Informática II: Gestión de Memoria

Study Notes

Jerarquía de Memoria

Esquema que organiza tipos de memoria en niveles basados en velocidad y costo.
Registros son la memoria más rápida, ubicada dentro del CPU.
La memoria caché actúa como intermediaria entre la CPU y la memoria principal (RAM).
Memoria principal (RAM) es volátil y almacena datos y programas en uso.
Memoria secundaria incluye discos duros, SSDs, CDs y otros dispositivos de almacenamiento masivo.
Almacenamiento terciario, como cintas magnéticas, se utiliza principalmente para backups.

Gestión de Memoria

Se refiere a la administración de la memoria por parte del sistema operativo.
Asignación de memoria determina cómo se distribuye la memoria a los procesos en ejecución.
La fragmentación puede ocurrir de manera interna (dentro de un bloque) o externa (entre bloques).
La memoria virtual permite utilizar más memoria de la que hay físicamente con paginación e intercambio (swapping).

Cachés y su Organización

La memoria caché se organiza en múltiples niveles (L1, L2, L3) con L1 siendo la más rápida y L3 la más grande.
Políticas de reemplazo de caché deciden qué datos se sustituyen cuando la caché está llena. Ejemplos incluyen:
- LRU (Least Recently Used): Reemplaza el bloque menos recientemente usado.
- FIFO (First In First Out): Reemplaza el bloque más antiguo.
- LFU (Least Frequently Used): Reemplaza el bloque menos frecuentemente usado.

Coherencia de Caché

Es crucial en sistemas multiprocesadores para garantizar una visión consistente de los datos en todos los núcleos.
Protocolos de coherencia, como MESI (Modified, Exclusive, Shared, Invalid), se utilizan para mantener esta coherencia.

Virtualización de Memoria

Técnica que ofrece a cada proceso un espacio de direcciones lógico mayor que la memoria física disponible.
La paginación divide la memoria virtual en páginas y la física en marcos.
La segmentación divide la memoria en segmentos de tamaños variados según la lógica del programa.

Algoritmos de Asignación de Memoria

Determinan cómo se asigna la memoria a los procesos:
- Primera Ajuste (First-Fit): Asigna el primer bloque libre que sea suficientemente grande.
- Mejor Ajuste (Best-Fit): Asigna el bloque libre más pequeño que sea adecuado.
- Peor Ajuste (Worst-Fit): Asigna el bloque libre más grande.

Seguridad y Protección de la Memoria

Esencial para evitar accesos no autorizados y mantener la integridad del sistema.
Protección por hardware se realiza utilizando unidades de gestión de memoria (MMU).
Protección por software incluye el uso de permisos de acceso.

Implementación de Políticas para Seguridad

Control de acceso establece permisos y privilegios para usuarios y procesos.
Monitoreo y registro permiten registrar accesos y actividades en la memoria.
Encriptación emplea técnicas de cifrado para resguardar datos sensibles.

Description

En esta unidad abordamos la jerarquía de memoria, un esquema crítico para entender cómo se organizan los distintos tipos de memoria en una computadora. Exploraremos los niveles de memoria, desde los registros hasta las memorias más económicas, y cómo influyen en el rendimiento del sistema.