Výměna

Ve vědě o počítačích , popisuje , že vymění [ swɐpɪŋ ] (angl pro. Přestavba , z angličtiny do swapu , ‚výměna) v úložné hierarchii prohození dat vyššího na nižší úrovni, nebo v obchodě opačné. Výměnou by měly být současně využity výhody vyšších úrovní, tj. Vyšší rychlosti a nižších úrovní, konkrétně vyšší kapacity a méně nákladného úložiště. Termín obvykle označuje pohyb dat mezi pamětí a pevným diskem .

Způsob práce

Ukládání a načítání kompletních procesů

Pokud již není k dispozici žádná volná paměť pro vyřízení požadavku, jsou data, která nejsou aktuálně požadována, vyměněna za účelem vytvoření prostoru v paměti. Pokud jsou znovu potřeba, musí být znovu načteny (a musí dát přednost před něčím jiným). Softwarová rutina používaná pro tento účel a práce na pozadí je také známá jako swapper . Swapping byl zpočátku kombinován se segmentací , což je speciální typ správy paměti v operačních systémech . Výměna již existovala před stránkováním , které většina moderních operačních systémů používá jako základ pro správu virtuální paměti . Dnes jsou swapování a stránkování většinou vzájemně kombinovány.

K výměně často dochází, když plánovač aktivuje jiný proces , protože druhý proces nyní potřebuje svá data, zatímco k předchozímu procesu již není přístup.

Při výměně je třeba vyřešit dva problémy:

  1. Tyto paměťové adresy v lokální proměnné lze přepínat mezi vyměňovat a pokud čtení ve opět změnách velikosti paměti segmentu. V případě správy paměti pomocí segmentace se tomu zabrání přemístěním proměnných tak, že se adresy paměti proměnných přepočítají při každém načtení. U stránkování se to provádí mapováním virtuálních adres na skutečné adresy pomocí tabulky stránek .
  2. Ochrana paměti řídícího operačního systému, která zabraňuje programům opustit paměťovou oblast jim přiřazenou ke čtení nebo zápisu.

Oba problémy lze vyřešit také kombinací swapování se správou virtuální paměti .

V případě operačních systémů, které podporují pouze segmentaci, tvoří všechny vyměněné paměťové segmenty odkládací soubor jako celek , zatímco v případě operačních systémů, které podporují stránkování, tvoří všechny vyměněné paměťové stránky mimo soubor.

Výměna oproti stránkování

Virtuální paměť a ukládání do mezipaměti pevného disku lze v zásadě zpracovat pomocí stejného mechanismu, který moderní operační systémy obvykle podporují. Otevřený soubor lze zobrazit jako součást adresního prostoru - pouze ty oblasti, ke kterým aplikace skutečně přistupuje, jsou skutečně načteny („swap-in“). Naopak „ukládání“ se jednoduše stává procesem „swap out“.

Někdy je lingvisticky vymezeno, že „swap in“ a „swap out“ by odkazovalo pouze na přenos mezi hlavní pamětí a vyhrazeným odkládacím prostorem, ale ne na přenos jiného obsahu souboru, zatímco „page in“ by odkazovalo na jakýkoli přenos souboru do hlavní paměti označuje „page out“ (libovolný) přenos z hlavní paměti do systému souborů.

Příklady

  • Program s únikem paměti využívá více paměti, než je fyzicky systému k dispozici. Systém má odkládací soubor a některé paměťové stránky programu jsou do něj vyměněny. Tomu se říká swapování, protože swapový soubor je jediným zapojeným souborem.
  • Program otevře soubor bez použití možnosti přímého vstupu a výstupu. Soubor je načten do mezipaměti systému souborů . Tomu se říká page in, protože není ovlivněn odkládací prostor .