操作系统学习 - 内存覆盖与交换

内存覆盖

思想：将程序分为多个多个模块，把内存空间分为一个“固定区”和若干个“覆盖区”。需要常驻内存的模块放在“固定区”中常驻，不常用的段放在“覆盖区”，需要用到时换入内存，用不到时就换出内存。

内存交换

思想：内存空间紧张时，系统将内存中某些进程暂时换出到外存中，把外存中某些已具备运行条件的进程换入到内存中。

1. 被换出的进程保存在外存的什么位置？

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。

2. 什么时候交换？

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。

3. 应该换出哪些进程？

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。
（进程被换出时，并不是把这个进程相关的所有数据都换出到外存中，会把PCB常驻内存中，这样有利于维护进程的管理，而且PCB中记录了换出进程在外存中的位置信息，方便后续换入）

两种技术的对比

• 相同点：两种技术都是为了解决“小内存运行大程序”的问题。
• 不同点：
  • 粒度不同，覆盖技术的粒度是模块，交换技术的粒度是进程。
  • 覆盖技术需要程序员声明覆盖结构，操作系统完成覆盖操作。而交换技术不需要程序员参与，全程由操作系统完成。