Systèmes d`exploitation des ordinateurs

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plan_ch6_m1
Systemes d'exploitation des ordinateurs
Conception de Systèmes de Gestion de la Mémoire Centrale
Objectifs
1. Conception de systèmes paginés
2. Conception des systèmes segmentés
3. La segmentation avec pagination
4. TD6
Téléchargement du chapitre (chap6.pdf - ... Ko)
Concepteurs :
Mme Mona LAROUSSI
Mme Leila BACCOUCHE
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section1
1 - Conception de systèmes paginés
Sommaire de la section :
Allocation et libération de cases
Remplacement de pages
A propos de chargement de pages
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sec3_1
1.1 Allocation et libération de cases
Le système d'exploitation peut utiliser une structure statique ou dynamique pour conserver les
numéros de cases libres. La structure statique sera une table de bits, où chaque bit représentera
une case. Il faut parcourir la table à la recherche de bits consécutifs pour un processus qui
nécessite 3 cases par exemple, autrement il sera alloué de manière non contiguë. Cette table
aura au maximum la taille de la mémoire centrale divisée par la taille d'une page. Exemple :
pour gérer 128 MO il faut 128 * 1024 bits soit 4 KO. La position du bit donne le numéro de la
case qui, une fois multiplié par la taille d'une case, donne l'adresse de début de la case. Cette
organisation statique est donc assez satisfaisante.
En adoptant une structure dynamique, il faut lier entre eux les numéros de cases libres. Cette
liste peut être conservée dans un ordre trié afin que les processus ne soit pas trop éparpillés en
mémoire.
En d'autres termes, étant donné que les cases ont la même taille que les pages, il n'est pas
nécessaire d'effectuer une recherche minutieuse de la case la plus optimale à allouer. Certes,
des optimisations peuvent être effectuées pour réaliser de l'allocation contiguë autant que
possible mais ce traitement reste simple.
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1.2 Remplacement de pages
La mémoire étant de taille faible, elle peut rapidement être saturée. Pour cette raison, on a
souvent recours au remplacement de pages, d'autant plus qu'on applique la mémoire virtuelle
qui introduit un nombre très élevé de pages. Nous rappelons qu'une page est remplacée si le
processeur réclame une information située dans une page qui se trouve être non chargée en
mémoire centrale et qu'il n'existe aucune case libre pour y charger cette dernière. Assez
souvent il peut y avoir confusion entre défaut de page et remplacement de page. Le défaut de
page peut entraîner un remplacement si le système d'exploitation ne trouve aucune case de
libre.
Lorsqu'il ne reste plus de cases libres, le système d'exploitation va repérer une case et
examiner son bit de modification. Une valeur à 1 indique que cette page a été utilisée en
écriture. Il va ainsi la sauvegarder sur le disque et charger la page qui fait défaut à
l'emplacement de cette case. Si le bit de modification vaut 0, la page est chargée dans cette
case en écrasant l'ancienne page. Le fait d'utiliser de la mémoire virtuelle augmente le nombre
de défauts de pages puisque les deux tailles de mémoire ne sont pas comparables. Nous
verrons plus loin que le système peut anticiper et remplacer des pages avant d'atteindre l'état
de saturation de la mémoire dans l'optique d'éviter ce que l'on appelle l'écroulement du
système.
Il est clair que le choix de la page à enlever de la mémoire peut influencer les performances du
système. Prenons le cas d'une page appartenant à une boucle qui est sélectionnée par le
système. Sitôt la page retirée et sauvegardée sur le disque, il faudra de nouveau la charger en
mémoire. On aurait pu gagner du temps en choisissant une page plus appropriée, par exemple
une page non utilisée récemment.
1.2.1 Principe d'un algorithme de remplacement
On distingue plusieurs stratégies de remplacement, mais elles se rejoignent toutes au niveau du
principe et des structures de données.
Il faut préciser que ces algorithmes sont très coûteux car ils nécessitent que les numéros de
pages en mémoire soient organisés sous la forme d'une liste chaînée. Il est impensable
d'adopter une structure de données statique.
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