【操作系统】存储器管理之覆盖与对换

覆盖与对换技术是在多道程序环境下用来扩充内存的两种方法。

覆盖与对换可以解决在小的内存空间运行大作业的问题，是“扩充”内存容量和提高内存利用率的有效措施。

覆盖技术主要用在早期的 OS 中，对换技术则用在现代OS 中。

覆盖 (Overlay)

覆盖技术主要用在早期的 OS 中（内存 <64KB） ，可用的存储空间受限，某些大作业不能一次全部装入内存，产生了大作业与小内存的矛盾。

覆盖：把一个程序划分为一系列功能相对独立的程序段，让执行时不要求同时装入内存的程序段组成一组（称为覆盖段） ，共享主存的同一个区域，这种内存扩充技术就是覆盖。

程序段先保存在磁盘上，当有关程序段的前一部分执行结束，把后续程序段调入内存，覆盖前面的程序段（内存“扩大”了） 。

一般要求作业各模块之间有明确的调用结构，程序员要向系统指明覆盖结构，然后由操作系统完成自动覆盖。

缺点：对用户不透明，增加了用户负担。

对换（Swapping）

所谓“对换” ，是指将暂时不用的某个进程及数据（首先是处于阻塞状态优先级最低的）部分（或全部）从内存移到到外存（备份区或对换区）中去，让出内存空间，同时将某个需要的进程调入到内存中，让其运行。

交换技术也是“扩充”内存容量和提高内存利用率的有效措施。

交换到外存的进程需要时可以被再次交换回（选择换出时间最久的）内存中继续执行。

对换的类型

• 整体对换：进程对换，解决内存紧张问题。 （中级调度）
• 部分对换：页面对换/分段对换，提供虚存支持。

对换空间的管理

• 具有对换功能的 OS 中，通常把外存分为文件区和对换区。前者用于存放文件，后者存放从内存换出的进程。对换区比文件区侧重于对换速度。因此对换区一般采用连续分配。

进程的换出与换入

• 选择换出进程：优先级，进程状态。
• 选择换入进程：优先级，进程状态，换出时间等。

覆盖与对换技术的区别

• 覆盖可减少一个进程运行所需的空间。对换可让整个进程暂存于外存中，让出内存空间。
• 覆盖是由程序员实现的，操作系统根据程序员提供的覆盖结构来完成程序段之间的覆盖。对换技术不要求程序员给出程序段之间的覆盖结构。
• 覆盖技术主要在同一个作业或进程中进行。对换主要在作业或进程之间进行。