תוֹכֶן

• טבלת השוואה
• הגדרת ההחלפה
• הגדרה להחלפה
• סיכום:

החלפה והחלפה הם שניים אסטרטגיות לניהול זיכרון. לביצוע, כל תהליך נדרש להיות ממוקם בזיכרון הראשי. החלפה והחלפה שניהם מציבים את התהליך בזיכרון הראשי לביצוע. מחליף ניתן להוסיף לכל אלגוריתם תזמון מעבד בו מחליפים תהליכים מהזיכרון הראשי לחנות האחורית ומוחלפים בגיבוי לזיכרון הראשי. החלפה מאפשר למרחב הכתובות הפיזי של תהליך לא רציף. בוא נדון בהבדלים בין החלפה להחלפה בעזרת תרשים השוואה המוצג להלן.

1. טבלת השוואה
2. הגדרה
3. הבדלים עיקריים
4. סיכום

טבלת השוואה

בסיס השוואה	החלפה	מחליף
בסיסי	ההחלפה מאפשרת למרחב הכתובות של הזיכרון של תהליך לא להיות בלתי רצוף.	החלפה מאפשרת למספר תוכניות לרוץ במקביל במערכת ההפעלה.
גמישות	ההחלפה גמישה יותר מכיוון שרק דפי התהליך מועברים.	ההחלפה פחות גמישה מכיוון שהיא מעבירה את התהליך כולו קדימה ואחורה בין הזיכרון הראשי לחנות האחורית.
תכנות מרובה	ההחלפה מאפשרת ליותר תהליכים להתגורר בזיכרון הראשי	לעומת החלפת החלפה מאפשרת פחות תהליכים להתגורר בזיכרון הראשי.

הגדרת ההחלפה

החלפה היא תכנית לניהול זיכרון, שמקצה לה שטח כתובת לא רציף לתהליך. כעת, כאשר הכתובת הפיזית של תהליך יכולה להיות לא רציפה הבעיה של פיצול חיצוני לא היה קם.

ההחלפה מיושמת על ידי שבירת ה- זיכרון ראשי לבלוקים בגודל קבוע שנקראים מסגרות. ה זיכרון לוגי של תהליך נשבר לאותם בלוקים בגודל קבוע הנקראים עמודים. גודל הדף וגודל המסגרת מוגדרים על ידי החומרה. כידוע, יש להציב את התהליך בזיכרון הראשי לביצוע. לכן, כאשר יש לבצע תהליך, דפי התהליך מהמקור, כלומר החנות האחורית, נטענים למסגרות זמינות בזיכרון הראשי.

כעת נדון כיצד מיישמים החלפה. CPU מייצר את הכתובת ההגיונית לתהליך המורכב משני חלקים שהם מספר עמוד וה קיזוז עמוד. מספר העמוד משמש כ- אינדקס בתוך ה טבלת העמודים.

טבלת הדפים מכילה את כתובת בסיס מכל עמוד שנטען בזיכרון הראשי. כתובת בסיס זו משולבת בקיזוז העמוד כדי ליצור את כתובת העמוד בזיכרון הראשי.

לכל מערכת הפעלה יש דרך משלה לאחסן טבלת דפים. לרוב מערכת ההפעלה יש טבלת דפים נפרדת לכל תהליך.

הגדרה להחלפה

לצורך ביצוע יש להציב כל תהליך בזיכרון הראשי. כאשר אנו צריכים לבצע תהליך, והזיכרון הראשי מלא לחלוטין, אזי מנהל זיכרון החלפות תהליך מהזיכרון הראשי לחנות הגיבוי על ידי פינוי המקום לביצוע התהליכים האחרים. מנהל הזיכרון מחליף את התהליכים בתדירות כה גבוהה שתמיד קיים תהליך בזיכרון הראשי מוכן לביצוע.

עקב מחייב כתובת שיטות, התהליך שהוחלף מהזיכרון הראשי תופס את אותו מקום כתובת כאשר הוא מוחלף חזרה לזיכרון הראשי אם הכריכה מתבצעת בזמן ההרכבה או בזמן הטעינה. אם הכריכה מתבצעת בזמן הביצוע, התהליך יכול לתפוס כל שטח כתובת זמין בזיכרון הראשי שכן כתובות מחושבות בזמן הביצוע.

למרות שהביצועים מושפעים מהחלפה, זה עוזר בריצה מספר תהליכים במקביל.

1. ההבדל הבסיסי בין החלפה להחלפה הוא שהחלפה נמנעת פיצול חיצוני על ידי מתן אפשרות למרחב הכתובות הפיזי של תהליך להיות בלתי רציפה ואילו החלפה מאפשרת תכנות.
2. ההחלפה תעביר דפים של תהליך קדימה ואחורה בין הזיכרון הראשי, והזיכרון המשני ומכאן שההחלפה גמישה. עם זאת החלפת החלפת התהליך כולו קדימה ואחורה בין הזיכרון הראשי והמשני, ולכן החלפה פחות גמישה.
3. החלפה יכולה לאפשר ליותר תהליכים להיות בזיכרון הראשי מאשר להחליף.

סיכום:

ההחלפה נמנעת מפיצול חיצוני שכן עושה שימוש במרחבי הכתובות הלא רציפים בזיכרון הראשי. ניתן להוסיף החלפה לאלגוריתם התזמון של המעבד בו לעתים קרובות התהליך צריך להיות בתוך הזיכרון הראשי ומחוצה לו.