التبديل (معمارية الحاسوب)

التبديل 
هي عملية تبديل مؤقتة تتم بين الذاكرة(RAM) والقرص الصلب(hard disk) حيث يتم استبدال برنامج معين في الذاكرة (RAM) ببرنامج آخر موجود في القرص الصلب (hard disk) ليتم إدخاله في الذاكرة(RAM) وتنفيذه .

تتطلب هذه العملية سرعة القرص الصلب(hard disk) ليتمكن من عمل نسخة لصور الذاكرة لجميع المستخدمين ويجب أن يوفر وصول مباشر لهذه الصور.

Roll out, roll in
القاعدة المستخدمة في هذه العملية  تعتمد على قواعد الأولويات حيث تستبدل العمليات ذات الأولوية المنخفضة (lower-priority) بالعمليات ذات الأولوية المرتفعة(higher-priority) ليتم تحميلها(load) في الذاكرة(RAM) وتنفيذها .

فائدة هذه العملية :
إذا كانت لدينا الذاكرة ممتلئة ويوجد عملية(PROCESS) ذات أولوية مرتفعه(higher-priority) فأستطيع استبدال هذه العملية بعملية موجودة داخل الذاكرة(RAM) ذات أولوية منخفضة  (lower-priority) ليتم تنفيذها واستغلال وقت (cpu) .

~ الجزء الأكبر من الوقت يكون خلال استبدال العمليات ويتناسب مجموع هذا الوقت طردياً مع مقدار الذاكرة المستبدل .
~ العديد من الأنظمة حالياً تدعم خاصية الاستبدال مثل /UNIX, Linux, and Windows .

(تخصيص متجاور):

الذاكرة الرئيسية عادتاً تقسم إلي قسمين :
•        نظام تشغيل المقيمين(Resident O.S) : وتستخدم الذاكرة المنخفضة .
•        عمليات المستخدم (User processes): وتستخدم الذاكرة المرتفعة .

Relocation registers
يقوم بحماية عمليات المستخدمين حتى لا تغطى عملية على الأخرى وحماية نظام التشغيل من التغير في بياناته .

Base register ~ يحتوي على أصغر قيمة للعنوان المادي (physical address) .

Limit register ~ يحتوي على الحد الأدنى للعنوان المنطقي(Logical address)وكل عنوان منطقي يجب أن يكون أصغر من limit .

MMU ~ وحده إدارة الذاكرة تقوم بتحويل(map) العنوان المنطقي ديناميكياً .

إذا كان العنوان المنطقي(Logical address ) أكبر من أو يساوي الأساس(base) وأقل من (base + limit) فيتم تحويل العنوان إلي عنوان مادي(Physical address ) في الذاكرة وإذا لم يكن كذالك سيظهر نظام التشغيل خطأ لأن العنوان الذي طلبته محجوز مسبقاً .

(Base + limit )>Logical address >= base
Contiguous Allocation (تخصيص متجاورة)

Multiple-partition allocation(تخصيص متعددة التقسيم):

يحتوي على أماكن متاحة تتضمن حجمها ومتناثرة في الذاكرة وعند وصول العملية يتم اختيار مكان كافي لحجمها
ونظام التشغيل يحتفظ بمعلومات الأماكن الخالية(free partitions (hole)) والأماكن المحجوزة(allocated partitions) ويقوم بربط الأماكن الخالية بواسطةlink list .
Dynamic Storage-Allocation Problem(دينامكية التخزين ومشاكله):
كيف يتم حجز مكان مناسب للعميلة بواسطة (MMU) :
تتم عملية الحجز بثلاث طرق :
•        (First-fit) يتم وضع العملية في أول مكان حالي في الذاكرة .
•        (Best-fit) يتم وضع العملية في المكان المناسب لحجمها .
•        (Worst-fit) يتم وضع العملية في أسوي مكان (أكبر مكان في الحجم) .

المرجع 
 Operating System Concept

مراجع 

حواسيب