Speicherabstraktion durch Adressräume und Swapping

geschrieben am 14-03-2010

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Es ist mit Nachteilen verbunden, Prozesse direkt auf den physikalisch vorhanden Arbeitsspeicher zugreifen zu laden. Denn da jedes Byte innerhalb des Arbeitsspeichers adressiert werden kann, kann im schlechtesten Fall das komplette Betriebssystem ausgehebelt werden und somit kann es passieren, dass im weiteren Verlauf das Betriebssystem still steht und nicht mehr reagiert.

Des Weiteren macht der direkte Zugriff es nicht leichter, Programme zur selben Zeit ausführen zu können. Genau aus diesem Grund wurden Adressräume eingeführt, eine Unterteilung des vorhandenen Speichers, so dass man jeden Prozess einen Bereich zu weisen kann – welcher nicht durch andere Prozesse überschrieben werden kann.

Konzept der Adressräume

Zwei Probleme für die Arbeit mit Anwendungen müssen gelöst werden, nämlich die Relokation, also dass Programme an unterschiedlichen Stellen im Hauptspeicher ausgeführt werden können und der Schutz, sprich das andere Programme oder Prozesse nicht in den Adressraum anderer Prozesse wie auch Anwendungen wahllos Änderungen durchführen können.

Jeder Prozess soll einen eigenen Adressraum besitzen, der unabhängig von anderen Prozessen ist. Dies wird durch den Adressraum gelöst. Der Adressraum bezeichnet eine Menge von Adressen, die einem Prozess für seine Aufgaben zur Verfügung steht – diese Adressen kann der Prozess als Speicher nutzen.

Swapping

Swapping trat im Grunde immer dann auf, wenn die benötigte Menge an Arbeitsspeicher größer als der vorhandene Arbeitsspeicher war. Swapping bedeutet im Endeffekt nichts anderes als das Auslagern von Inhalten des Arbeitsspeichers auf die Festplatte, nach dem auszulagernde Prozess bzw. dessen Adressraum eine gewisse Zeit gelaufen ist.

Aber auch bei Swapping war es notwendig den vorhandenen Speicher zu verdichten, sofern Lücken im Speicher entstehen. Dabei werden diese Lücken zusammengefasst in dem man Programme bzw. Prozesse soweit wie Möglich nach unten verschiebt. Diese Operation nimmt Verhältnismäßig einiges an Zeit in Anspruch.

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