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Speicherverwaltung
Der Arbeitsspeicher ist ein Betriebsmittel, ohne das kein Programm zur Ausführung
kommen kann. Eine zentrale Aufgabe eines jeden BS ist deshalb die Speicherverwaltung. Sie organisiert die Zuweisung von Hauptspeicher (main memory) an Benutzeraufträge bzw. Tasks, und zwar sowohl Programmspeicher als auch Datenspeicher. Sie muß darüber Buch führen, welche Speicherbereiche gerade frei und welche belegt sind.
Vom Beginn der "Rechnergeschichte" bis heute kann das Phänomen beobachtet werden, daß der Bedarf an Arbeitsspeicher immer größer ist als der verfügbare physische Speicher. Fast immer ist der verfügbare Speicher zu klein, um ein großes Programm oder mehrere Programme gleichzeitig aufzunehmen. Im Lauf der verschiedenen Rechnergenerationen wurden eine Reihe von Lösungen für dieses Problem entwickelt.
Die moderneren Methoden gehen dabei von der Tatsache aus, daß zu einem beliebigen
Zeitpunkt nur auf wenige Speicherplätze tatsächlich zugegriffen wird, während die
anderen nur für einen späteren Zugriff (der u.U. nie erfolgt) bereitstehen. Die
Grundidee ist also eine Erweiterung der Speicherkapazität unter Zuhilfenahme
externer Massenspeicher, von denen bei Bedarf die benötigten Informationen in
den Arbeitsspeicher geladen werden. In diesem Fall muß die Speicherverwaltung
in der jeweiligen Situation festlegen, welche Programmabschnitte geladen werden
sollen und welche auf dem Hintergrundspeicher bleiben sollen.
Insbesondere beim Multiprogramming und beim Multitasking-Betrieb entstehen
für die Speicherverwaltung vielfältige Aufgaben, denn es müssen sich mehrere
unabhängige Programme im Hauptspeicher befinden, die u.U. häufig aus- und
eingelagert werden müssen.
Zu den Aufgaben der Speicherverwaltung gehört es auch, Mechanismen für den
Schutz vor unbefugten Speicherzugriffen aus anderen Programmen bereitzustellen.
Die folgende Auflistung von Speicherverwaltungsprinzipien beginnt mit den
einfachsten - meist älteren und endet bei den heute üblichen Methoden des
Memory-Management" in Universalrechnern.