İşletim Sistemlerinde Bellek Yönetimi: Bitişik Bellek, Takas BelleğipingParçalanma

Bellek Yönetimi nedir?

Bellek Yönetimi sistemin genel performansını optimize etmek için bilgisayar belleğini kontrol etme ve koordine etme, blok olarak bilinen bölümleri çalışan çeşitli programlara atama işlemidir.

İşletim sisteminin en önemli işlevi, birincil belleği yönetmektir. İşlemlerin ana bellek ile yürütme diski arasında ileri geri hareket etmesine yardımcı olur. İşletim sisteminin verileri saklamasına yardımcı olur. tracHer bellek konumunun k değeri, bir işleme tahsis edilmiş olup olmamasına veya boş kalmasına bakılmaksızın.

Neden Bellek Yönetimini Kullanmalı?

Bellek yönetimini kullanmanın nedenleri şunlardır:

• Hangi işlemcinin ne zaman bellek alması gerektiğine karar veren işlemlere ne kadar bellek ayrılması gerektiğini kontrol etmenizi sağlar.
• TracEnvanter boşaldığında veya tahsisi kaldırıldığında ks değerini kaydeder ve durumu buna göre günceller.
• Uygulama rutinlerine yer ayırır.
• Ayrıca bu uygulamaların birbirleriyle çakışmamasını da sağlar.
• Farklı süreçlerin birbirlerinden korunmasına yardımcı olur.
• Programları belleğe yerleştirir, böylece belleğin tam olarak kullanılması sağlanır.

Bellek Yönetim Teknikleri

İşte en önemli bellek yönetimi tekniklerinden bazıları:

Tek Bitişik Tahsis

Bu, en kolay bellek yönetimi tekniğidir. Bu yöntemde, işletim sistemi için ayrılan küçük bir kısım hariç, bilgisayarın tüm bellek türleri tek bir uygulama için kullanılabilir. Örneğin, MS-DOS işletim sistemi belleği bu şekilde tahsis eder. Gömülü sistemler de tek bir uygulama üzerinde çalışır.

Bölümlenmiş Tahsis

Bu yöntem, birincil belleği çoğunlukla birbirine bitişik bellek alanları olan çeşitli bellek bölümlerine ayırır. Her bölüm, belirli bir görev veya işe ait tüm bilgileri depolar. Bu yöntem, bir iş başladığında ona bir bölüm tahsis etmeyi ve iş bittiğinde bu bölümü serbest bırakmayı içerir.

Sayfalanmış Bellek Yönetimi

Bu yöntem, bilgisayarın ana belleğini sayfa çerçeveleri olarak bilinen sabit boyutlu birimlere böler. Bu donanım bellek yönetim birimi, sayfaları, sayfa bazında tahsis edilmesi gereken çerçevelere eşler.

Bölümlere Ayrılmış Bellek Yönetimi

Bölümlenmiş bellek, kullanıcının programına doğrusal ve bitişik bir adres alanı sağlamayan tek bellek yönetimi yöntemidir.

Segmentlerin, segment tablosu biçiminde donanım desteğine ihtiyacı vardır. Bellekteki bölümün fiziksel adresini, boyutunu ve erişim koruma bitleri ve durumu gibi diğer verileri içerir.

Takas nedir?ping?

takasping Bu yöntem, bir işlemin geçici olarak ana bellekten yedek belleğe taşınmasını ve daha sonra yürütmeye devam etmek üzere tekrar belleğe getirilmesini sağlar.

Yedekleme depolama alanı, tüm kullanıcılar için tüm bellek görüntülerinin kopyalarını barındırabilecek kadar büyük bir sabit disk veya başka bir ikincil depolama aygıtıdır. Ayrıca bu bellek görüntülerine doğrudan erişim imkanı da sunmalıdır.

Takasın Faydalarıping

Takas işleminin başlıca faydaları/avantajları şunlardır:ping:

• Daha yüksek derecede çoklu programlama sunar.
• Dinamik yer değiştirmeye olanak tanır. Örneğin, yürütme zamanında adres bağlama kullanılıyorsa, işlemler farklı konumlara taşınabilir. Aksi takdirde, derleme ve yükleme zamanı bağlamaları durumunda, işlemler aynı konuma taşınmalıdır.
• Belleğin daha iyi kullanılmasına yardımcı olur.
• İşlem tamamlandığında minimum CPU zamanı israfı olur, bu nedenle performansını artırmak için öncelik tabanlı zamanlama yöntemine kolayca uygulanabilir.

Bellek tahsisi nedir?

Bellek tahsisi, bilgisayar programlarına bellek veya alan atandığı bir işlemdir.

Burada ana bellek iki tür bölüme ayrılmıştır:

1. Düşük Bellek - Operating sistemi bu tip hafızada bulunur.
2. Yüksek Bellek – Kullanıcı süreçleri yüksek bellekte tutulur.

Bölüm Tahsisi

Bellek farklı bloklara veya bölümlere ayrılmıştır. Her süreç ihtiyaca göre tahsis edilir. Bölüm tahsisi, dahili parçalanmayı önlemek için ideal bir yöntemdir.

Aşağıda çeşitli bölümleme tahsis şemaları yer almaktadır:

• İlk Uyum: Bu tür bir uyumda, ana belleğin başlangıcından itibaren ilk yeterli blok olan bölüm tahsis edilir.
• En uygun: Bu işlem, boş bölümler arasında yeterli olan en küçük bölüme atanır.
• En Kötü Uyum: Bu işlem, ana bellekte yeterli ve boş olarak kullanılabilen en büyük bölüme atanır.
• Sonraki Uyum: Bu yöntem, First Fit yöntemine büyük ölçüde benzer, ancak bu yöntem son tahsis noktasından itibaren ilk yeterli bölümlemeyi arar.

Çağrı nedir?

Sayfalama, işletim sisteminin işlemleri ikincil depolamadan ana belleğe sayfalar halinde almasını sağlayan bir depolama mekanizmasıdır. Sayfalama yönteminde, ana bellek, çerçeve adı verilen küçük, sabit boyutlu fiziksel bellek bloklarına bölünür. Ana belleğin maksimum kullanımını sağlamak ve dış parçalanmayı önlemek için bir çerçevenin boyutu bir sayfanın boyutuyla aynı tutulmalıdır. Çağrı Verilere daha hızlı erişim için kullanılır ve mantıklı bir kavramdır.

Parçalanma Nedir?

İşlemler bellekte saklanır ve bellekten kaldırılır; bu da diğer işlemler tarafından kullanılamayacak kadar küçük boş bellek alanları oluşturur.

Bir süre sonra, bu işlemler küçük boyutları nedeniyle bellek bloklarına tahsis edilemez hale gelir ve bellek blokları her zaman kullanılmadan kalır. Buna parçalanma denir. Bu tür bir sorun, dinamik bellek tahsis sisteminde boş bloklar oldukça küçük olduğunda ve bu nedenle herhangi bir isteği karşılayamadığında ortaya çıkar.

İki tür Parçalanma yöntemi şunlardır:

1. Dış parçalanma
2. İç parçalanma

• Tüm boş belleği tek bir blokta bir araya getirmek için bellek içerikleri yeniden düzenlenerek harici parçalanma azaltılabilir.
• En küçük bölümü atayarak içsel parçalanma azaltılabilir; bu bölüm, tüm süreci yürütmek için hala yeterince iyidir.

Segmentasyon nedir?

Bölümleme yöntemi, sayfalama yöntemine neredeyse benzer şekilde çalışır. İkisi arasındaki tek fark, bölümlemede bölümlerin değişken uzunlukta olmasıdır, oysa sayfalama yönteminde sayfalar her zaman sabit boyuttadır.

Bir program bölümü, programın ana işlevini, veri yapılarını, yardımcı işlevleri vb. içerir. İşletim sistemi, tüm süreçler için bir bölüm eşleme tablosu tutar. Aynı zamanda boş hafıza bloklarının bir listesini, boyutu, segment numaraları ve ana hafızadaki veya hafızadaki hafıza konumlarını da içerir. sanal bellek.

Dinamik Yükleme Nedir?

Dinamik yükleme, bir programın kendisini çağırana kadar yüklenmeyen bir rutinidir. Tüm rutinler, yeniden konumlandırılabilir bir yükleme biçiminde diskte bulunmalıdır. Ana program belleğe yüklenir ve çalıştırılır. Dinamik yükleme ayrıca daha iyi bellek alanı kullanımı sağlar.

Dinamik Bağlantı Nedir?

Bağlama, işletim sisteminin çeşitli kod ve veri modüllerini tek bir yürütülebilir dosyada toplamasına ve birleştirmesine yardımcı olan bir yöntemdir. Dosya belleğe yüklenebilir ve çalıştırılabilir. İşletim sistemi, sistem düzeyindeki kütüphaneleri, yükleme zamanında kütüphaneleri birleştiren bir programa bağlayabilir. Dinamik bağlama yönteminde, kütüphaneler yürütme zamanında bağlanır, bu nedenle program kod boyutu küçük kalabilir.

Statik ve Dinamik Yükleme Arasındaki Fark

Statik Yükleme	Dinamik Yükleme
Statik yükleme, programınızı statik olarak yüklemek istediğinizde kullanılır. Bu durumda, derleme sırasında programın tamamı herhangi bir harici modül veya program bağımlılığına ihtiyaç duymadan bağlanır ve derlenir.	Dinamik olarak yüklenen bir programda, referanslar sağlanır ve yükleme işlemi programın çalıştırılması sırasında yapılır.
Yükleme sırasında programın tamamı belleğe yüklenir ve çalıştırılmaya başlar.	Kütüphanenin rutinleri yalnızca programda gerekli olduğunda belleğe yüklenir.

Statik ve Dinamik Bağlantı Arasındaki Fark

Statik ve dinamik bağlantı arasındaki temel farklar şunlardır:

Statik Bağlama	Dinamik Bağlantı
Statik bağlantı, bir programın ihtiyaç duyduğu diğer tüm modülleri tek bir çalıştırılabilir kodda birleştirmek için kullanılır. Bu, işletim sisteminin çalışma zamanı bağımlılıklarını önlemesine yardımcı olur.	Dinamik bağlantı kullanıldığında, modülün veya kütüphanenin programla doğrudan bağlanmasına gerek kalmaz. Bunun yerine, derleme ve bağlantı sırasında sağlanan dinamik modüle bir referans kullanılır.

SSS