2.3.2.2 Swapping: Aus- und Einlagern von kompletten Prozessen

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Nachdem nun bekannt ist, dass es mit Hilfe des [[Basisregister|Basisregisters]] möglich ist, [[Mehrere Programme gleichzeitig im Speicher|mehrere Programme zur gleichen Zeit]] im Hauptspeicher zu halten, ist weiterhin vorstellbar, dass so viele Programme gleichzeit in den Hauptspeicher aufgenommen werden sollen, dass der verfügbare Hauptspeicher nicht mehr ausreicht.
Nachdem nun bekannt ist, dass es mit Hilfe des [[Basisregister|Basisregisters]] möglich ist, [[Mehrere Programme gleichzeitig im Speicher|mehrere Programme zur gleichen Zeit]] im Hauptspeicher zu halten, ist weiterhin vorstellbar, dass so viele Programme gleichzeit in den Hauptspeicher aufgenommen werden sollen, dass der verfügbare Hauptspeicher nicht mehr ausreicht.
 
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Eine Praxissituation, in der dieser Umstand in früheren Jahren aufgetreten sein könnte, ist:
Eine Praxissituation, in der dieser Umstand in früheren Jahren aufgetreten sein könnte, ist:
 
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Kurz vor Feierabend lässt der Operateur eines Großrechners diesen viele Programme mit ihren zugehörigen Daten einlesen. Die Programme sollen anschließend nacheinander ablaufen und ihre Daten verarbeiten. Dies geschieht während der Nacht. Am nächsten Morgen zu Dienstbeginn prüft dann der Operateur die Ergebnisse. Damit der Großrechner möglichst die ganze Nacht ausgelastet ist, werden entsprechend viele Programme und Daten von Lochkarten eingelesen. Diese passen in ihrer Gesamtheit nicht in den Hauptspeicher, einige werden deshalb ausgelagert und erst im Verlaufe der Nacht automatisch wieder eingelagert.
Kurz vor Feierabend lässt der Operateur eines Großrechners diesen viele Programme mit ihren zugehörigen Daten einlesen. Die Programme sollen anschließend nacheinander ablaufen und ihre Daten verarbeiten. Dies geschieht während der Nacht. Am nächsten Morgen zu Dienstbeginn prüft dann der Operateur die Ergebnisse. Damit der Großrechner möglichst die ganze Nacht ausgelastet ist, werden entsprechend viele Programme und Daten von Lochkarten eingelesen. Diese passen in ihrer Gesamtheit nicht in den Hauptspeicher, einige werden deshalb ausgelagert und erst im Verlaufe der Nacht automatisch wieder eingelagert.
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Auch hier kann man fragen:<br />Wer oder was lagert Prozesse aus oder ein?<br />Die Antwort ist wieder:
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<loop_area type="notice">'''Wir brauchen ein Betriebssystem!'''
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Und eine der Aufgaben des Betriebssystems wird das Aus- und Einlagern von Prozessen sein.
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Auch hier kann man fragen: '''WER oder WAS''' lagert Prozesse aus oder ein? Die Antwort ist wieder:
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<loop_area type="notice">'''Wir brauchen ein Betriebssystem!'''<br />
Und eine der Aufgaben des Betriebssystems wird das Aus- und Einlagern von Prozessen sein.</loop_area>
 
Das folgende Video erläutert die Zusammenhänge:
Das folgende Video erläutert die Zusammenhänge:
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<p><loop_media type="video" title="Swapping (02:05)" description="http://youtu.be/uzLIsaf-INg" copyright="CC-BY" index=true show_copyright=true>{{#ev:youtube|uzLIsaf-INg}}</loop_media></p>
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<loop_media type="video" title="Swapping (02:05)" description="http://youtu.be/uzLIsaf-INg" copyright="CC-BY" index=true show_copyright=true>{{#ev:youtube|uzLIsaf-INg}}</loop_media>
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<loop_area type="definition">'''Definition: Swapping'''<br />
<loop_area type="definition">'''Definition: Swapping'''
Unter '''Swapping''' versteht man das Aus- bzw. Einlagern eines '''kompletten''' Prozesses.</loop_area>
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Unter '''Swapping''' versteht man das Aus- bzw. Einlagern eines '''kompletten''' Prozesses.
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Entscheidend ist hier der Begriff '''kompletter Prozess''', also sowohl der Programmtext, als auch '''alle''' zugehörigen Daten. Dabei sind nicht nur die Daten aus dem Datensegment im Hauptspeicher zu berücksichtigen, sondern insbesondere auch alle zu diesem Prozess gehörigen Daten aus den Registern der CPU.
Entscheidend ist hier der Begriff '''kompletter Prozess''', also sowohl der Programmtext, als auch '''alle''' zugehörigen Daten. Dabei sind nicht nur die Daten aus dem Datensegment im Hauptspeicher zu berücksichtigen, sondern insbesondere auch alle zu diesem Prozess gehörigen Daten aus den Registern der CPU.
<loop_area type="task">'''Aufgabe 1'''<br />
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<loop_area type="task">'''Aufgabe 1'''
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Im [http://youtu.be/uzLIsaf-INg Video] ist zu sehen, dass "Prozess C" vor dem Auslagern einen anderen Teil des Hauptspeichers belegt, als nach dem Wiedereinlagern. Erläutere wie dieses in Zusammenhang mit dem Basisregister steht!
Im [http://youtu.be/uzLIsaf-INg Video] ist zu sehen, dass "Prozess C" vor dem Auslagern einen anderen Teil des Hauptspeichers belegt, als nach dem Wiedereinlagern. Erläutere wie dieses in Zusammenhang mit dem Basisregister steht!
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<loop_area type="task">'''Aufgabe 2'''<br />
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Am Ende des [http://youtu.be/uzLIsaf-INg Videos] ist ein fragmentierter Hauptspeicher zu erkennen.<br />
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<loop_area type="task">'''Aufgabe 2'''
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Am Ende des [http://youtu.be/uzLIsaf-INg Videos] ist ein fragmentierter Hauptspeicher zu erkennen.
* Recherchiere: Was versteht man unter einem ''fragmentierten Hauptspeicher''?
* Recherchiere: Was versteht man unter einem ''fragmentierten Hauptspeicher''?
* Erläutere: Welche Vor- oder Nachteile hat diese Fragmentierung?
* Erläutere: Welche Vor- oder Nachteile hat diese Fragmentierung?
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<sub>Diese Seite steht unter der [http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.de Creative Commons Namensnennung 3.0 Unported Lizenz] [http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.de http://i.creativecommons.org/l/by/3.0/80x15.png]
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Version vom 20. September 2013, 21:17 Uhr

Nachdem nun bekannt ist, dass es mit Hilfe des Basisregisters möglich ist, mehrere Programme zur gleichen Zeit im Hauptspeicher zu halten, ist weiterhin vorstellbar, dass so viele Programme gleichzeit in den Hauptspeicher aufgenommen werden sollen, dass der verfügbare Hauptspeicher nicht mehr ausreicht.

Eine Praxissituation, in der dieser Umstand in früheren Jahren aufgetreten sein könnte, ist:

Beispiel

Kurz vor Feierabend lässt der Operateur eines Großrechners diesen viele Programme mit ihren zugehörigen Daten einlesen. Die Programme sollen anschließend nacheinander ablaufen und ihre Daten verarbeiten. Dies geschieht während der Nacht. Am nächsten Morgen zu Dienstbeginn prüft dann der Operateur die Ergebnisse. Damit der Großrechner möglichst die ganze Nacht ausgelastet ist, werden entsprechend viele Programme und Daten von Lochkarten eingelesen. Diese passen in ihrer Gesamtheit nicht in den Hauptspeicher, einige werden deshalb ausgelagert und erst im Verlaufe der Nacht automatisch wieder eingelagert.

Auch hier kann man fragen:
Wer oder was lagert Prozesse aus oder ein?
Die Antwort ist wieder:

Hinweis

Wir brauchen ein Betriebssystem!

Und eine der Aufgaben des Betriebssystems wird das Aus- und Einlagern von Prozessen sein.

Das folgende Video erläutert die Zusammenhänge:

Definition

Definition: Swapping

Unter Swapping versteht man das Aus- bzw. Einlagern eines kompletten Prozesses.

Entscheidend ist hier der Begriff kompletter Prozess, also sowohl der Programmtext, als auch alle zugehörigen Daten. Dabei sind nicht nur die Daten aus dem Datensegment im Hauptspeicher zu berücksichtigen, sondern insbesondere auch alle zu diesem Prozess gehörigen Daten aus den Registern der CPU.

Aufgabe

Aufgabe 1

Im Video ist zu sehen, dass "Prozess C" vor dem Auslagern einen anderen Teil des Hauptspeichers belegt, als nach dem Wiedereinlagern. Erläutere wie dieses in Zusammenhang mit dem Basisregister steht!

Aufgabe

Aufgabe 2

Am Ende des Videos ist ein fragmentierter Hauptspeicher zu erkennen.

  • Recherchiere: Was versteht man unter einem fragmentierten Hauptspeicher?
  • Erläutere: Welche Vor- oder Nachteile hat diese Fragmentierung?



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