3.3 Speicherverwaltung

[gesichtete Version][gesichtete Version]
Keine Bearbeitungszusammenfassung
Keine Bearbeitungszusammenfassung
 
(19 dazwischenliegende Versionen von 3 Benutzern werden nicht angezeigt)
Zeile 1: Zeile 1:
<p>
<p>
Zunächst die Definition:
Die Verwaltung des Hauptspeichers ist eine sehr wichtige Aufgabe des Betriebssystems.
</p>
</p>


<br />
<br />
==== Definition: Speicherverwaltung ====
== Definition: Speicherverwaltung ==
<p>
<p>
{{#index:Speicherverwaltung|Hauptspeicherverwaltung}}
<loop_index id="5fa9787dd4abd">Speicherverwaltung</loop_index><loop_index id="5fa9787e09e2e">Hauptspeicherverwaltung</loop_index>
<loop_area type="definition">
<loop_area type="definition">
<p>
<p>
Zeile 16: Zeile 17:
<br />
<br />
<p>
<p>
Physikalischer Speicher (RAM) ist in jedem Rechner eingebaut. In [http://youtu.be/tY6DkMy2e18 diesem Video] sind (u.a.) die Speichermodule zu sehen, in [http://vfhcab.oncampus.de/mediawiki/images/vfhcab/2/26/North-south-bridge.jpg dieser Abbildung] erkennt man die RAM-Stckplätze, welche die Verbindung zwischen Speichermodul und Bussystem herstellen.
[[MMU_-_Memory_Management_Unit#Definition:_Physikalischer_Speicher|Physikalischer Speicher (RAM)]] ist in jedem Rechner eingebaut. In [http://youtu.be/tY6DkMy2e18 diesem Video] sind (u.a.) die Speichermodule zu sehen, und in [[Moderne_Bussysteme#North-south-bridge|dieser Abbildung]] erkennt man die RAM-Steckplätze, welche die Verbindung zwischen Speichermodul und Bussystem herstellen.
</p>
</p>
<p>
<p>
Ob bei der Arbeit mit einem Computersystem auch virtueller Speicher zum Einsatz kommt, hängt vom verwendeten Betriebssystem ab. Die Speicherverwaltung des Betriebssystems muss die virtuelle Speicherverwaltung implementieren. Andernfalls kommt kein virtueller Speicher zum Einsatz.
Ob bei der Arbeit mit einem Computersystem auch [[MMU_-_Memory_Management_Unit#Definition:_Virtueller_Speicher|virtueller Speicher]] zum Einsatz kommt, hängt vom verwendeten Betriebssystem ab. Die Speicherverwaltung des Betriebssystems muss die virtuelle Speicherverwaltung implementieren. Andernfalls kommt kein virtueller Speicher zum Einsatz.
</p>
</p>


<br />
== Bedenke! ==
<p>
<p>
<loop_area type="notice">
<loop_area type="notice">
<p>
<p>
Bedenke: Virtueller Speicher existiert nur in der Vorstellung, alle Daten müssen entweder im physikalischen Speicher abgelegt werden, oder in einen Hintergrundspeicher wie die Festplatte ausgelagert sein. Aber die Implementierung einer virtuellen Speicherverwaltung vereinfacht und flexibilisiert Vieles.
[[MMU_-_Memory_Management_Unit#Definition:_Virtueller_Speicher|Virtueller Speicher]] existiert nur in der Vorstellung! Alle Daten müssen entweder im [[MMU_-_Memory_Management_Unit#Definition:_Physikalischer_Speicher|physikalischen Speicher]] abgelegt werden, oder auf einen Hintergrundspeicher (wie z.B. die Festplatte) ausgelagert sein.<br />
Aber die Implementierung einer virtuellen Speicherverwaltung vereinfacht und flexibilisiert Vieles.
</p>
</p>
</loop_area>
</loop_area>
Zeile 32: Zeile 36:


<p>
<p>
Erinnert sei an dieser Stelle an das Basis- und das Limitregister, welche auf alten CPUs zu finden waren. Hiermit wurde lediglich physikalischer Speicher verwaltet.
Erinnert sei an dieser Stelle an das [[Basisregister|Basis-]] und das [[Limitregister zum Speicherschutz|Limitregister]], welche auf alten CPUs zu finden waren. Hiermit wurde lediglich [[MMU_-_Memory_Management_Unit#Definition:_Physikalischer_Speicher|physikalischer Speicher]] verwaltet.
</p>
</p>


<p>
<p>
Als dann später Basis- und Limitregister durch die Memory Management Unit (MMU) ersetzt wurden, kam die virtuelle Speicherverwaltung ins Spiel.
Als dann später Basis- und Limitregister durch die [[MMU - Memory Management Unit|Memory Management Unit (MMU)]] ersetzt wurden, kam die virtuelle Speicherverwaltung ins Spiel.
</p>
</p>


Zeile 42: Zeile 46:
In beiden Fällen musste das jeweils eingesetzte Betriebssystem mit der erwähnten Hardware (Register oder MMU) zusammenarbeiten.
In beiden Fällen musste das jeweils eingesetzte Betriebssystem mit der erwähnten Hardware (Register oder MMU) zusammenarbeiten.
</p>
</p>


<br />
<br />
<hr>
<p>
<p>
Die geplanten Inhalte orientieren sich an dieser weiterführenden Literatur:
<loop_area type="notice">
<p>
Betrachtet wird im Rahmen dieses Lernmoduls lediglich die virtuelle Speicherverwaltung mit Hilfe der MMU. Dieses Konzept ist in heutigen Betriebssystemen üblicherweise vorzufinden.
</p>
</loop_area>
</p>
</p>


<p>
<p>
<loop_area type="notice">'''Weiterführende Literatur'''
Auf eine Speicherverwaltung ohne MMU (und damit ohne virtuellen Speicher) geht <cite id="5fa9787dd4ac5">Tanenbaum+2009</cite> ausführlich ein. Bei Bedarf kann dort nachgelesen werden. Auch <cite id="5fa9787dd4acc">Strelen+2012</cite> widmet diesem Thema einige Kapitel: 6.2 und 6.3.
</p>
 
<br />
== So geht es weiter: ==
<p>
<p>
Die hier verlinkte Online-Ausgabe eines Lehrtextes der Otto-Friedrich-Universität Bamberg liefert in Teil III "'''Betriebssysteme'''" (Kapitel 8 bis 11) detaillierte Informationen zu Betriebssystemen. Die Lektüre dieser Quelle sei unter Beachtung der geltenden Lizenz ausdrücklich empfohlen.
<loop_area type="arrangement"><loop_toc>  </loop_toc></loop_area>
</p>
</p>
<br />
== Alternative Webquelle zum Thema ==
<p>
<loop_area type="websource">
<p>
<p>
Autoren: Martin Eisenhardt, Andreas Henrich, Stefanie Sieber<br />[http://www.uni-bamberg.de/fileadmin/uni/fakultaeten/wiai_lehrstuehle/medieninformatik/Dateien/Publikationen/2007/eisenhardt-rbkvs-1.0.pdf '''Rechner- und Betriebssysteme, Kommunikationssysteme, Verteilte Systeme''']<br />http://www.uni-bamberg.de/fileadmin/uni/fakultaeten/wiai_lehrstuehle/medieninformatik/Dateien/Publikationen/2007/eisenhardt-rbkvs-1.0.pdf
Operating Systems: Main Memory<br />
<small>http://www.cs.uic.edu/~jbell/CourseNotes/OperatingSystems/8_MainMemory.html</small>
</p>
</p>
<p>
<p>
Dieses Werk steht unter der Creative Commons BY-NC-ND-Lizenz<br />http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/de/
[http://www.cs.uic.edu/~jbell/ Dr. John T. Bell]<br />
Department of Computer Science<br />
University of Illinois, Chicago<br />
</p>
</p>
</loop_area>
</loop_area>
Zeile 65: Zeile 83:


<p>
<p>
<loop_area type="notice">'''Weiterführende Literatur'''
<loop_area type="websource">
<p>
<p>
<cite>Mandl+2013</cite> erläutert im kompletten Buch ausführlich das Thema Betriebssysteme. Es sei als Begleitlektüre ausdrücklich empfohlen.
Operating Systems: Virtual Memory<br />
<small>http://www.cs.uic.edu/~jbell/CourseNotes/OperatingSystems/9_VirtualMemory.html</small>
</p>
</p>
<p>
<p>
<small>Studierende sind oftmals berechtigt, eine PDF-Version dieses Buches ohne entstehende Kosten [[Hinweise für Studierende#Downloadbare Bücher von Springerlink|über ihre Hochschulen von Springerlink zu beziehen.]]</small>
[http://www.cs.uic.edu/~jbell/ Dr. John T. Bell]<br />
Department of Computer Science<br />
University of Illinois, Chicago<br />
</p>
</p>
</loop_area>
</loop_area>

Aktuelle Version vom 10. November 2020, 13:54 Uhr

Die Verwaltung des Hauptspeichers ist eine sehr wichtige Aufgabe des Betriebssystems.


Definition: Speicherverwaltung

Definition

Die Speicherverwaltung oder Hauptspeicherverwaltung ist ein Teil des Betriebssystems und erledigt alle erforderlichen Arbeiten zur Verwaltung des physikalischen und des virtuellen Speichers eines Computers.


Physikalischer Speicher (RAM) ist in jedem Rechner eingebaut. In diesem Video sind (u.a.) die Speichermodule zu sehen, und in dieser Abbildung erkennt man die RAM-Steckplätze, welche die Verbindung zwischen Speichermodul und Bussystem herstellen.

Ob bei der Arbeit mit einem Computersystem auch virtueller Speicher zum Einsatz kommt, hängt vom verwendeten Betriebssystem ab. Die Speicherverwaltung des Betriebssystems muss die virtuelle Speicherverwaltung implementieren. Andernfalls kommt kein virtueller Speicher zum Einsatz.


Bedenke!

Hinweis

Virtueller Speicher existiert nur in der Vorstellung! Alle Daten müssen entweder im physikalischen Speicher abgelegt werden, oder auf einen Hintergrundspeicher (wie z.B. die Festplatte) ausgelagert sein.
Aber die Implementierung einer virtuellen Speicherverwaltung vereinfacht und flexibilisiert Vieles.

Erinnert sei an dieser Stelle an das Basis- und das Limitregister, welche auf alten CPUs zu finden waren. Hiermit wurde lediglich physikalischer Speicher verwaltet.

Als dann später Basis- und Limitregister durch die Memory Management Unit (MMU) ersetzt wurden, kam die virtuelle Speicherverwaltung ins Spiel.

In beiden Fällen musste das jeweils eingesetzte Betriebssystem mit der erwähnten Hardware (Register oder MMU) zusammenarbeiten.


Hinweis

Betrachtet wird im Rahmen dieses Lernmoduls lediglich die virtuelle Speicherverwaltung mit Hilfe der MMU. Dieses Konzept ist in heutigen Betriebssystemen üblicherweise vorzufinden.

Auf eine Speicherverwaltung ohne MMU (und damit ohne virtuellen Speicher) geht Tanenbaum 2009 ausführlich ein. Bei Bedarf kann dort nachgelesen werden. Auch Strelen 2012 widmet diesem Thema einige Kapitel: 6.2 und 6.3.


So geht es weiter:

Gliederung
3.3 Speicherverwaltung
3.3.1 Virtuelle Speicherverwaltung
3.3.2 Swapping und Paging
3.3.3 Shared Memory
3.3.4 Speicherverwaltung moderner Betriebssysteme


Alternative Webquelle zum Thema

Websource

Operating Systems: Main Memory
http://www.cs.uic.edu/~jbell/CourseNotes/OperatingSystems/8_MainMemory.html

Dr. John T. Bell
Department of Computer Science
University of Illinois, Chicago

Websource

Operating Systems: Virtual Memory
http://www.cs.uic.edu/~jbell/CourseNotes/OperatingSystems/9_VirtualMemory.html

Dr. John T. Bell
Department of Computer Science
University of Illinois, Chicago


Diese Seite steht unter der Creative Commons Namensnennung 3.0 Unported Lizenz http://i.creativecommons.org/l/by/3.0/80x15.png

Abgerufen von „https://vfhcab.eduloop.de/mediawiki/index.php?title=Speicherverwaltung&oldid=5139“