Gestione del Resident Set in Sistemi Operativi
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Questions and Answers

Qual è una caratteristica dell'allocazione fissa del resident set?

  • È possibile cambiare il numero di frame senza alcuna restrizione.
  • Il numero di frame può essere aumentato in base alle esigenze del sistema.
  • Il numero di frame è determinato al momento della creazione del processo. (correct)
  • Il numero di frame varia durante l'esecuzione del processo.

    • Quale strategia di rimpiazzamento non può essere utilizzata con l'allocazione fissa?

  • Politica globale. (correct)
  • Politica locale.
  • Politica di pulitura.
  • Frame locking.

    • Cosa implica la politica locale nella gestione del resident set?

  • Si sceglie un frame da rimpiazzare dallo stesso processo. (correct)
  • È sempre conveniente aumentare il numero di frame.
  • Non è possibile rimpiazzare frame bloccati.
  • Si possono sostituire frame di qualsiasi processo.

    • Cosa deve avvenire quando un frame è stato modificato secondo la politica di pulitura?

    <p>Si deve riportare la modifica sulla pagina corrispondente.</p> Signup and view all the answers

    Qual è un effetto collaterale di avere un alto resident set?

    <p>Minore frequenza di page faults.</p> Signup and view all the answers

    Quale tecnica di sostituzione di pagina utilizza un compromesso tra LRU e FIFO?

    <p>Sostituzione dell’Orologio</p> Signup and view all the answers

    Quale dei seguenti metodi di sostituzione di pagina tende a rimuovere pagine che sono state in memoria per più tempo?

    <p>Sostituzione FIFO</p> Signup and view all the answers

    Qual è il risultato della sostituzione LRU in un esempio specifico?

    <p>4 page faults</p> Signup and view all the answers

    Cosa accade al bit 'use' durante l'uso della sostituzione dell'Orologio?

    <p>Restituito a 1 durante ogni accesso</p> Signup and view all the answers

    Nella politica di buffering delle pagine, cosa viene fatto prima di rimuovere una pagina?

    <p>Messa in una cache</p> Signup and view all the answers

    Quale affermazione riguardo la gestione della memoria in Linux è corretta?

    <p>Il kernel si fida di se stesso</p> Signup and view all the answers

    Quale metodo di implementazione della sostituzione di pagina è descritto come molto costoso in hardware?

    <p>Sostituzione LRU</p> Signup and view all the answers

    Qual è il numero di page faults risultanti dall'utilizzo della sostituzione dell'Orologio in un esempio specifico?

    <p>5 page faults</p> Signup and view all the answers

    Quale caratteristica distingue il buffering delle pagine da altre tecniche di sostituzione?

    <p>Diviso tra pagine modificate e non modificate</p> Signup and view all the answers

    In cosa consiste la funzione dello 'use bit' nella sostituzione dell'Orologio?

    <p>Rappresenta se una pagina è stata usata o meno</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'overhead totale per ogni processo considerando le dimensioni della tabella delle pagine e l'occupazione del primo livello?

    <p>129kB</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta un TLB hit?

    <p>Quando la pagina richiesta è presente nel TLB</p> Signup and view all the answers

    Qual è il risultato di un TLB miss?

    <p>Si accede alla tabella delle pagine normale del processo</p> Signup and view all the answers

    Qual è uno dei metodi usati per rimpiazzare le pagine nel TLB quando è pieno?

    <p>LRU</p> Signup and view all the answers

    Cosa deve fare il sistema operativo riguardo al TLB durante un cambio di processo?

    <p>Resettare il TLB</p> Signup and view all the answers

    Qual è la funzione principale del TLB nella gestione della memoria virtuale?

    <p>Velocizzare gli accessi alle tabelle delle pagine</p> Signup and view all the answers

    Secondo le informazioni disponibili, quanti processi devono essere attivi in una RAM di 1 GB per occupare oltre metà della memoria con strutture di overhead?

    <p>4000 processi</p> Signup and view all the answers

    Cosa accade se una pagina non è presente in memoria principale durante un accesso al TLB?

    <p>Si gestisce un page fault</p> Signup and view all the answers

    Qual è il principale vantaggio della rilocazione con hardware speciale?

    <p>Riduce l'overhead durante il caricamento dei processi in memoria</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta il registro limite nella rilocazione di indirizzi relativi?

    <p>Il massimo valore di indirizzo consentito per un processo</p> Signup and view all the answers

    Qual è il risultato della somma tra il valore del registro base e l'indirizzo relativo?

    <p>L'indirizzo assoluto</p> Signup and view all the answers

    Quale di queste affermazioni riguardanti gli indirizzi logici è corretta?

    <p>Gli indirizzi logici sono sempre gli stessi indipendentemente dalla posizione in memoria.</p> Signup and view all the answers

    Cosa accade quando un indirizzo assoluto va oltre il valore del registro limite?

    <p>Viene generato un errore di accesso.</p> Signup and view all the answers

    La rilocazione a run-time senza hardware speciale presenta quale svantaggio significativo?

    <p>Comporta un notevole overhead durante il caricamento dei processi.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la funzione principale del registro base nella rilocazione di indirizzi?

    <p>Segnare l'inizio del segmento di indirizzo in memoria.</p> Signup and view all the answers

    Quale affermazione è vera riguardo alla rilocazione nel caso del CTSS?

    <p>Gli indirizzi assoluti sono determinati al momento del caricamento del programma.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il sistema principalmente utilizzato dal kernel per gestire le richieste di memoria grandi?

    <p>Buddy system</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni rappresenta una caratteristica della politica di pulitura nella gestione della memoria utente?

    <p>Scrittura ritardata il più possibile</p> Signup and view all the answers

    In quale situazione il kernel deve garantire che la memoria assegnata a un DMA sia contigua?

    <p>Quando utilizza pagine contigue nella RAM</p> Signup and view all the answers

    Qual è la politica di gestione del resident set in Linux?

    <p>Politica dinamica con replacement scope globale</p> Signup and view all the answers

    Quale algoritmo è attualmente utilizzato dal kernel recente per la sostituzione della memoria?

    <p>Algoritmo LRU corretto</p> Signup and view all the answers

    Cosa viene attivato quando una pagina diventa attiva dopo essere stata referenziata?

    <p>Flag PG active</p> Signup and view all the answers

    Qual è la funzione principale di kswapd nel sistema di gestione della memoria di Linux?

    <p>Scorrere solo le pagine inattive</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo all’allocazione della memoria del kernel?

    <p>Utilizza pagine pronte per richieste piccole</p> Signup and view all the answers

    Quale affermazione descrive meglio il requisito di protezione in un sistema operativo?

    <p>È necessario autorizzare l'accesso ai dati di un altro processo.</p> Signup and view all the answers

    Qual è uno dei principali vantaggi della condivisione della memoria tra processi?

    <p>Riduce il consumo di memoria condividendo codice.</p> Signup and view all the answers

    Quale metodo è utilizzato dal sistema operativo per organizzare la memoria a livello logico?

    <p>Segmentazione e paginazione.</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo il partizionamento fisso?

    <p>Può causare frammentazione interna.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il problema principale associato al partizionamento dinamico?

    <p>Frammentazione esterna della memoria.</p> Signup and view all the answers

    Quale algoritmo di posizionamento tende a migliorare gli spazi utilizzabili nella memoria ma porta a un'elevata frammentazione?

    <p>Best-fit.</p> Signup and view all the answers

    Che cos'è il Buddy System nella gestione della memoria?

    <p>Un compromesso tra partizionamento fisso e dinamico.</p> Signup and view all the answers

    Quando un processo viene eseguito, quale struttura mantiene le informazioni sul posizionamento delle sue pagine?

    <p>La tabella delle pagine.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la dimensione tipica di una pagina nella memoria virtuale?

    <p>100 bytes.</p> Signup and view all the answers

    Quale approccio utilizza il sistema operativo quando due processi possono condividere memoria?

    <p>Sovrapposizione.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la principale funzione della rilocazione nella gestione della memoria?

    <p>Aggiorna gli indirizzi di memoria a tempo di esecuzione.</p> Signup and view all the answers

    In un sistema di paginazione, come vengono gestite le pagine e i frame?

    <p>Le pagine possono essere allocate arbitrariamente nei frame.</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti tecniche non fa parte del partizionamento della memoria?

    <p>Allocazione statica.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Sistemi Operativi - Modulo I: La Gestione della Memoria

    • La memoria oggi è a basso costo, ma le moderne applicazioni richiedono sempre più memoria.
    • Gestire la memoria è necessario per il corretto funzionamento del sistema operativo.
    • La gestione della memoria include lo swap di blocchi di dati dalla memoria secondaria.
    • La gestione dell'I/O è più lenta del processore, quindi il sistema operativo deve pianificare lo swap in modo intelligente per massimizzare l'efficienza del processore.
    • La gestione della memoria è necessaria per garantire la corretta esecuzione dei processi e per evitare che un singolo processo consumi tutta la memoria disponibile.
    • La rilocazione è fondamentale, il programmatore non deve conoscere dove verrà caricato il programma nella memoria.
    • La protezione è necessaria per impedire che un processo acceda a zone di memoria riservate ad altri processi.
    • La condivisione permette a più processi di accedere alla stessa zona di memoria.
    • L'organizzazione logica della memoria permette ai programmi di essere scritti e compilati separatamente.
    • L'organizzazione fisica della memoria gestisce il flusso tra memoria RAM e memoria secondaria, non lasciando questa gestione al programmatore.

    Roadmap della Gestione della Memoria

    • Gestione della memoria: requisiti di base
    • Partizionamento della memoria
    • Paginazione e segmentazione
    • Memoria virtuale: hardware e strutture di controllo
    • Memoria virtuale e sistema operativo
    • Gestione della memoria in Linux

    Requisiti per la Gestione della Memoria

    • Rilocazione: importante l'aiuto dell'hardware, il sistema operativo e l'hardware collaborano.
    • Protezione: importante l'aiuto dell'hardware.
    • Condivisione: Organizzazione logica e fisica.

    Rilocazione: gli Indirizzi nei Programmi

    • Il linker/collegatore mette insieme il codice tranne le librerie dinamiche.
    • Il risultato è un load module che il loader carica in memoria principale.
    • I riferimenti alla memoria devono essere tradotti in indirizzi fisici "veri".
    • Ci sono vari modi di rilocazione (tra cui Object Module, Absolute Load Module e Relative Load Module).

    Indirizzi

    • Indirizzi logici: il riferimento in memoria è indipendente dal posizionamento del programma in memoria.
    • Indirizzi relativi: il riferimento è espresso come uno spiazzamento rispetto ad un punto noto.
    • Indirizzi fisici: Il riferimento effettivo alla memoria.

    Rilocazione a Run-Time senza e con Hardware Speciale

    • Se non c'è hardware speciale per la rilocazione, deve essere fatta in tempo reale, il che comporta un overhead maggiore.
    • Se c'è hardware speciale, la rilocazione è gestita dall'hardware, senza overhead.
    • Ad esempio, sono descritti diversi registri che contribuiscono alla traduzione degli indirizzi.

    Registri Usati per la Rilocazione di Indirizzi Relativi

    • Registro Base: indirizzo di partenza del processo.
    • Registro Limite: indirizzo di fine del processo.
    • I valori per questi registri vengono settati nel momento in cui il processo viene posizionato in memoria.

    Requisiti: Protezione

    • I processi non possono accedere alle locazioni di memoria di altri processi senza autorizzazione.
    • La rilocazione rende impossibile la protezione a tempo di compilazione, quindi la protezione deve essere fatta a tempo di esecuzione.
    • Per la protezione serve la collaborazione fra software e hardware.

    Requisiti: Condivisione

    • È possibile permettere a più processi di accedere alla stessa zona di memoria.
    • I processi che eseguono lo stesso sorgente possono condividere il codice sorgente, ottenendo un risparmio.
    • La condivisione di memoria può essere utile nei casi di comunicazione fra processi diversi.

    Requisiti: Organizzazione Logica

    • A livello hardware, la memoria è organizzata in modo lineare, sia per la RAM che per il disco.
    • A livello software, i programmi sono scritti in moduli.
    • I moduli possono essere scritti e compilati separatamente.
    • I moduli possono essere condivisi tra i processi.
    • Il SO offre caratteristiche che collegano la visione logica con l'organizzazione fisica, ad esempio tramite segmentazione.

    Requisiti: Organizzazione Fisica

    • La gestione del flusso tra RAM e memoria secondaria è essenziale per un corretto funzionamento del sistema.
    • La tecnica dell'overlaying permette a più moduli di essere posizionati nella stessa zona di memoria, ma è complessa per il programmatore.
    • La gestione del problema di allocazione della memoria spetta al sistema operativo.

    Partizionamento

    • Uno dei primi metodi per la gestione della memoria, antecedente alla memoria virtuale, non più molto usata.
    • Utile per capire l'evoluzione della memoria virtuale rispetto al partizionamento.

    Tipi di Partizionamento

    • Partizionamento fisso: Partizioni di ugual lunghezza, non efficiente.
    • Partizionamento dinamico: Partizioni di lunghezza variabile, maggiore efficienza.
    • Paginazione semplice, Paginazione con memoria virtuale.
    • Segmentazione semplice, Segmentazione con memoria virtuale.

    Partizionamento Fisso Uniforme

    • Partizioni di ugual lunghezza
    • Un processo di dimensione minore o uguale alla misura di una partizione può essere caricato in una partizione libera.
    • Il sistema operativo può spostare un processo in una partizione libera.

    Partizionamento: Problemi

    • Un programma potrebbe non entrare in una partizione.
    • L'utilizzo inefficiente della memoria è dovuta a frammentazione interna.
    • Per ovviare a ciò, il programmatore potrebbe dividere il programma in moduli separati (overlays).

    Partizioni Fisso Variabile

    • Mitiga alcuni problemi del partizionamento fisso, ma non li risolve completamente.
    • Permette di gestire programmi più piccoli senza il bisogno di overlays. Le partizioni vengono decise all'inizio e non cambiano.

    Algoritmo di Posizionamento

    • Partizioni di ugual lunghezza: algoritmo banale, non c'è scelta.
    • Partizioni di diversa lunghezza: il processo viene collocato nella partizione più piccola disponibile.
    • Una coda per ogni partizione, oppure una per tutte.

    Partizionamento Fisso: Problemi Irrisolti

    • Un numero limitato di processi in memoria a causa del partizionamento fisso iniziale.
    • Inefficienza nell'utilizzo della memoria se il numero di processi piccoli è elevato, sia con partizioni di lunghezza uguale che variabile.

    Partizionamento Dinamico: Esempio

    • Il sistema operativo (OS) occupa una parte della memoria.
    • Gli spazi liberi di memoria vengono usati per contenere processi di dimensioni differenti.

    Partizionamento Dinamico

    • Le partizioni variano sia in misura che in quantità.
    • Per ogni processo viene allocata esattamente la quantità di memoria che serve.

    Partizionamento Dinamico: Problemi

    • Frammentazione esterna: la memoria non utilizzata viene frammentata.
    • La compattazione è un rimedio a questo problema, ma comporta un overhead.

    Algoritmi del Partizionamento Dinamico

    • Best-fit: sceglie la partizione più vicina alla dimensione del processo, anche se a volte può portare a frammentazione.
    • First-fit: scorre la memoria dall'inizio e sceglie il primo frame che è abbastanza grande. Utile per la velocità.
    • Next-fit: inizia dall'ultima posizione assegnata e sceglie il primo frame più grande disponibile.

    Buddy System

    • Sistema di partizionamento dinamico che utilizza un albero binario per dividere la memoria.
    • Un compromesso tra partizionamento fisso e dinamico per la dimensione dello spazio user e dimensione dei processi.
    • Si adatta meglio a richieste diverse e viene utilizzato per la gestione della memoria in molti sistemi operativi, ad esempio Linux.

    Paginazione (Semplice)

    • Non è più usata, ma importante per introdurre la memoria virtuale.
    • La memoria è divisa in pezzi di grandezza uguale e piccola. I pezzi di processo, chiamati pagine, sono trattati allo stesso modo.
    • I pezzi di memoria sono chiamati frame, le pagine possono essere collocate in frame distanti.
    • Le pagine ed i frame hanno la stessa dimensione.

    Paginazione

    • Il SO per la paginazione mantiene una tabella delle pagine per ogni processo.
    • Per ogni pagina del processo, la tabella specifica il frame effettivo di memoria.
    • Un indirizzo di memoria può essere visto come un numero di pagina ed uno spiazzamento.
    • La tecnica rende la rilocazione parte del meccanismo di gestione del processore (solo il registro base).
    • Quando avviene un cambio di processo, la tabella del nuovo processo deve essere caricata.

    Paginazione: Esempio

    • Esempio visivo della corrispondenza tra frame e numeri di pagina.

    Paginazione: Esempio di Traduzione

    • Supponiamo una dimensione di pagina di 100 byte e che i processi richiedano dimensioni diverse (400, 300, 400, 500 byte).
    • La traduzione di un indirizzo virtuale in un indirizzo fisico è fatta dall'hardware.
    • Esempio di come un indirizzo virtuale (es. 343) viene tradotto in un indirizzo fisico(1143), utilizzando la tabella di pagina.

    Paginazione: Esempio di Traduzione- Posizione

    • Traduzione per utilizzo hardware per le memorie virtuali, con esempi e notazioni in base 10 e base 2.

    Paginazione: Esempio

    • Esempio di una tabella di pagine e memoria principale.
    • Come le pagine dei processi vengono mappate nei frame della memoria principale.

    Paginazione: Esempio

    • Esempio di come le pagine dei processi vengono mappate in frame di memoria principale, con tabelle di pagina che determinano la posizione fisica in memoria.

    Paginazione - Esempio

    • Esempi di come le pagine vengono assegnate in diversi scenari.
    • Tabella di pagine risultanti per diversi processi.
    ...
    • (continues for remaining sections)*

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    Questo quiz esplora vari aspetti della gestione del resident set nei sistemi operativi, inclusa l'allocazione fissa e le strategie di rimpiazzamento. Si tratta di domande che approfondiscono le politiche locali e gli effetti collaterali di un alto resident set. Testa le tue conoscenze in questo campo fondamentale dell'informatica.

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