تخصیص حافظه به پردازشها یکی از مسائل مهم طراح سیستم عامل اشتراک زمانی است. نگهداری همزمان N برنامه در حافظه غیر عملی است. در اینصورت 1/N حافظه
قابل استفاده است.
این مشکل با تکنیکی بنام مبادله (Swapping) قابل حل است . به اینصورت که پردازشهای در حال اجرا بصورت تصویری از حافظه اصلی (Core Image)، روی حافظه پشتیبان (ثانوی) نگهداری میشوند.
درزمان مقتضی، یک برش زمانی تخصیص و تصویر از حافظه پشتیبان در اصلی بار میشود.
نرم افزار مخصوص مدیریت حافظه، مبادله فوق را سازمان دهد. البته مدیریت Cache وظیفه سخت افزار است.
مبادله با هزینه های ثابتی همراه است و بنابراین در تعیین هنگام آن ، بایستی توجه فراوان داشت.
استراتژی های مبادله:
روشهای مبادله گوناگون است و باعوامل زیر مرتبط است:
مقدار کل حافظه مورد نیاز
زمان مصرفی برای مبادله
1- سیستم مبادله ساده:
در این سیستم ، به اندازه ای جا وجود دارد که سیستم عامل تنها همراه یک پردازش استفاده کننده،در حافظه اصلی قرار می گیرد. هر پردازش دیگری که بدان یک برش زمان تعلق میگیرد ، باید بداخل همین فضا آورده
شود.
سیستم عامل + یک پردازش = اندازه حافظه اصلی
زمان مبادله خارج + زمان cpu + زمان مبادله داخل = زمان هر فعل و انفعال
زمان cpu + زمان مبادله × 2 =
زمان cpu برطبق کاری که یک پردازش انجام می دهد ، تغییر می کند ، تا ماکزیممی که برابر با تناوب برش زمانی است.
کارائی این سیستم به عملکرد پردازش استفاده کننده و مقدار حقیقی مصرف زمان cpu در برش زمانی توسط پردازش، وابسته است.
اگر زمان لازم cpu برای پردازش یک فعل و انفعال کوتاه باشد، میزان بکارگیری cpu بسیار پائین می آید. ولی زمان پاسخ برای استفاده کننده سریع است. کارهای که خیلی فعل و انفعالی هستند ، باعث پائین آمدن میزان
بکار گیری cpu میشوند و این یکی از اساسی ترین مشکلات سیستمهای اشتراک زمانی است.
در کارهائی که نیاز به زمان زیاد cpu دارند، مثل یک کامپایل کردن طولانی ، میزان بکار گیری cpu خیلی بهتر است.
55 میلی ثانیه = زمان متوسط حرکت هد
15 میلی ثانیه= کمترین زمان حرکت هد
25 میلی ثانیه در هر دور = سرعت چرخش
5/12 میلی ثانیه = متوسط زمان متوقف شدن (5/0 دور)
10 کیلو بایت = گنجایش هر شیار
زمان لازم برای انتقال یک پردازش نسبتا کوچک که به 20 کیلو بایت حافظه نیاز دارد عبارتست از :
زمان متوسط حرکت هد + زمان یک دور چرخش وانتقال + زمان رکود
(برای شیار اول ) و . . .
زمان یک دور چرخش وانتقال + زمان رکود + کمترین زمان حرکت هد
(برای شیارهای بعدی).
میلی ثانیه 145= ( 25 + 5/12 + 15 ) + ( 55 + 25 + 5/12 ) =
طول یک برش زمان ممکن است 1/0 ثانیه ( 100 میلی ثانیه ) پس :
میلی ثانیه 390 = 100 + 145 × 2 = زمان لازم برای یک فعل و انفعال
اگر سیستم زمان پاسخ کمتر از دو ثانیه را گارانتی کند ، فقط میتوان 5 استفاده کننده همزمان داشت. این تعداد خیلی کم است و میزان بکارگیری cpu هم خیلی پائین است :
درصد 26 = 100× 390 / 100 = بکارگیری cpu
2- سیستم مبادله پیچیده تر:
نقطه ضعف سیستم ساده ، بیکاری cpu هنگام مبادله است.حتی وقتی کارها CPU_Limited هستند و طول تناوب هر برش زمان هم زیاد است، زمان مبادله هنوز عامل غالب است. راه حل آنست که مقداری از مبادله
همزمان با پردازش استفاده کننده دیگر انجام گیرد.
بنابراین سیستم باید قادر به نگهداری بیش از یک پردازش در هر زمان در حافظه اصلی باشد.
شامل 17 اسلاید POWERPOINT
دانلود پاورپوینت فصل هشتم , مدیریت حافظه - اصول اولیه
