Gestion de la mémoire. Benmoussa Yahia Université M hamed Bougara de Boumerdès

Transcription

1 Gestion de la mémoire Benmoussa Yahia Université M hamed Bougara de Boumerdès yahia.benmoussa@gmail.com

2 Objectifs Gestion de le mémoire dans un système monoprogrammé Gestion de la mémoire dans un systèmes multiprogrammé Relocation et protection Swapping Mémoire virtuelle : Pagination et Segmentation Gestion de la mémoire dans Linux sur architecture X86 2

3 La Mémoire dans un ordinateur 1ns 2ns 10 ns 100 ms 100 s Registre Cache RAM Disque dur Bande magnétique <1KB 1MB 1GB 100GB 500GB 3

4 RAM : Read Access Memory Seul dispositif de stockage accédé directement par le microprocesseur Un programme doit être chargé en RAM pour être exécuté par le microprocesseur 4

5 Accès à la mémoire Mot mémoire : Unité de stockage élémentaire Bus de donnée : Transfert des données entre le RAM et le microprocesseur Bus d adresse : Sélection de l adresse d un emplacement mémoire 5

6 Accès à la mémoire RAM Microprocesseur Bus de donné Bus d adresses 6

7 Accès à la mémoire MOV REG,

8 Accès à la mémoire Processeur Bus de données Bus d adresse Taille mémoire MAX adressable MO MO MO 80386sx MO 80386dx GO GO (Pentium I) GO 20 1 Méga Octet= 2 Octets 8

9 Gestion de la mémoire dans un systèmes Mono programmé La mémoire est partagé entre le système d exploitation et 1 programme au maximum Lorsque un programme est terminé, le système d exploitation attend que l utilisateur tape une commande et charge le programme correspondant en mémoire 9

10 Gestion de la mémoire dans un systèmes Mono programmé Programme utilisateur Système d exploitation 0 10

11 Gestion de la mémoire dans un systèmes Multiprogrammé Mémoire divisé en plusieurs partitions (éventuellement de tailles égales) Chaque processus est chargé dans une partition dédiée 11

12 Gestion de la mémoire dans un systèmes Multiprogrammé Processus 1 Processus 2 File d attente Processus 3 Système d exploitation 12

13 Relocation et Protection Dans un système multiprogrammé : Les processus sont chargés dans des emplacements mémoire variables selon la disponibilité des partitions vides Les références vers les adresses mémoires doivent subir des transformation en fonction de l emplacement mémoire de chargement Propriété de relocation 13

14 Relocation et Protection Dans un système multiprogrammé : Les processus sont chargés en mémoire en même temps L accès (éventuellement la modification) d une zone mémoire d un processus soit par un autre processus doit être interdit propriété de protection 14

15 Relocation et Protection Registre de base Registre limite RAM UAL Adresse logique Oui >= <= Non Non Oui Adresse physique Erreur Erreur 15

16 Relocation et Protection La transformation des adresses logiques vers des adresse physique et le contrôle de la validité des adresse est faite pour chaque accès mémoire Pour de meilleure performance cette opération est faite par un Hardware dédié dans le microprocesseur appelé MMU : Memory Management Unit 16

17 Relocation et Protection Registre de base Registre limite RAM UAL Adresse logique MMU OK Adresse physique KO Erreur 17

18 Swapping Dans un systèmes multitâche, la taille mémoires des processus qui s exécutent de façon concurrentielle pout excéder la taille de la RAM Solution : Si aucune partition vide n est disponible, retirer un processus de la RAM et le mettre sur le disque. l espace libéré sera utilisé par un le nouveau processus. (Opération d échange : swap ) 18

19 Swapping 19

20 Swapping Algorithme de Swap : Choix de la partition à utiliser lors du chargement d un processus à partir du disque vers la mémoire : First fit Nextfit Best fit 20

21 Fragmentation et problème d allocation contigüe de la mémoire Un processus a besoin d un espace mémoire contigüe pour s exécuter Les opérations de swap consécutives peuvent engendrer des «trous» mémoires Un processus ne peut pas trouver un espace mémoire contigüe alors que l espace libre tonale libre est suffisant problèmes de fragmentation Solution : Réorganisation de la mémoire mais solution couteuse 21

22 Fragmentation et problème d allocation contigüe de la mémoire Un processus peut allouer dynamiquement de la mémoire lors de l exécution Il risque de ne pas trouver un espace mémoire libre adjacent Solution : Déplacement vers une partition plus grande Swap du processus qui utilise la partition adjacente 22

23 Fragmentation et problème d allocation contigüe de la mémoire Un processus avoir besoin d un espace mémoire plus grand que la RAM! Solution aux problèmes de fragmentation, d allocation contigüe et de processus de taille supérieure à la RAM : Mémoire virtuelle 23