Die meisten Time-Sharing-Systeme nutzen verschiedene Techniken, um den Speicherplatz effizient und effektiv zu verwalten. Hier sind einige gängige Techniken:
1. Paging :Paging ist eine weit verbreitete Speicherverwaltungstechnik, bei der der physische Speicher in Blöcke fester Größe, sogenannte Seiten, unterteilt wird. Wenn ein Prozess auf Speicher zugreifen muss, erfolgt dies über seinen Adressraum im virtuellen Speicher. Das Betriebssystem übersetzt diese virtuellen Adressen in physische Adressen, indem es sie den entsprechenden Seiten zuordnet. Dies ermöglicht eine effiziente Nutzung des physischen Speichers, da mehrere Prozesse zu unterschiedlichen Zeiten dieselben physischen Seiten gemeinsam nutzen können.
2. Segmentierung :Segmentierung ist eine weitere Speicherverwaltungstechnik, die den logischen Adressraum des Benutzers in Segmente variabler Größe unterteilt. Jedem Segment können unterschiedliche Schutzattribute zugewiesen werden und es kann je nach Bedarf dynamisch wachsen oder schrumpfen. Diese Flexibilität ist nützlich, um verschiedene Teile eines Programms wie Code, Daten und Stack zu organisieren und die Zugriffskontrolle durchzusetzen.
3. Austauschen :Beim Auslagern werden inaktive oder weniger häufig verwendete Seiten oder Segmente vorübergehend vom Hauptspeicher in den Sekundärspeicher (normalerweise eine Festplatte) übertragen, um Platz für andere Prozesse freizugeben, die mehr Speicher benötigen. Wenn eine ausgelagerte Seite oder ein ausgelagertes Segment erneut benötigt wird, wird es/sie wieder in den Hauptspeicher eingelesen. Das Auslagern hilft bei der Speicherverwaltung, wenn nicht genügend physischer Speicher für alle aktiven Prozesse vorhanden ist.
4. Demand-Paging/Segmentierung :Demand Paging und Demand Segmentation sind Techniken zur Optimierung der Nutzung des physischen Speichers, indem nur die erforderlichen Seiten oder Segmente in den Hauptspeicher geladen werden, wenn sie benötigt werden. Diese Strategie reduziert den jeweils benötigten physischen Speicher und verbessert die Gesamtsystemleistung.
5. Speicherkomprimierung :Speicherkomprimierung ist eine optionale Technik, die verwendet werden kann, um zusammenhängende Blöcke freien Speichers zurückzugewinnen, indem aktive Seiten oder Segmente näher aneinander verschoben werden, um Fragmentierung zu verhindern. Dieser Prozess kann die Speichernutzung verbessern und die Wahrscheinlichkeit von Auslagerungen verringern.
6. Buddy-System :Das Buddy-System ist ein Speicherzuweisungsalgorithmus, der den verfügbaren Speicher in gleich große Blöcke, sogenannte „Buddys“, aufteilt. Wenn eine Speicherzuweisungsanforderung gestellt wird, versucht der Algorithmus, einen Buddy-Block mit der entsprechenden Größe zu finden. Steht kein passender Block zur Verfügung, teilt es einen größeren Block in zwei Buddys auf, bis die gewünschte Größe erreicht ist. Dieser Ansatz minimiert die Fragmentierung und gewährleistet eine effiziente Speichernutzung.
Diese Techniken, entweder allein oder in Kombination, ermöglichen Time-Sharing-Systemen eine effiziente Speicherverwaltung, sodass mehrere Benutzer und Prozesse Ressourcen gemeinsam nutzen und gleichzeitig ausgeführt werden können.
