Учебники

18) Пейджинг в операционной системе

Что такое пейджинг?

Пейджинг — это механизм хранения, который позволяет ОС извлекать процессы из вторичного хранилища в основную память в виде страниц. В методе Paging основная память делится на небольшие блоки физической памяти фиксированного размера, которые называются кадрами. Размер кадра должен быть таким же, как и размер страницы, чтобы максимально использовать основную память и избежать внешней фрагментации. Пейджинг используется для более быстрого доступа к данным, и это логическая концепция.

В этом уроке по пейджингу вы узнаете:

пример

Например, если объем основной памяти равен 16 КБ, а размер кадра равен 1 КБ. Здесь основная память будет разделена на набор из 16 кадров по 1 КБ каждый.

В системе есть 4 отдельных процесса, то есть A1, A2, A3 и A4 по 4 КБ каждый. Здесь все процессы разделены на страницы по 1 КБ каждая, чтобы операционная система могла хранить одну страницу в одном кадре.

В начале процесса все фреймы остаются пустыми, так что все страницы процессов будут храниться непрерывным образом.

В этом примере вы можете видеть, что A2 и A4 переводятся в состояние ожидания через некоторое время. Следовательно, восемь фреймов становятся пустыми, и поэтому другие страницы могут быть загружены в эти пустые блоки. Процесс A5 размером 8 страниц (8 КБ) ожидает в очереди готовности.

В этом примере вы можете видеть, что в памяти доступно восемь несмежных кадров, а подкачка обеспечивает гибкость хранения процесса в разных местах. Это позволяет нам загружать страницы процесса A5 вместо A2 и A4.

Что такое защита страниц?

Процесс подкачки должен быть защищен с использованием концепции вставки дополнительного бита, называемого битом Valid / Invalid. Пейджинг Защита памяти в пейджинге достигается путем связывания битов защиты с каждой страницей. Эти биты связаны с каждой записью таблицы страниц и определяют защиту на соответствующей странице.

Преимущества пейджинга

Вот преимущества использования метода подкачки:

  • Простой в использовании алгоритм управления памятью
  • Нет необходимости во внешней фрагментации
  • Легко поменять местами страницы одинакового размера и рамки страниц.

Недостатки пейджинга

Вот недостатки / недостатки пейджинга:

  • Может вызвать внутреннюю фрагментацию
  • Комплексный алгоритм управления памятью
  • Таблицы страниц потребляют дополнительную память.
  • Многоуровневое разбиение на страницы может привести к дополнительным затратам памяти.

Что такое сегментация?

Метод сегментации работает почти так же, как и пейджинг. Разница между ними заключается лишь в том, что сегменты имеют переменную длину, тогда как в методе пейджинга страницы всегда имеют фиксированный размер.

Программный сегмент включает в себя основную функцию программы, структуры данных, служебные функции и т. Д. ОС поддерживает таблицу сегментной карты для всех процессов. Он также включает в себя список свободных блоков памяти, а также его размер, номера сегментов и места в памяти в основной или виртуальной памяти.

Преимущества метода сегментации

Вот преимущества / преимущества сегментации

  • Предлагать защиту внутри сегментов
  • Вы можете добиться разделения по сегментам, ссылающимся на несколько процессов.
  • Не предлагает внутренней фрагментации
  • Сегментные таблицы используют меньше памяти, чем подкачка

Недостатки сегментации

Вот минусы / недостатки Сегментации

  • В методе сегментации процессы загружаются / удаляются из основной памяти. Таким образом, свободное пространство памяти разделяется на маленькие части, что может создать проблему внешней фрагментации.
  • Алгоритм управления дорогостоящей памятью

Резюме:

  • Пейджинг — это механизм хранения, который позволяет ОС извлекать процессы из вторичного хранилища в основную память в виде страниц.
  • Процесс подкачки должен быть защищен с использованием концепции вставки дополнительного бита, называемого битом Valid / Invalid.
  • Самое большое преимущество подкачки в том, что это простой в использовании алгоритм управления памятью
  • Пейджинг может вызвать внутреннюю фрагментацию
  • Метод сегментации работает почти так же, как и пейджинг. Разница между ними заключается лишь в том, что сегменты имеют переменную длину, тогда как в методе пейджинга страницы всегда имеют фиксированный размер.
  • Вы можете добиться разделения по сегментам, ссылающимся на несколько процессов.
  • Сегментация — это дорогостоящий алгоритм управления памятью