Was ist Speicherverwaltung in einem Betriebssystem und wie funktioniert sie?

Was ist Speicherverwaltung?

Was ist Speicherverwaltung? Es handelt sich um den Prozess der Kontrolle und Koordinierung des Computerspeichers. Den verschiedenen laufenden Programmen werden Teile, so genannte Blöcke, zugewiesen, um die Gesamtleistung des Systems zu optimieren. Die Speicherverwaltung ist Teil der Hardware, des Betriebssystems sowie der Programme und Anwendungen.

Wie funktioniert es?

Der Hauptspeicher bezieht sich auf den physischen Speicher, also den internen Speicher des Computers. Der Arbeitsspeicher wird auch RAM genannt. Der Computer kann nur die Daten im Arbeitsspeicher dauerhaft ändern. Daher muss jedes Programm, das Sie ausführen, und jede Datei, auf die Sie zugreifen, vom Arbeitsspeicher in den Hauptspeicher kopiert werden.

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Alle Programme werden zur Ausführung in den Arbeitsspeicher geladen. Manchmal wird ein komplettes Programm in den Speicher geladen, manchmal wird aber auch nur ein Teil eines Programms oder einer Routine in den Arbeitsspeicher geladen, wenn er von einem Programm aufgerufen wird. Dieser Mechanismus wird als dynamisches Laden bezeichnet, das die Leistung verbessern kann.

Die Notwendigkeit der Speicherverwaltung

Sehen wir uns nun an, warum die Speicherverwaltung in einem Betriebssystem so wichtig ist. Die Details sind wie folgt:

• Sie müssen das Programm im Speicher platzieren, um den Speicher voll auszunutzen.
• Sie sollten auch sicherstellen, dass sich diese Anwendungen nicht gegenseitig stören.
• Er weist Platz für Anwendungsroutinen zu.
• Es hilft, verschiedene Prozesse voreinander zu schützen.
• Es verfolgt, wann Speicher freigegeben oder nicht zugewiesen wird.
• Es ermöglicht Ihnen zu überprüfen, wie viel Speicher dem Prozess zugewiesen werden muss, um zu entscheiden, welcher Prozessor Speicher erwerben sollte.

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Speicherverwaltungstechniken

Hier sind einige der wichtigsten Speicherverwaltungstechniken.

Segmentierte Speicherverwaltung

Segmentierter Speicher ist die einzige Speicherverwaltungsmethode, die keinen linearen und kontinuierlichen Adressraum für Ihre Programme bietet. Segmente erfordern Hardwareunterstützung in Form von Segmenttabellen. Sie enthalten die physische Adresse, die Größe und andere Daten des Abschnitts im Speicher, wie Status- und Zugriffsschutzbits.

Einzelne zusammenhängende Zuweisung

Die Zuweisung von zusammenhängendem Speicher in Betriebssystemen ist die einfachste Speicherverwaltungstechnik. Bei dieser Methode können, abgesehen von einem kleinen, für das Betriebssystem reservierten Teil, alle Arten von Computerspeicher für eine Anwendung verwendet werden. Das MS-DOS-Betriebssystem weist zum Beispiel auf diese Weise Speicher zu.

Partitionierte Zuweisung 

Sie unterteilt den Hauptspeicher in verschiedene Speicherpartitionen, von denen die meisten zusammenhängende Speicherbereiche sind. In jeder Partition werden alle Informationen für eine bestimmte Aufgabe oder einen bestimmten Job gespeichert. Zu den Arbeitsmethoden gehören die Zuweisung einer Partition bei Auftragsbeginn und die Aufhebung der Zuweisung bei Auftragsende.

Ausgelagerte Speicherverwaltung

Bei dieser Methode wird der Hauptspeicher des Computers in Einheiten fester Größe, so genannte Seitenrahmen, unterteilt. Die Hardware-Speicherverwaltungseinheit ordnet Seiten in Frames zu, die entsprechend den Seiten zugewiesen werden sollten.

Speicherzuweisung

Die Speicherzuweisung ist ein Prozess der Zuweisung von Speicher oder Platz für Computerprogramme. Es gibt drei Arten.

Erste Zuweisung:

Das erste Loch, das groß genug ist, wird dem Programm zugewiesen.

Beste Zuweisung:

Dem Programm wird das kleinste Loch zugewiesen, das groß genug ist.

Schlechteste Zuweisung:

Das größte Loch, das groß genug ist, um dem Programm zugewiesen zu werden.

Speicher Austauschen mittels Swapping

Beim Swapping wird jeder Prozess in den Arbeitsspeicher verschoben, eine Zeit lang ausgeführt und dann wieder auf die Festplatte verschoben. Der Prozess muss sich im Speicher befinden, um ausgeführt werden zu können, aber manchmal reicht der Arbeitsspeicher nicht aus, um alle derzeit aktiven Prozesse im Time-Sharing-System unterzubringen. Daher verbleiben redundante Prozesse auf der Festplatte und sorgen dafür, dass sie dynamisch ausgeführt werden.

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Letzte Worte

Worum handelt es sich bei der Speicherverwaltung im Betriebssystem? Nach der Lektüre dieses Artikels haben Sie vielleicht Antworten darauf. Auf dieser Grundlage erhalten Sie auch einige zusätzliche Informationen über Speicherverwaltungstechniken. Hier sind Sie am Ende des Artikels angelangt.
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