TALLER 12 SANCHEZ MENDEZ MARIA AUXILIADORA

El concepto de almacenamiento a un sólo nivel, en el que la memoria secundaria aparece como una extensión de la memoria principal, se introdujo por primera vez en el ordenador Atlas de la Universidad de Manchester alrededor de 1960, y desde entonces ha ejercido una profunda influencia en el diseño de los ordenadores.

El almacenamiento a un sólo nivel puede llevarse a cabo mediante una técnica llamada paginación, según la cual el espacio de direcciones virtuales se divide en páginas del mismo tamaño (en el Atlas eran de 512 palabras). La memoria principal se divide también en marcos o páginas físicasdel mismo tamaño. Estos marcos son compartidos entre los distintos procesos que haya en el sistema, de forma que en cualquier momento un proceso dado tendrá unas cuantas páginas residentes en la memoria principal (sus páginas activas) y el resto en la memoria secundaria (sus páginas inactivas). El mecanismo de paginación cumple dos funciones:

-- Llevar a cabo la transformación de una dirección virtual a física, o sea, la determinación de la página a la que corresponde una determinada dirección de un programa, así como del marco, si lo hay, que ocupa esta página;

-- Transferir, cuando haga falta, páginas de la memoria secundaria a la memoria principal, y de la memoria principal a la memoria secundaria cuando ya no sean necesarias.

Cada proceso debe tener su propia tabla de páginas, y su dirección de comienzo en la memoria principal forma parte de la porción del PCB utilizada para realizar un cambio de proceso.

Como el número de marcos (cantidad de memoria real) asignados a un proceso será normalmente menor que el número de páginas que éste utiliza, es muy posible que una dirección del programa haga referencia a una página que no se encuentre en aquel momento en la memoria principal. En este caso el elemento correspondiente de la tabla de páginas estará vacío, provocando el hardware una interrupción de "fallo de página" si se intenta acceder a ella. Esta interrupción provoca que el control pase al software (al sistema operativo), para que éste inicie la transferencia de la página que falta desde la memoria secundaria a la memoria principal, y actualice de acuerdo con ello la tabla de páginas. El proceso en ejecución se hará no listo hasta que se haya completado esta transferencia. La posición de las páginas en la memoria secundaria puede guardarse en una tabla separada o en la misma tabla de páginas. En este último caso, es necesario un "bit de presencia" en cada elemento de la tabla de páginas, para indicar si la página se encuentra presente o no en la memoria principal, y si el campo de direcciones debe interpretarse como una dirección de marco, o bien como una dirección de la memoria secundaria.

Si no existe ningún marco vacío en el momento en que ocurre un fallo de página, hay que guardar en la memoria secundaria alguna otra página con el fin de hacer sitio a la nueva. La elección de la página que habrá que sacar es el resultado de un algoritmo de reemplazo de página, del cual veremos varios ejemplos en el tema siguiente. Por el momento, vamos a destacar tan sólo el hecho de que la información que necesita el algoritmo de cambio de página, puede estar contenida en algunos bits adicionales que se añaden a cada elemento de la tabla de páginas.