操作系统（三十四）覆盖和交换

3.3 覆盖和交换

  在上一节中我们提到操作系统在内存管理方面的作用，其中有一个作用是内存空间的扩展，实现这一功能的就是覆盖和交换技术。

3.3.1 覆盖

  早期的计算机内存很小，经常会出现内存大小不够的情况。后来人们引入了覆盖技术，用来解决“程序大小超过物理内存总和”的问题。

  覆盖的思想：将程序分为多个段（多个模块）。常用的段常驻内存，不常用的段在需要时调入内存。内存中分为一个“固定区”和若干个“覆盖区”。需要常驻内存的段放在“固定区”中，调入后就不再调出（除非运行结束）不常用的段放在“覆盖区”，需要用到时调入内存，用不到时调出内存。

  在覆盖区的处理上按照自身逻辑结构，让那些不可能同时被访问的程序段共享同一个覆盖区

  但是这种覆盖技术对用户是不透明的，所有覆盖操作必须先由程序员进行声明，大大增加了编程难度。

3.3.2 交换

  在将中级调度（内存调度）的时候我们提过交换技术，中级调度的目的就是决定哪些挂起的进程重新调入内存。

  交换的进程保存位置：具有对换功能的操作系统中，通常把磁盘空间分为文件区和对换区两部分。文件区主要用于存放文件，主要追求存储空间的利用率，因此对文件区空间的管理采用离散分配方式；对换区空间只占磁盘空间的小部分，被换出的进程数据就存放在对换区。由于对换的速度直接影响到系统的整体速度，因此对换区空间的管理主要追求换入换出速度，因此通常对换区采用连续分配方式。总之，对换区的I/O速度比文件区的更快。

  交换进行的时机：交换通常在许多进程运行且内存吃紧时进行，而系统负荷降低就暂停。例如：在发现许多进程运行时经常发生缺页，就说明内存紧张，此时可以换出一些进程；如果缺页率明显下降，就可以暂停换出。

  交换进程的选择： 可优先换出阻塞进程；可换出优先级低的进程；为了防止优先级低的进程在被调入内存后很快又被换出，有的系统还会考虑进程在内存的驻留时间这里需要注意：PCB 会常驻内存，不会被换出外存。

 

 

  虽然覆盖跟交换都是拓展内存空间的一个方法但是而只是有区别的：覆盖是在同一个程序或者进程中进行的，交换是在不同进程之间进行的。