Sistemas Operativos, Manejo de la memoria 8 Segmentación — Transcript

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1. 0:01Hola, ¿qué tal? ¿Cómo estás? Seas
2. 0:03bienvenido al curso Fundamentos de
3. 0:05Sistemas Operativos. Estamos viendo el
4. 0:07tema de manejo de la memoria. Hago
5. 0:10referencia al capítulo ocho del libro de
6. 0:12texto de Silberschatz y Galvin.
7. 0:15A continuación vamos a ver otra técnica
8. 0:18diferente a la paginación, que ahora es
9. 0:20la segmentación.
10. 0:22¿Y qué es la segmentación? Pues la
11. 0:24segmentación es un esquema de manejo de
12. 0:27la memoria que es visible para el
13. 0:28programador.
14. 0:30La paginación, a lo mejor no te lo
15. 0:32mencioné, pero la paginación es
16. 0:34invisible para el programador.
17. 0:36¿Por qué es invisible para el
18. 0:37programador?
19. 0:39Porque de una dirección de memoria el
20. 0:41programador no tiene por qué saber
21. 0:43cuántos bits son para la página y
22. 0:45cuántos bits para el desplazamiento.
23. 0:48Es decir, el programador puede estar
24. 0:50manipulando direcciones y estar pasando
25. 0:53por diferentes páginas sin darse cuenta.
26. 0:56En cambio, la segmentación sí es visible
27. 1:00para el programador y ahora el
28. 1:02programador va a tener que estar atento
29. 1:05en no salirse de un segmento. Vamos a
30. 1:07ver esto.
31. 1:09Ahora pues un programa es una colección
32. 1:12de segmentos.
33. 1:14Y un segmento pues es una unidad lógica
34. 1:16como
35. 1:18código,
36. 1:19donde está el programa principal, las
37. 1:21funciones, todo lo que es el código del
38. 1:24programa.
39. 1:26Stack. En el stack ¿qué se almacena?
40. 1:29Pues por ejemplo, cuando nosotros
41. 1:31hacemos una llamada a una función, ahí
42. 1:33se almacena la dirección de retorno.
43. 1:36También, por ejemplo, ahí se pasan
44. 1:38parámetros a las funciones que son
45. 1:41parámetros utilizados localmente
46. 1:44y todas las variables locales en las
47. 1:47funciones
48. 1:48se guardan en el stack.
49. 1:50Y bueno, pues ustedes saben cómo es un
50. 1:52stack.
51. 1:53La lógica en un stack es
52. 1:56primero en entrar, último en salir.
53. 1:59Y porque un stack y las variables
54. 2:02globales se guardan en un stack,
55. 2:04nosotros podemos hacer programas
56. 2:06recursivos,
57. 2:07que en algún momento dado ya lo debieron
58. 2:10de haber visto.
59. 2:12Y bueno, pues los datos.
60. 2:15¿Qué hay en el segmento de datos? Pues
61. 2:18están las variables globales.
62. 2:20Entonces podríamos decir que cuando un
63. 2:23proceso está cargado en memoria, pues va
64. 2:25a haber un segmento de código,
65. 2:27un segmento de stack y un segmento de
66. 2:29datos.
67. 2:32Ahora pues si vemos una visión lógica de
68. 2:35la segmentación, pues en el espacio de
69. 2:37usuario tendríamos, por ejemplo, los
70. 2:39segmentos del programa. Como podemos ver
71. 2:42los segmentos son de diferente tamaño,
72. 2:45es decir, ahora tenemos segmentos
73. 2:48y estos segmentos son de longitud
74. 2:50variable y en el espacio de direcciones
75. 2:53físico estos segmentos pues están en
76. 2:56diferentes direcciones físicas.
77. 3:02Ahora vamos a ver cómo se haría la
78. 3:04traducción de direcciones lógicas a
79. 3:07direcciones físicas con segmentación,
80. 3:11¿de acuerdo?
81. 3:12Vamos a suponer que tenemos tres
82. 3:14segmentos.
83. 3:16Este segmento empieza en la dirección
84. 3:1910,000 hexadecimal, es decir, la
85. 3:21dirección física donde inicia este
86. 3:22segmento es la dirección 10,000
87. 3:25hexadecimal.
88. 3:26Este segmento mide 4,096
89. 3:29bytes que en hexadecimal es 1,000.
90. 3:33El segundo segmento
91. 3:35empieza en la dirección física 12,000
92. 3:39hexadecimal.
93. 3:41Este segmento mide
94. 3:4416,384
95. 3:47bytes que en hexadecimal es 4,000.
96. 3:51Y el tercer segmento empieza en la
97. 3:53dirección física 18,000
98. 3:57hexadecimal
99. 3:58y mide
100. 4:0010,240
101. 4:02bytes que en hexadecimal
102. 4:04es 2,800.
103. 4:07Bueno, para esto entonces vamos a tener
104. 4:09ahora una tabla de segmentos donde el
105. 4:13índice de la tabla de segmentos va a ser
106. 4:15el número de segmento
107. 4:17y en esta tabla va a estar contenida la
108. 4:19base
109. 4:20que es donde inicia el segmento, por
110. 4:23ejemplo, 10,000 para el segmento 0,
111. 4:2612,000 para el segmento 1,
112. 4:2918,000 para el segmento 2. Y el tamaño
113. 4:33aquí está en hexadecimal,
114. 4:351,000 que es 4,096 para el segmento 0,
115. 4:394,000 hexadecimal que es 16,384
116. 4:42para el segmento 1
117. 4:44y 2,800 hexadecimal que es 10,240 para
118. 4:49el segmento 2.
119. 4:52Ahora pues una dirección lógica se va a
120. 4:54conformar de segmento y desplazamiento.
121. 4:59El número de segmento pues lo vamos a
122. 5:01utilizar como índice en la tabla de
123. 5:04segmentos,
124. 5:05vamos a obtener esta base y a esta base
125. 5:09le vamos a sumar el desplazamiento, ¿de
126. 5:12acuerdo?
127. 5:14Algo que va a ser importante es que aquí
128. 5:16tenemos que comparar si este
129. 5:18desplazamiento no excede el tamaño del
130. 5:21segmento.
131. 5:22En este caso no fue así,
132. 5:24por lo tanto pues fue
133. 5:2612,000 que fue la base más 2F00
134. 5:31que es el desplazamiento,
135. 5:33esto me dio
136. 5:3514F00
137. 5:38que es la dirección física que
138. 5:40corresponde a esta dirección lógica.
139. 5:45Ahora vamos a ver
140. 5:47un ejemplo donde tengo
141. 5:49una dirección lógica que es segmento 1
142. 5:53offset
143. 5:544,100.
144. 5:57¿Qué va a pasar aquí? Pues resulta que
145. 5:59este 4,100
146. 6:01excede el tamaño del segmento.
147. 6:04¿Qué es lo que va a pasar?
148. 6:06Pues esta va a ser una dirección física
149. 6:09inválida, ¿de acuerdo?
150. 6:12¿Por qué razón? Porque aquí sí, en la
151. 6:14segmentación tenemos que estar atento
152. 6:17de que el desplazamiento no exceda el
153. 6:20tamaño del segmento.
154. 6:24Bueno, pues así es como se hace la
155. 6:26traducción de direcciones lógicas en un
156. 6:29sistema de segmentación a direcciones
157. 6:31físicas.
158. 6:33Yo tengo una dirección virtual que es
159. 6:34segmento, desplazamiento.
160. 6:37A este segmento
161. 6:40se le suma un apuntador a la tabla de
162. 6:42segmentos, ¿para qué?
163. 6:44Para saber en dónde está la entrada,
164. 6:47donde está el tamaño y la base.
165. 6:50A esta base le vamos a sumar el
166. 6:53desplazamiento, si es que el
167. 6:54desplazamiento no excede el tamaño, ¿de
168. 6:56acuerdo?
169. 6:58Y esto nos va a dar una dirección
170. 7:01física.
171. 7:04Es decir, en resumen,
172. 7:06una dirección lógica consiste de un par
173. 7:08que es segmento desplazamiento
174. 7:11y tenemos una tabla de segmentos que
175. 7:14mapea de forma bidimensional
176. 7:16direcciones
177. 7:18físicas.
178. 7:20Cada entrada de la tabla contiene la
179. 7:22base que es la dirección,
180. 7:25donde inicia ese segmento y el límite
181. 7:28que indica el tamaño de ese segmento.
182. 7:33Vamos a ver que ahora vamos a tener en
183. 7:36el procesador un registro que va a ser
184. 7:38el
185. 7:42¿Qué va a ser ese registro? Pues va a
186. 7:44ser un registro que apunta a la
187. 7:46dirección de la tabla de segmentos en
188. 7:48memoria, es decir,
189. 7:50donde inicia la tabla de segmentos, en
190. 7:52qué parte de la memoria está.
191. 7:55Y también voy a tener otro registro que
192. 7:58va a ser el
193. 8:01Este registro indica el número de
194. 8:03segmentos que va a tener el programa,
195. 8:06¿de acuerdo?
196. 8:07Por lo tanto, pues una dirección va a
197. 8:10ser válida si el número de segmento del
198. 8:13cual quiero traducir la dirección
199. 8:16va a ser menor que STLR,
200. 8:19es decir, no se va a salir
201. 8:21de la tabla de segmentos.
202. 8:25Recolocación.
203. 8:26¿Okay? En la segmentación la
204. 8:28recolocación es dinámica.
205. 8:31Puede ser también por tabla de segmentos
206. 8:35y la compartición
207. 8:37también puedo tener segmentos
208. 8:39compartidos.
209. 8:41Es decir, el mismo número de segmento
210. 8:46y la asignación
211. 8:48pues la asignación, por ejemplo, puede
212. 8:49ser el primer ajuste
213. 8:51o el mejor ajuste.
214. 8:54En la segmentación voy a tener
215. 8:56fragmentación externa, esto pues es el
216. 8:59mismo problema que estuvimos viendo con
217. 9:01particiones de tamaño variable, ¿se
218. 9:03acuerdan?
219. 9:06Y en la segmentación pues voy a tener
220. 9:09bits de protección asociados a los
221. 9:11segmentos,
222. 9:12es decir,
223. 9:13todo lo que es la compartición de
224. 9:15memoria ocurre a nivel de segmentación.
225. 9:20Y bueno, en la segmentación lo que vamos
226. 9:22a utilizar también o una de las ventajas
227. 9:24que tiene la segmentación es que a nivel
228. 9:27segmentación es donde se pueden manejar
229. 9:29los permisos de cada segmento.
230. 9:32Por ejemplo,
231. 9:33con estos bits de protección
232. 9:36yo puedo indicar que un segmento va a
233. 9:37tener permisos de solo ejecución
234. 9:40y, por lo tanto, pues un programa no va
235. 9:42a poder escribir
236. 9:44en un segmento que tenga permisos de
237. 9:46solo ejecución.
238. 9:47Por ejemplo, esos permisos se
239. 9:49utilizarían para lo que es el segmento
240. 9:51de código.
241. 9:52Sin embargo, por ejemplo, el segmento de
242. 9:54datos pues va a tener permisos de
243. 9:57lectura y escritura,
244. 9:58pero no va a tener permisos de
245. 10:00ejecución. Por lo tanto, no puedo tener
246. 10:03código cargado en el segmento de datos.
247. 10:07Y bueno, pues ya que los segmentos
248. 10:09varían en longitud,
249. 10:11la asignación de memoria pues es un
250. 10:13problema de asignación dinámica.
251. 10:16Aquí vemos un ejemplo de la
252. 10:18compartición, por ejemplo, es el ejemplo
253. 10:20del editor.
254. 10:22Los editores de texto, pues bueno,
255. 10:24el editor tiene segmentos de código,
256. 10:26esos segmentos pues van a estar
257. 10:28compartidos, ¿de acuerdo? Es decir, si
258. 10:30vemos la tabla de segmentos de los dos
259. 10:33procesos,
260. 10:34pues
261. 10:35en ambos procesos el segmento de código
262. 10:37tiene la misma dirección base y tiene el
263. 10:40mismo tamaño, ¿de acuerdo?
264. 10:43Y pues los segmentos de datos, pues los
265. 10:45segmentos de datos van a ser, por
266. 10:46ejemplo, en donde los editores de texto
267. 10:49pues van a tener los archivos que van a
268. 10:51estar editando
269. 10:52y estos pues obviamente van a ser
270. 10:54diferentes, van a ser diferentes para
271. 10:56cada editor
272. 10:57porque de esta manera pues cada editor
273. 10:59puede estar editando
274. 11:00diferentes archivos.
275. 11:04Muchas gracias por tu atención, espero
276. 11:06haya quedado claro y si no, pues las
277. 11:08dudas las preguntamos.