GUÍA 29-10-26 Arquitecturas Computacionales

HU413 · jueves 29/10/2026 · 16:00-17:40 · Sesión 12

Unidad 4 · Memoria virtual, memoria masiva y métricas de desempeño

MEMORIA VIRTUAL

Da a cada proceso un espacio de direcciones propio y contiguo, independiente de la memoria física disponible. Resuelve tres problemas a la vez: capacidad, protección y reubicación.

PAGINACIÓN

• El espacio virtual se divide en páginas de tamaño fijo, típicamente 4 KB.
• La memoria física se divide en marcos del mismo tamaño.
• Una tabla de páginas traduce número de página virtual a número de marco físico.
• El desplazamiento dentro de la página no se traduce.

EL TLB

Si cada acceso requiriera consultar la tabla de páginas en memoria, cada lectura costaría dos accesos. El TLB es una caché de traducciones recientes que resuelve la mayoría en un ciclo. Es indispensable, no una optimización.

FALLO DE PÁGINA

Si la página no está en memoria física, se genera una excepción, el sistema operativo la trae del disco, actualiza la tabla y reinicia la instrucción. Cuesta millones de ciclos, así que la tasa de fallos debe ser bajísima para que el sistema sea usable.

PROTECCIÓN

Cada entrada de la tabla lleva bits de permiso: lectura, escritura y ejecución. El bit de no ejecución es lo que impide que datos inyectados en la pila se ejecuten como código, y es una defensa fundamental de seguridad.

MEMORIA MASIVA

• Disco magnético: tiempo de búsqueda, latencia rotacional y tiempo de transferencia. El acceso aleatorio es órdenes de magnitud más lento que el secuencial.
• SSD: sin partes móviles, acceso aleatorio rápido; escritura por bloques y desgaste limitado, lo que obliga a nivelar el uso.

MÉTRICAS DE DESEMPEÑO

• Tiempo de acceso promedio = tiempo de acierto + tasa de fallos × penalización de fallo.
• CPI efectivo = CPI base + accesos por instrucción × tasa de fallos × penalización.
• Ley de Amdahl: la mejora global está limitada por la fracción que no se mejora.

LA LECCIÓN DE AMDAHL

Si la memoria representa el 40% del tiempo, hacerla infinitamente rápida mejora el total a lo sumo 1.67 veces. Optimizar lo que no domina el tiempo es esfuerzo desperdiciado, y por eso siempre se mide antes de optimizar.

AVISO

La próxima sesión, jueves 5 de noviembre, es el tercer parcial.