следующий → ← предыдущая

Подкачка — это схема управления памятью, в которой любой процесс может быть временно перемещен из основной памяти во вторичную память, чтобы основная память стала доступной для других процессов. Он используется для улучшения использования основной памяти. Во вторичной памяти место, где хранится выгруженный процесс, называется пространством подкачки.

Цель подкачки в операционной системе — получить доступ к данным, имеющимся на жестком диске, и перенести их в оперативную память, чтобы их могли использовать прикладные программы. Следует помнить, что подкачка используется только тогда, когда данных нет в оперативной памяти.

Хотя процесс подкачки влияет на производительность системы, он помогает запускать более крупные и более одного процесса. По этой причине подкачку также называют уплотнением памяти.

Концепция свопинга разделилась еще на два понятия: Swap-in и Swap-out.

• Подкачка — это метод удаления процесса из оперативной памяти и добавления его на жесткий диск.
• Swap-in — это метод удаления программы с жесткого диска и помещения ее обратно в основную память или RAM.

Пример: Предположим, что размер пользовательского процесса составляет 2048 КБ и является стандартным жестким диском, на котором подкачка имеет скорость передачи данных 1 Мбит/с. Теперь посчитаем, сколько времени потребуется для переноса из основной памяти во вторичную память.

Размер пользовательского процесса составляет 2048 КБ. Скорость передачи данных 1 Мбит/с = 1024 кбит/с.

Преимущества замены

1. Помогает центральному процессору управлять несколькими процессами в одной основной памяти.
2. Помогает создавать и использовать виртуальную память.
3. Подкачка позволяет ЦП выполнять несколько задач одновременно. Таким образом, процессы не должны ждать очень долго, прежде чем они будут выполнены.
4. Улучшает использование основной памяти.

Недостатки замены

1. Если в компьютерной системе произойдет сбой питания, пользователь может потерять всю информацию, связанную с программой, в случае значительного обмена данными.
2. Если алгоритм подкачки не подходит, составной метод может увеличить количество ошибок страницы и снизить общую производительность обработки.

Примечание:

• В операционной системе с одной задачей только один процесс занимает область пользовательской программы в памяти и остается в памяти до завершения процесса.
• В многозадачной операционной системе возникает ситуация, когда все активные процессы не могут координироваться в оперативной памяти, тогда процесс выгружается из основной памяти, чтобы в нее могли войти другие процессы.

Следующая темаПотоки в ОС

← предыдущая следующий →

следующий → ← предыдущая

Операционная система является связующим звеном между пользователем и оборудованием. Это помогает пользователям получить доступ к оборудованию эффективным образом.

Операционная система предоставляет различные функции, которые обсуждаются ниже:

Контроль производительности системы

Одной из важнейших функций операционной системы является контроль состояния системы. Для этой цели он отслеживает и наблюдает время задержки между запрашиваемой услугой и запрошенной услугой. Это время задержки максимально сокращено для повышения общей производительности системы.

Управление памятью

В компьютерной системе у нас есть первичная память, которую также называют основной памятью, и она состоит из последовательности байтов. Каждый байт в основной памяти имеет уникальный адрес, который помогает проверить, занят он или нет. Для выполнения каждой программы в своей компьютерной системе она должна находиться в оперативной памяти. Операционные системы могут легко проверить, какие байты основной памяти пусты, а какие нет. Таким образом, он выделяет основную память для выполнения программы, а когда программа завершается или завершается, она освобождает память. Операционные системы также ведут запись о том, какой байт памяти назначен какой программе.

Управление устройствами

Операционная система управляет связью между компьютерной системой и периферийными устройствами, подключенными к порту ввода/вывода системы. Периферийные устройства используют свои соответствующие драйверы для связи с системой. Операционная система определяет, к какой программе или процессу осуществляется доступ через какое соединение и какое устройство. Он также гарантирует, что когда программа выполняется или завершается, она прекращает связь между устройством и компьютерной системой.

Координация между другим программным обеспечением и пользователем

В системе есть другое программное обеспечение, которое координируется операционной системой, чтобы пользователи могли эффективно обращаться к ним, например, ассемблеры, компиляторы и т. д.

Управление процессами

Процесс является исполняемой программой. Операционная система управляет всеми процессами так, что каждый процесс получает процессор на определенное время для своего выполнения, и время ожидания для каждого процесса будет меньше. Это управление также называется планированием процессов.

Для планирования процессов операционная система использует различные алгоритмы:

• Алгоритм «первым пришел — первым обслужен» (FCFS) : В этом алгоритме тот, кто пришел первым, обслуживается ЦП первым, пока не будет завершен. Это неупреждающий алгоритм, что означает, что он не может быть завершен без его завершения.
• Shortest Job First (SJF) Алгоритм: Процесс с наименьшим временем выполнения (время выполнения), который будет обслуживаться процессором в первую очередь.
• Алгоритм Longest Job First (LJF): Этот алгоритм основан на том явлении, что процесс с наибольшим временем выполнения будет обслуживаться первым процессором.
• Алгоритм циклического перебора: В этом алгоритме каждому процессу назначается определенный квант времени. Если процесс не выполняется в квантах времени, он отправляется в очередь ожидания для своего следующего хода.
• Алгоритм планирования приоритетов: Процессам присваивается приоритет на основе различных критериев, и они планируются в соответствии с наивысшим приоритетом. Критериями могут быть время вспышки или время прибытия и т. д.

Распределение ресурсов

Операционная система управляет всеми ресурсами компьютерной системы. Он обеспечивает использование всех ресурсов, управляя тем, какой ресурс используется каким процессом и в течение какого времени.

Защита информации и ресурсов

Все данные и информация, имеющиеся на машине, защищены операционной системой. Если какой-либо внешний ресурс пытается атаковать ресурс компьютера и украсть данные, то операционная система помогает предотвратить атаку.

Обработка операций ввода/вывода

Устройства ввода-вывода, такие как мышь, клавиатура, принтеры и т. д., являются внешними устройствами ввода-вывода, и каждое устройство имеет разную природу. Операционная система соответствующим образом управляет операциями ввода и вывода этих устройств.

Приоритет работы:

Приоритетной работой является создание и продвижение. Он определяет, какое действие должно быть выполнено в первую очередь в компьютерной системе.

Специальная программа управления:

Операционные системы вносят автоматические изменения в задачу через специальные управляющие программы. Эти программы называются программой специального контроля.

Планирование ресурсов и заданий:

Операционная система подготавливает список задач, которые необходимо выполнить для устройства компьютерной системы. Операционная система решает, какое устройство использовать для какой задачи. Это действие усложняется, когда несколько задач должны выполняться одновременно в компьютерной системе. Программы планирования операционной системы определяют порядок выполнения задач. Он выполняет эти задачи на основе приоритета выполнения задач, заданных пользователем. Это делает задачи доступными в зависимости от приоритета устройства.

Безопасность:

Компьютерная безопасность — очень важный аспект любой операционной системы. Надежность операционной системы определяется тем, насколько лучшую безопасность она нам обеспечивает. Современные операционные системы используют брандмауэр для обеспечения безопасности. Брандмауэр — это система безопасности, которая отслеживает каждое действие, происходящее на компьютере, и блокирует это действие в случае какой-либо угрозы.

Деятельность по мониторингу:

Операционная система заботится о деятельности компьютерной системы во время различных процессов. Это прерывает программу, если есть ошибки.