Was ist Paging?
Paging ist ein Speichermechanismus, mit dem das Betriebssystem Prozesse in Form von Seiten aus dem Sekundärspeicher in den Hauptspeicher abrufen kann. Bei der Paging-Methode wird der Hauptspeicher in kleine physikalische Adressblöcke fester Größe unterteilt, die als Frames bezeichnet werden.
Die Größe eines Frames sollte der Größe einer Seite entsprechen, um den Hauptspeicher maximal zu nutzen und eine externe Fragmentierung zu vermeiden. Paging wird für einen schnelleren Zugriff auf Daten verwendet und ist ein logisches Konzept.
In diesem Tutorial lernen Sie
- Was ist Paging?
- Was ist Segmentierung?
- Paging vs. Segmentierung
- Vorteile des Paging
- Vorteil der Segmentierung
- Nachteile von Paging
- Nachteile der Segmentierung
Was ist Segmentierung?
Die Segmentierungsmethode funktioniert fast ähnlich wie das Paging. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Segmente eine variable Länge haben, während bei der Paging-Methode die Seiten immer eine feste Größe haben.
Ein Programmsegment enthält die Hauptfunktion, Datenstrukturen, Dienstprogrammfunktionen usw. des Programms. Das Betriebssystem verwaltet eine Segmentzuordnungstabelle für alle Prozesse. Es enthält auch eine Liste der freien Speicherblöcke sowie deren Größe, Segmentnummern und Speicherplätze im Hauptspeicher oder im virtuellen Speicher.
WICHTIGE UNTERSCHIEDE:
- Eine Seite hat die feste Blockgröße, während ein Segment eine variable Größe hat.
- In Paging entscheidet die Hardware über die Seitengröße, während die Segmentgröße vom Benutzer angegeben wird.
- Die Paging-Technik ist für den Speicherzugriff schneller, aber die Segmentierung ist langsamer als die Paging-Methode.
- Beim Paging gibt der Benutzer nur eine einzige Ganzzahl als Adresse an, während bei der Segmentierung viele unabhängige Adressräume verfügbar sind
- Seitentabelle speichert die Seitendaten, während Segmentierungstabelle die Segmentierungsdaten speichert.
Unterschied zwischen Paging und Segmentierung
Hier sind die Unterschiede zwischen der Paging- und der Segmentierungsmethode:
| Paging | Segmentierung |
| Eine Seite hat die feste Blockgröße. | Ein Segment hat eine variable Größe. |
| Dies kann zu einer internen Fragmentierung führen. | Dies kann zu einer externen Fragmentierung führen. |
| In Paging entscheidet die Hardware über die Seitengröße. | Die Segmentgröße wird vom Benutzer festgelegt. |
| Ein Prozessadressraum ist in Blöcke fester Größe unterteilt, die als Seiten bezeichnet werden. | Ein Prozessadressraum ist in unterschiedlich große Blöcke unterteilt, die als Abschnitte bezeichnet werden. |
| Die Paging-Technik ist für den Speicherzugriff schneller. | Die Segmentierung ist langsamer als die Paging-Methode. |
| Seitentabelle speichert die Seitendaten | Die Segmentierungstabelle speichert die Segmentierungsdaten. |
| Paging erleichtert keine gemeinsame Nutzung von Verfahren. | Die Segmentierung ermöglicht die gemeinsame Nutzung von Prozeduren. |
| Paging kann Prozeduren und Daten nicht separat unterscheiden und sichern. | Durch die Segmentierung können sichere Prozeduren und Daten getrennt werden. |
| Der Paging-Adressraum ist eindimensional | Bei der Segmentierung stehen viele unabhängige Adressräume zur Verfügung |
| Beim Paging gibt der Benutzer nur eine einzige Ganzzahl als Adresse an, die von der Hardware in eine Seitenzahl und einen Versatz unterteilt wird. | Bei der Segmentierungsmethode gibt der Benutzer die Adresse in zwei Größen an: 1) Segmentnummer 2) Offset. |
Vorteile des Paging
Hier sind die Vor- und Vorteile der Verwendung der Paging-Methode
- Auf Programmiererebene ist Paging eine transparente Funktion und erfordert kein Eingreifen.
- Frames müssen nicht zusammenhängend sein.
- Einfach zu bedienender Speicherverwaltungsalgorithmus
- Das Wechseln zwischen gleich großen Seiten und Seitenrahmen ist einfach.
Vorteil der Segmentierung
Hier sind die Vorteile der Segmentierung:
- Es ist einfach, Segmente als den gesamten Adressraum zu verschieben.
- Das Fehlen einer internen Fragmentierung als externe Fragmentierung muss erfolgen.
- Die Segmenttabelle ist im Vergleich zur Seitentabelle beim Paging kleiner.
- Die durchschnittliche Größe des Segments ist größer als die tatsächliche Größe der Seite
- Bieten Sie Schutz innerhalb des Segments
- Bietet keine interne Fragmentierung
- Segmenttabellen benötigen weniger Speicher als Paging
- Da es die kleine Segmenttabelle bietet, ist die Speicherreferenz einfach, was sich für den Austausch von Daten zwischen Prozessen eignet.
Nachteile von Paging
Hier sind die Vor- und Nachteile von Paging:
- Paging verursacht auf älteren Systemen eine interne Fragmentierung.
- Längere Speichersuchzeiten im Vergleich zur Segmentierung
- Dies kann zu einer internen Fragmentierung führen
- Komplexer Speicherverwaltungsalgorithmus
- Seitentabellen verbrauchen zusätzlichen Speicher.
- Mehrstufiges Paging kann zu Speicherreferenz-Overhead führen.
Nachteile der Segmentierung
Hier sind die Vor- und Nachteile der Segmentierung:
- Eine ungleiche Größe der Segmente ist beim Tauschen nicht gut.
- Das Portieren von Linux auf verschiedene Architekturen ist schwierig zu verarbeiten, da die Segmentierung nur sehr eingeschränkt unterstützt wird.
- Es erfordert ein Eingreifen des Programmierers.
- Es ist schwierig, der Partition ansteckenden Speicher zuzuweisen, da er eine variable Größe hat.
- Dies ist ein kostspieliger Speicherverwaltungsalgorithmus.