sua resposta acima.