操作系统3.1.3 内存空间扩充技术（覆盖与交换）

本节主要讲覆盖技术和交换技术，虚拟存储技术在后续小节会详细展开。

 

实现内存空间扩充的技术

一、覆盖技术

用于解决“程序大小超过物理内存总和”的问题。

思想：

将程序分为多个段，常用的段常驻在内存，不常用的段在需要时才从外存调入内存。

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”，调入后就不再调出（除非运行结束）。

不常用的段，放在覆盖区中，需要用的时候调入内存，用不到时调出内存。

一个固定区：存放最活跃的程序段，固定区的程序在运行过程中不会调入调出内存

若干个覆盖区：不可能同时被访问的程序段可共享一个覆盖区，覆盖区中的程序段在运行过程中会根据需要调入调出内存

缺点：必须有程序员声明覆盖结构，操作系统完成自动覆盖，因此对用户不透明，增加了用户的编程负担

所以覆盖技术只用于早期的操作系统中。

 

二、交换技术

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（进程在内存与磁盘动态调度）

挂起：暂时换出外存等待的进程状态为挂起状态

挂起态又进一步细分为就绪挂起、阻塞挂起

三个问题：

1、应该在外存（磁盘）的什么位置保存被换出的进程？

磁盘区通常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，因此对文件区空间管理采用离散分配方式；

对换区空间占磁盘空间很小的部分，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操作系统的整体速度，因此对换区空间管理主要追求换入换出速度，因此通常采用连续分配方式。

总之，对换区的I/O速度比文件区的更快。

2、什么时候应该交换？

交换通常在许多进程运行过程中并且内存吃紧时进行，而系统负荷降低就暂停。

例如在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？ 

可以优先换出阻塞进程；

可换出优先级低的进程；

为防止优先级低的进程在调入内存后很快被换出，有时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）

 

三、两种技术的区别

覆盖是在同一个程序或进程中的，交换是在不同进程（作业）之间的。

 

四、知识回顾与重要考点

本节主要考察选择题。