Paging in besturingssysteem (OS)

Wat is paging?

Paging is een opslagmechanisme waarmee het besturingssysteem processen van de secundaire opslag naar het hoofdgeheugen kan ophalen in de vorm van pagina's. Bij de paging-methode wordt het hoofdgeheugen verdeeld in kleine blokken fysiek geheugen van vaste grootte, die frames worden genoemd. De grootte van een frame moet gelijk blijven aan die van een pagina om het hoofdgeheugen maximaal te benutten en externe fragmentatie te voorkomen. Paging wordt gebruikt voor snellere toegang tot gegevens, en het is een logisch concept.

In deze Paging-tutorial leert u:

Voorbeeld

Als de grootte van het hoofdgeheugen bijvoorbeeld 16 KB is en de framegrootte 1 KB. Hier wordt het hoofdgeheugen verdeeld in de verzameling van 16 frames van elk 1 KB.

Er zijn 4 afzonderlijke processen in het systeem, namelijk A1, A2, A3 en A4 van elk 4 KB. Hier zijn alle processen verdeeld in pagina's van elk 1 KB, zodat het besturingssysteem één pagina in één frame kan opslaan.

Aan het begin van het proces blijven alle frames leeg zodat alle pagina's van de processen op een aaneengesloten manier worden opgeslagen.

In dit voorbeeld ziet u dat A2 en A4 na enige tijd in de wachtstand worden gezet. Daarom worden acht frames leeg en kunnen andere pagina's in die lege blokken worden geladen. Het proces A5 van formaat 8 pagina's (8 KB) wachten in de wachtrij klaar.

In dit voorbeeld ziet u dat er acht niet-aaneengesloten frames beschikbaar zijn in het geheugen, en paging biedt de flexibiliteit om het proces op de verschillende plaatsen op te slaan. Hierdoor kunnen we de pagina's van proces A5 laden in plaats van A2 en A4.

Wat is pagingbeveiliging?

Het pagingproces moet worden beschermd door gebruik te maken van het concept van het invoegen van een extra bit genaamd Geldig/Ongeldig bit. Paging Geheugenbeveiliging bij paging wordt bereikt door beveiligingsbits aan elke pagina te koppelen. Deze bits zijn gekoppeld aan elk item in de paginatabel en specificeren de beveiliging op de overeenkomstige pagina.

Voordelen van paging

Dit zijn de voordelen van het gebruik van de paging-methode:

  • Eenvoudig te gebruiken algoritme voor geheugenbeheer
  • Geen externe fragmentatie nodig
  • Wisselen tussen pagina's van gelijke grootte en paginaframes is eenvoudig.

Nadelen van paging

Hier zijn de nadelen / nadelen van paging:

  • Kan interne fragmentatie veroorzaken
  • Complex geheugenbeheeralgoritme
  • Paginatabellen verbruiken extra geheugen.
  • Paging op meerdere niveaus kan leiden tot overhead voor geheugenreferentie.

Wat is segmentatie?

Segmentatiemethode werkt bijna hetzelfde als paging, het enige verschil tussen beide is dat segmenten van variabele lengte zijn, terwijl pagina's bij de pagingmethode altijd een vaste grootte hebben.

Een programmasegment omvat de hoofdfunctie van het programma, datastructuren, hulpprogrammafuncties, enz. Het besturingssysteem houdt een segmentkaarttabel bij voor alle processen. Het bevat ook een lijst met vrije geheugenblokken, samen met de grootte, de segmentnummers en de geheugenlocaties in het hoofdgeheugen of het virtuele geheugen.

Voordelen van een Segmentatiemethode

Dit zijn de voordelen/voordelen van segmentatie

  • Bied bescherming binnen de segmenten
  • U kunt delen bereiken door segmenten die verwijzen naar meerdere processen.
  • Biedt geen interne fragmentatie
  • Segmenttabellen gebruiken minder geheugen dan paging

Nadelen van segmentatie

Hier zijn de nadelen/nadelen van segmentatie:

  • Bij de segmentatiemethode worden processen geladen/verwijderd uit het hoofdgeheugen. Daarom wordt de vrije geheugenruimte in kleine stukjes verdeeld, wat een probleem van externe fragmentatie kan veroorzaken
  • Kostbaar geheugenbeheeralgoritme

Samenvatting:

  • Paging is een opslagmechanisme waarmee het besturingssysteem processen van de secundaire opslag in het hoofdgeheugen kan ophalen in de vorm van pagina's.
  • Het pagingproces moet worden beschermd door gebruik te maken van het concept van het invoegen van een extra bit genaamd Geldig/Ongeldig bit.
  • Het grootste voordeel van paging is dat het gemakkelijk te gebruiken geheugenbeheeralgoritme is
  • Paging kan interne fragmentatie veroorzaken
  • Segmentatiemethode werkt bijna hetzelfde als paging, het enige verschil tussen beide is dat segmenten van variabele lengte zijn, terwijl pagina's bij de pagingmethode altijd een vaste grootte hebben.
  • U kunt delen bereiken door segmenten die verwijzen naar meerdere processen.
  • Segmentatie is een kostbaar geheugenbeheeralgoritme