Einblättern Operating System (OS): Was ist, Vorteile, Beispiel

Was ist Paging im Betriebssystem?

Paging ist ein Speichermechanismus, der es dem Betriebssystem ermöglicht, Prozesse in Form von Seiten vom Sekundärspeicher in den Hauptspeicher abzurufen. Bei der Paging-Methode wird der Hauptspeicher in kleine physische Speicherblöcke mit fester Größe unterteilt, die als Frames bezeichnet werden. Die Größe eines Frames sollte der einer Seite entsprechen, um den Hauptspeicher optimal auszunutzen und externe Fragmentierung zu vermeiden. Paging dient dem schnelleren Zugriff auf Daten und ist ein logisches Konzept.

Beispiel für Paging im Betriebssystem

Beispiel: Die Hauptspeichergröße beträgt 16 KB und die Framegröße 1 KB. Dabei wird der Hauptspeicher in die Sammlung von 16 Frames zu je 1 KB aufgeteilt.

Es gibt 4 separate Prozesse im System, nämlich A1, A2, A3 und A4 mit jeweils 4 KB. Hier sind alle Prozesse in Seiten mit jeweils 1 KB unterteilt, sodass das Betriebssystem eine Seite in einem Frame speichern kann.

Zu Beginn des Prozesses bleiben alle Frames leer, sodass alle Seiten der Prozesse zusammenhängend gespeichert werden.

Beispiel für Paging im Betriebssystem

In diesem Beispiel sehen Sie, dass A2 und A4 nach einiger Zeit in den Wartezustand versetzt werden. Daher werden acht Frames leer und andere Seiten können in diese leeren Blöcke geladen werden. Der Prozess A5 im Format 8 Seiten (8 KB) wartet in der Bereitschaftswarteschlange.

Beispiel für Paging im Betriebssystem

In diesem Beispiel sehen Sie, dass acht nicht zusammenhängende Frames im Speicher verfügbar sind und Paging die Flexibilität bietet, den Prozess an verschiedenen Orten zu speichern. Dadurch können wir die Seiten des Prozesses A5 statt A2 und A4 laden.

Was ist Paging-Schutz?

Der Paging-Prozess sollte durch das Konzept der Einfügung eines zusätzlichen Bits namens „Gültig/Ungültig“-Bit geschützt werden. Paging Der Speicherschutz beim Paging wird durch die Zuordnung von Schutzbits zu jeder Seite erreicht. Diese Bits sind jedem Seitentabelleneintrag zugeordnet und geben den Schutz auf der entsprechenden Seite an.

Vorteile von Paging

Hier sind die Vorteile der Paging-Methode:

  • Einfach zu bedienen: Speicherverwaltung Algorithmus
  • Keine externe Fragmentierung erforderlich
  • Der Wechsel zwischen gleichgroßen Seiten und Seitenrahmen ist einfach.

Nachteile von Paging

Hier sind die Nachteile/Nachteile von Paging:

  • Kann zu interner Fragmentierung führen
  • Seitentabellen verbrauchen zusätzlichen Speicher.
  • Mehrstufiges Paging kann zu einem Mehraufwand bei der Speicherreferenz führen.

Was ist Segmentierung?

Die Segmentierungsmethode funktioniert fast ähnlich wie die Paging-Methode. Der einzige Unterschied zwischen beiden besteht darin, dass die Segmente eine variable Länge haben, während die Seiten bei der Paging-Methode immer eine feste Größe haben.

Ein Programmsegment umfasst die Hauptfunktion des Programms, Datenstrukturen, Hilfsfunktionen usw. Das Betriebssystem verwaltet eine Segmentzuordnungstabelle für alle Prozesse. Sie enthält auch eine Liste freier Speicherblöcke zusammen mit ihrer Größe, Segmentnummern und ihren Speicherorten im Hauptspeicher oder virtuellen Speicher.

Vorteile der Segmentierung

Hier sind die Vorteile/Vorteile der Segmentierung aufgeführt

  • Bieten Sie Schutz innerhalb der Segmente
  • Sie können die gemeinsame Nutzung durch Segmente erreichen, die auf mehrere Prozesse verweisen.
  • Bietet keine interne Fragmentierung
  • Segmenttabellen benötigen weniger Speicher als Paging

Nachteile der Segmentierung

Hier sind die Vor- und Nachteile der Segmentierung

  • Bei der Segmentierungsmethode werden Prozesse aus dem Hauptspeicher geladen/entfernt. Daher wird der freie Speicherplatz in kleine Teile aufgeteilt, was zu einem Problem der externen Fragmentierung führen kann
  • Kostspieliger Speicherverwaltungsalgorithmus

Zusammenfassung

  • Paging ist ein Speichermechanismus, der dies ermöglicht OS um Prozesse vom Sekundärspeicher in Form von Seiten in den Hauptspeicher abzurufen.
  • Der Paging-Prozess sollte durch das Konzept der Einfügung eines zusätzlichen Bits namens „Gültig/Ungültig“-Bit geschützt werden.
  • Der größte Vorteil von Paging besteht darin, dass der Speicherverwaltungsalgorithmus einfach zu verwenden ist
  • Paging kann zu interner Fragmentierung führen
  • Die Segmentierungsmethode funktioniert fast ähnlich wie die Paging-Methode. Der einzige Unterschied zwischen beiden besteht darin, dass die Segmente eine variable Länge haben, während die Seiten bei der Paging-Methode immer eine feste Größe haben.
  • Sie können die gemeinsame Nutzung durch Segmente erreichen, die auf mehrere Prozesse verweisen.
  • Segmentierung ist ein kostspieliger Speicherverwaltungsalgorithmus