覆盖与交换
覆盖与交换是实现内存空间扩充的技术,虚拟存储技术后续会详细讲解
覆盖技术
为了解决程序大小超过物理内存总和的问题引入了覆盖技术
覆盖技术的思想:
将程序分为多个段(多个模块),常用的段常驻内存,不常用的段在需要时调入内存
内存中分为一个 “固定区” 和若干个 “覆盖区“
需要常驻内存的段放在 “固定区” 中,调入后就不再调出(除非运行结束)
不常用的段放在 ”覆盖区“ ,需要用到时调入内存,用不到时调出内存
【例】某程序调用结构如下,可见 A 会调用 B 或 C ,但是 B、C 不会同时被调用,同理 D、E、F 也不会同时被调用,B 和 C 可以共享同一个覆盖区,覆盖区大小由 B 和 C 中较大的一个决定,即 C 的大小 10K ,D、E 和 F 可以共享同一个覆盖区,覆盖区大小由三个中最大的一个决定,即 D 的大小 12K
采用覆盖技术之后,从逻辑上看物理内存的大小被拓展
缺点:操作系统并不知道程序中的调用结构,必须由程序员声明覆盖结构后,操作系统才能完成自动覆盖(对用户不透明,增加了用户编程的负担)(覆盖技术只用于早期操作系统,现在已经很少使用)
交换技术
交换技术就是进程在内存与磁盘间的动态调度
交换(对换)的基本思想:
把处于等待状态(或在CPU调度原则下被剥夺运行权利)的程序从内存移到辅存,把内存空间腾出来,这一过程又称换出;
把准备好竞争CPU运行的程序从辅存移到内存,这一过程又称换入
(之前介绍的**中级调度(内存调度)**采用的就是交换技术)
被换出进程在外存中保存的位置
具有对换功能的操作系统中,通常把磁盘空间分为文件区和对换区两部分
文件区主要用于存放文件,主要追求存储空间的利用率,因此对文件区空间的管理采用离散分配方式
对换区空间只占磁盘空间的小部分,被换出的进程数据就存放在对换区,由于对换的速度直接影响到系统的整体速度,因此对换区空间的管理主要追求换入换出速度,因此通常对换区采用连续分配方式(学过文件管理章节后即可理解)
总之,对换区的I/O速度比文件区的更快
进程交换的时机
交换通常在许多进程运行且内存吃紧时进行,而系统负荷降低就暂停
例如:在发现许多进程运行时经常发生缺页,就说明内存紧张,此时可以换出一些进程:如果缺页率明显下降,就可以暂停换出
进程换出的条件
可优先换出阻塞进程;
可换出优先级低的进程;
为了防止优先级低的进程在被调入内存后很快又被换出,有的系统还会考虑进程在内存的驻留时间…
注意:PCB 会常驻内存,不会被换出外存
覆盖与交换的区别
覆盖是在同一个程序或进程中进行的
交换是在不同的进程(或作业)之间的
【计算机操作系统】 专栏的文章 均有参考 《王道计算机考研 操作系统》 课程视频