3.1_2 覆盖与交换

（一）覆盖技术

  早期的计算机内存很小，比如IBM 推出的第一台PC机最大只支持1MB大小的内存。因此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。

  覆盖技术的思想：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）。

  必须由程序员声明覆盖结构，操作系统完成自动覆盖。缺点：对用户不透明，增加了用户编程负担。覆盖技术只用于早期的操作系统中，现在已成为历史。

（二）交换技术

  交换（对换）技术的设计思想：内存空间紧张时，系统将内存中某些进程暂时换出外存，把外存中某些已具备运行条件的进程换入内存（进程在内存与磁盘间动态调度）。

  中级调度（内存调度），就是要决定将哪个处于挂起状态的进程重新调入内存。

  暂时换出外存等待的进程状态为挂起状态（挂起态，suspend）。

  挂起态又可以进一步细分为就绪挂起、阻塞挂起两种状态。

---

思考

  1.应该在外存（磁盘）的什么位置保存被换出的进程？

  2.什么时候应该交换？

  3.应该换出哪些进程？

---

答：

  1.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（学过文件管理章节后即可理解）。总之，对换区的I/O速度比文件区的更快。

  2.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。

  3.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……

  （注意：PCB会常驻内存，不会被换出外存）

总结