どうもシュウです。
今回は、記憶管理についてやっていきたいと思います。
記憶管理とは、主記憶を効率よく管理することです。
なぜ、主記憶を管理しないといけないか？
それは主記憶の役割が関与しています。
主記憶にプログラムを組み込まんでおくと、CPUがそのプログラムを読み出して実行します。(プログラム記憶方式)
しかし、主記憶を管理していないと、プログラムを主記憶に組み込むことができないため、プログラムが実行されなくなります。
それを避けるために、記憶管理をする必要があります。
記憶管理をする方法には、区画方式、スワッピング方式、オーバレイ方式、仮想記憶方式、ページング方式の5つの方式があります。
それぞれの方式について見ていきましょう。
区画方式
区画方式は、主記憶をいくつかの区画に分割する方式のことです。
区画方式には、固定区画方式と可変区画方式があります。
【固定区画方式】
主記憶をあらかじめ決まった大きさの区画に分割する。
主記憶の使用効率が悪いが、処理時間は速い
【可変区画方式】
主記憶をプログラムごとにあった必要な大きさに割り当てる。
主記憶の使用効率が良いが、処理時間は遅い
スワッピング方式
スワッピング方式は主記憶の容量が不足しており、プログラムを主記憶上に配置できない時に、優先度に応じてプログラムを配置する方式です。
優先度の低いプログラムは中断して磁気ディスクに退避し、優先度の高いプログラムを主記憶に配置します。
オーバレイ方式
オーバレイ方式は、プログラムをセグメントと呼ばれる単位に分割し、必要な部分だけを主記憶に読み込む方式です。
例えば、Aというプログラムには、BとCのプログラムを呼び出すことができます。
しかし、主記憶にはA、B、Cすべてを配置する容量はありません。
そこで、Aを主記憶に配置しておいて、必要な時にBやCを呼びだすという手法を取れば、
主記憶の容量が足りなくてもプログラムを実行することができます。
仮想記憶方式
仮想記憶方式は、プログラムを磁気ディスクやSSDなどの補助記憶に格納しておき、実行時に必要なプログラムを主記憶に配置して実行する方式です。
磁気ディスクやSSDを仮想的な主記憶空間として扱うことで、実際の主記憶の容量よりも大きな容量を扱うことができます。
ページング方式
主記憶とプログラムを固定長（ページ）に分割し、ページ単位で管理する方式です。
実行するプログラムがページに存在しない場合は、ページフォルトが発生し不要なページを主記憶から補助記憶に移し（ページアウト）、必要なページを補助記憶から主記憶に移します（ページイン）。
ページフォルトが多発すると、ページインとページアウトが多発するため、処理速度が低下します。
その現象をスラッシングと呼びます。
まとめ
記憶管理をする方法には、区画方式、スワッピング方式、オーバレイ方式、仮想記憶方式、ページング方式の5つの方式があります。
記憶管理に関しては、ここまでです。
皆さんのお役に立てると嬉しいです。
最後まで読んでいただきありがとうございました。
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