5.30.4.4 Gestión de Memoria (16 horas) [Habilidades AG-C03,AG-C09]

Referencias Bibliográficas: [Silberschatz et al., 2018,Arpaci-Dusseau and Arpaci-Dusseau, 2018]

Temas

1. Revisión de memoria física, traducción de direcciones y hardware de gestión de memoria. Ver también: Arquitectura y Organización (AR) -MemoryHierarchy, Fundamentos Matemáticos y Estadísticos (MSF) -Discrete
2. Impacto de la jerarquía de memoria incluyendo concepto de caché, búsqueda en caché y almacenamiento en caché por CPU en mecanismos y políticas del sistema operativo Ver también: Arquitectura y Organización (AR) -MemoryHierarchy, Fundamentos de Sistemas (SF) -Performance
3. Direccionamiento lógico y físico, virtualización de espacio de direcciones. Ver también: Arquitectura y Organización (AR) -MemoryHierarchy, Fundamentos Matemáticos y Estadísticos (MSF) -Discrete
4. Conceptos de paginación, reemplazo de páginas, trashing y asignación de páginas y marcos
5. Técnicas de asignación/desasignación/almacenamiento (algoritmos y estructura de datos) rendimiento y flexibilidad
   1. Arenas, asignadores de losas (slab allocators), listas libres, clases de tamaño, páginas de tamaño heterogéneo (páginas enormes)
6. Almacenamiento en caché de memoria y coherencia de caché y el efecto de vaciar la caché para evitar vulnerabilidades de ejecución especulativaVer también: Arquitectura y Organización (AR) -FunctionalOrganization, Arquitectura y Organización (AR) -MemoryHierarchy, Fundamentos de Sistemas (SF) -Performance)
7. Mecanismos y conceptos de seguridad en gestión de memoria incluyendo sandboxing, protección, aislamiento y vectores relevantes de ataque. Ver también: Seguridad (SEC) -Foundations

8. Memoria virtual: aprovechando el hardware de memoria virtual para servicios del SO y eficiencia

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Explicar jerarquía de memoria y compensaciones costo-rendimiento [Explicar]
2. Resumir los principios de memoria virtual aplicados a almacenamiento en caché y paginación [Resumir]
3. Evaluar las compensaciones en términos de tamaño de memoria (memoria principal, memoria caché, memoria auxiliar) y velocidad del procesador [Evaluar]
4. Describir la razón y el uso de la memoria caché (rendimiento y proximidad, cómo las cachés complican el aislamiento y la abstracción de máquina virtual) [Describir]
5. Codificar/Desarrollar programas eficientes que consideren los efectos del reemplazo de páginas y asignación de marcos en el rendimiento de un proceso y el sistema en el que se ejecuta [Crear]

6. Explicar cómo se utiliza el hardware para una virtualización eficiente [Explicar]