El sistema operativo asigna la memoria por segmentos y los controla por medio de descriptores de segmento que incluyen información sobre el tamaño, protecciones y ubicación del segmento. Un proceso no requiere de todos sus segmentos se encuentren en memoria para poder ejecutarse. En vez de esto el descriptor de segmento contiene un bit de validez para cada segmento, el cual indica si se encuentra actualmente en memoria.
Hay varios mecanismos que permiten implementar la segmentación por demanda pero todos ellos son poco óptimos, algunas veces conviene no implementa ningún mecanismo de memoria virtual antes que utilizar segmentación por demanda.
- Cuando un proceso direcciona un segmento que contiene datos o código, el hard examina este bit de validez.
- Si el segmento esta en memoria principal, el acceso continua sin problemas en caso contrario se genera una trampa al SO (falla de segmento), igual que sucede en las implantaciones de la paginacion por demanda.
Las rutinas de administración de memoria primero determinan si hay espacio suficiente para el segmento, Si no se efectúa una compactacion, Si luego de la compactacion el espacio disponible es escaso se escoge un segmento para escribir en almacenamiento secundario e incorpora todo el segmento requerido
La segmentación por demanda requiere de un considerable tiempo de procesamiento adicional,Por lo que esta no es un medio optimo para aprovechar al máximo Lo recursos de un sistema de computación.
PAGINACION POR DEMANDA
La paginación por demanda es un sistema de paginacion con el cual, además de las ventajas de la paginación convencional, se busca disminuir los tiempos de respuesta y aumentar la cantidad de programas en memoria. Para lograr estos objetivos se hace uso de un intercambiador perezoso (llamado paginador) el cual carga a memoria solo las páginas que serán utilizadas por el programa en ejecución, de esta manera se logra un menor tiempo de carga y un ahorro en cuanto a espacio utilizado por dicho programa, ya que, por un lado, no necesitamos que todo el programa este en memoria para comenzar su ejecución mientras que, por otra parte, al no estar el programa completo en memoria, disminuimos considerablemente el espacio que éste ocupa.
Ya que el paginador solo busca las páginas que se necesitan para ejecutar algún programa, debemos agregar un bit que nos diga si las referencias de memoria son válidas o no, de lo contrario, al no encontrar una página no podríamos diferenciar si el paginador aún no la carga o si esta es realmente una referencia inválida.
El proceso que se sigue es el siguiente:
- Se intenta leer la página requerida
- Si la página requerida ya esta en memoria, simplemente se lee.
- Si no está en memoria, revisa si la referencia es válida.
- Si la referencia es inválida, se aborta.
- Si la referencia es válida, se intenta cargar la página.
Al buscar una página, si esta no está en memoria, necesitará ser cargada. A este proceso se le llama fallo de página.
Al iniciar la ejecución de un programa, la tabla de páginas cuenta con todas sus entradas inválidas por lo cual el paginador fallará hasta tener lo necesario para iniciar el programa. Luego de esta carga inicial se comprobará si la siguiente página a utilizar ya está en memoria, en caso de que la página se encuentre, ésta es leída, pero cuando la página no es encontrada (y es una referencia válida) tenemos dos posibilidades:
- Si existe un frame libre, se carga y se lee.
- Si no tenemos frames libres, se intercambia la página de algún frame por la información a utilizar
El criterio utilizado para seleccionar qué página será intercambiada varía dependiendo de la implementación del sistema. Muchos de los problemas que presenta el sistema de paginación por demanda son debido a los fallos de página y principalmente a saber cuál es la página más conveniente para intercambiar. Esto se debe a que no podemos saber cuales páginas serán utilizadas prontamente y cuales no se volverán a utilizar, existen variados algoritmos que buscan aminorar este problema, los cuales, serán analizados más adelante.
Ventajas
A continuación se verán algunas de las ventajas de utilizar paginación por demanda:
- Al no cargar las páginas que no son utilizadas ahorra memoria para otras aplicaciones.
- Al mejorar el uso de la memoria, mejora el grado de multiprogramación.
- Carga inicial más rápida ya que solo lee del disco lo que se utilizará.
- Capacidad de hacer funcionar programas que ocupan más memoria que la poseída.
- COW (Copia en escritura): Permite utilizar las mismas páginas para dos procesos (padre-hijo) hasta que uno de estos las modifique.
Fallos de páginas
Como hemos visto anteriormente, cuando un proceso requiere una página que no está en memoria se genera un fallo de página. La gran mayoría de las dificultades de la paginación por demanda se deben a cómo los fallos de página son tratados.
En primer lugar, para que los fallos de página puedan ser tratados correctamente necesitamos un sistema que sea capaz de reiniciar una instrucción, de esta manera pasará lo siguiente:
- Una instrucción necesita una página que no está en memoria.
- Se genera fallo de página (No se puede satisfacer la instrucción).
- Se carga a memoria la página requerida.
- Se reinicia la instrucción
Como vemos en este proceso existe una carga a memoria, éste es uno de los factores determinantes para saber si la paginación por demanda es conveniente o no, puesto que, en el peor de los casos, puede existir una carga en memoria por instrucción lo que nos daría tiempos de ejecución mucho peores que con una paginación regular.
