操作系统中分页和换页的区别
操作系统负责计算机系统的主要功能。它管理硬件设备、进程、文件和各种其他任务。内存管理是其中之一。它收集所有内存区域及其分配或空闲状态的数据。操作系统使用两种内存管理技术:换页和分页。换页可以添加到任何处理器调度方法中,将作业从主存储器移动到后备存储器。相反,分页允许一个进程的物理地址空间是非连续的。
在本文中,你将了解操作系统中分页和换页的区别。但在讨论区别之前,你必须了解操作系统中的分页和换页。
什么是分页
分页是一种内存管理技术,它将一个进程分配到一个非连续的地址区域。当进程的物理地址是非连续的时,不会发生外部碎片化。通常情况下,分页的大小为4KB,并且分页总是发生在当前活动页之间。
分页通过将RAM划分为固定大小的部分(称为帧)来实现。一个进程的逻辑内存被划分为相同大小的单位,称为页面。硬件确定页面大小和帧大小,因为我们知道该过程必须从主存储器中执行。因此,每当一个进程需要运行时,它的页面从源或后备存储器加载到主存储器中的任何空闲帧中。
什么是换页
一种名为换页的内存管理技术将不活动的程序从计算机系统的主存储器中移除。任何进程都必须在内存中执行,但它可以被临时调出内存并存储到备份存储器中,然后再返回到内存中以继续执行。换页是为其他进程提供运行所需的内存而进行的。
换页机制通常会影响性能,但它也有助于同时执行许多大型操作。换页是内存压缩的另一种称呼。通常情况下,低优先级的进程可以被换出,以便高优先级的进程可以被加载和执行。
分页和换页的关键区别
在操作系统中, 分页(分页) 和 换页(换页) 之间有着各种关键的差异。分页和换页在操作系统中的一些主要区别如下:
- 分页是一种内存管理方法,它使系统能够将数据存储和获取到主内存中以供使用。相比之下,换页是将进程临时转移到辅助存储器的方法。
- 分页比换页更加灵活,因为分页传输的是页面。而换页的灵活性较低。
- 在换页过程中,主内存中存在许多进程。而在分页时,主内存中只有一些进程。
- 换页涉及进程在主内存和辅助存储器之间的切换。而分页时,页面是相等大小的内存块,在主内存和辅助存储器之间传输。
- 换页使CPU更快地访问进程。而分页可以实现虚拟内存。
- 换页适用于大量工作负载。而分页适用于轻到中等工作负载。
- 换页允许多道程序运行。相比之下,分页允许进程的物理地址空间是非连续的,从而避免了外部碎片。
分页和换页的对比
在分页和换页之间存在各种对比。分页和换页的一些差异如下:
特点 | 分页 | 交换 |
---|---|---|
定义 | 这是一种内存管理方法,使系统能够将数据存储在辅助存储器中,以便在RAM中使用。 | 它暂时将进程从主存储器转移到辅助存储器。 |
基本 | 分页允许进程的内存地址空间是非连续的。 | 交换允许操作系统中的多个程序同时运行。 |
灵活性 | 分页更灵活,因为只有进程的页面被移动。 | 交换不太灵活,因为它在RAM和后备存储之间来回移动整个进程。 |
主要功能 | 在分页过程中,页面是在主存储器和辅助存储器之间传输的等大小的内存块。 | 交换涉及进程在主存储器和辅助存储器之间切换。 |
多道程序设计 | 分页使得更多的进程能够在主存储器中运行。 | 与分页相比,交换使得较少的程序能够在主存储器中运行。 |
工作负载 | 交换适用于重负载。 | 分页适用于轻负载到中等负载。 |
使用 | 分页允许实现虚拟内存。 | 交换允许CPU更快地访问进程。 |
进程 | 在交换过程中,主存储器中有许多进程。 | 在分页过程中,主存储器中有一些进程。 |
结论
分页利用主存中的非连续地址区域,从而防止外部碎片化。当一个进程频繁需要在主存和其他存储器之间移动时,可以将交换包含在CPU调度机制中。