早期的计算机内存很小,比如IBM 推出的第一台PC机最大只支持1MB大小的内存。因此经常会出现内存大小不够的情况。
后来人们引入了覆盖技术,用来解决“程序大小超过物理内存总和”的问题。
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)。
必须由程序员声明覆盖结构,操作系统完成自动覆盖。缺点:对用户不透明,增加了用户编程负担。覆盖技术只用于早期的操作系统中,现在已成为历史。
交换(对换)技术的设计思想:内存空间紧张时,系统将内存中某些进程暂时换出外存,把外存中某些已具备运行条件的进程换入内存(进程在内存与磁盘间动态调度)。
中级调度(内存调度),就是要决定将哪个处于挂起状态的进程重新调入内存。
暂时换出外存等待的进程状态为挂起状态(挂起态,suspend)。
挂起态又可以进一步细分为就绪挂起、阻塞挂起两种状态。
思考
1.应该在外存(磁盘)的什么位置保存被换出的进程?
2.什么时候应该交换?
3.应该换出哪些进程?
答:
1.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.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.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)