Speicherverwaltung durch Swapping Referat vom 19.11.2003 BIT Proseminar Jakob Berger

Speicherverwaltungsprozesse Es gibt verschiedene Arten von Speicherverwaltungsprozessen: Einprogrammbetrieb Mehrprogrammbetrieb Mit SWAPPING Mit PAGING

Swapping Es gibt im Normalfall mehr Benutzer als Speicher, um ihre Prozesse abzuarbeiten. Es ist also notwendig, die übrigen Prozesse auf Platte auszulagern. Um sie abzuarbeiten müssen sie wieder in den Arbeitsspeicher gebracht werden. Das verschieben von kompletten Prozessen vom Hauptspeicher auf Platte und ungekehrt nennt man Swapping.

Variable Partitionen Man könnte Programme immer fixen Partitionen im Arbeitsspeicher zuweisen. Um den Speicher effizienter zu nutzen werden Programme im Arbeitsspeicher variablen Partitionen zugewiesen.

Speicher mit Variablen Partitionen

Wachsende Prozesse Wenn Prozesse im Speicher wachsen wollen, aber kein angrenzendes Speicherloch existiert, müssen andere Prozesse ausgelagert werden. Wenn auch der Swap-Bereich auf der Festplatte belegt ist, muss der Prozess warten, oder abgebrochen werden.

Verschiedene Arten der Speicherverwaltung Mit Bitmaps Mit verknüpften Listen Mit dem Buddy-System

Bitmaps Mit Bitmaps wird der Speicher in wenige Kilobyte große Allokationseinheiten unterteilt. Belegter Speicher wird auf der Bitmap mit 1 gekennzeichnet – freier Speicher mit 0. Wenn ein k großer Prozess in den Speicher eingelagert werden soll, muss also die Bitmap auf eine zusammenhängende Folge von k Nullbits untersucht werden.

Speicherbild Bitmap-Beispiel:

Verknüpfte Listen (1) Durch Angabe der Startadresse und der Länge des Segments wird der Speicher in einer Liste dargestellt. Die Einträge werden entweder als P (Prozess) oder L (Loch) spezifiziert.

Verknüpfte Listen (2) Es gibt Verschiedene Algorithmen: First Fit Next Fit Best Fit Worst Fit Quick Fit

Das Buddy-System Die Speicherblöcke werden in Listen von Zweierpotenzen aufgeteilt Die Speicherblöcke werden immer halbiert. Die entstandenen Hälften heißen Buddies. Vorteil: Schnelle Zugriffszeit Nachteil: Uneffiziente Speichernutzung aufgrund der Zweierpotenz-Aufteilung

Paging (1) Die Swapping-Technik ist heute nur noch wenig im Gebrauch, aufgrund der oben genannten Nachteile und aufgrund des Problemes, dass die durch Swapping ausgelagerten Programme nicht mehr lauffähig sind. Heutige Virtuelle Speicher Arbeiten nach dem Paging Prinzip.

Paging (2) Paging ist ein Mechanismus zur Speicherverwaltung, bei dem der physikalische Adressraum eines Prozesses nicht mehr zusammenhängend sein muss. Von Paging spricht man, wenn man Blöcke fester Größe zwischen Arbeitsspeicher und Festplatte austauscht. Die Blöcke werden auch als Seiten (engl. page) bezeichnet.

Paging (Bild)

FIN