Beschreibung des Speichers

Der physische Speicher eines Systems wird in zwei Kategorien unterteilt :

• der Arbeitsspeicher : bestehend aus Schaltkreisen, und daher sehr schnell
• der Massenspeicher: bestehend aus Magnetträgern (Festplatte, Magnetbänder...), der sehr viel langsamer ist

Die Speicherverwaltung

Die Speicherverwaltung ist ein nicht leichter Kompromiss zwischen den Leistungen (Zugriffszeit) und der Menge (zur Verfügung stehende Kapazität). So wünscht man sich immer möglichst viel verfügbare Speicherkapazität, man wünscht aber kaum, dass dies zulasten der Leistungen geht.
Die Speicherverwaltung muss außerdem folgende Funktionen erfüllen :

• Das Teilen des Speichers ermöglichen (für ein Multitaskingssystem) ;
• Das zuordnen von Speicherblöcken für verschiedenen Aufgaben ermöglichen;
• Die verwendeten Speicherplätze beschützen (zum Beispiel verhindern, dass ein Benutzer eine von einem anderen Benutzer ausgeführte Aufgabe ändert);
• Den verfügbaren Speicherplatz optimieren insbesondere durch Mechanismen derSpeichererweiterung.

Speichererweiterung

Es ist möglich den Speicher auf zwei Arten zu erweitern :

• Indem ein Programm unterteilt wird in einen Arbeitsspeicher- Residenten Teil und einen Teil, der nur in den Speicher geladen wird, wenn der Zugriff auf diese Daten notwendig ist.
• Die Benutzung des Mechanismus eines virtuellen Speicherbereichs, besteht darin die Festplatte als Hauptspeicher zu verwenden, und in der RAM nur Anweisungen und Daten zu speichern, die von dem Prozessor verwendet werden. Das Betriebssystem führt diese Operation aus, indem es temporäre Dateien herstellt (genannt SWAP-Dateien, zu übersetzen mit "Austauschdatei") in denen die Informationen gespeichert werden wenn der verfügbarer Arbeitsspeicher nicht mehr ausreicht. Diese Operation wirkt sich mit einem beachtlichem Leistungsabfall aus, da die Zugriffszeit auf die Festplatte sehr viel länger ist als auf die RAM. Bei Benutzung des virtuellen Speicherbereichs kann man häufig feststellen, dass die Leuchtdiode der Festplatte fast ständig leuchtet, und in dem Fall des Systems Microsoft Windows eine Datei erscheint die "win386.swp" heißt, deren Größe beachtlich ist, proportional zum Bedarf an Arbeitsspeicher.

Die Mechanismen der Speicheraufteilung

Der Zentralspeicher kann auf drei Arten zerteilt werden :

• Die Segmentierung : die Programme werden in Parzellen von unterschiedlicher Länge unterteilt, die «Segmente» genannt werden.
• Die Seitenverwaltung: sie besteht darin den Speicherblöcke zu unterteilen, und die Programme in Seiten von festgelegter Länge.
• Eine Kombinierung von Segmentierung und Seitenverwaltung: gewisse Teile des Speicherbereiches sind segmentiert, die andern sind paginiert.