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# Speicherverwaltung
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## Speicherhierarchie
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### Registers
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- schnellste und kleinste Form des Speichers
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- direkt in Prozessor
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- Speicherung temporärer Daten und Zwischenergebnisse
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### Cache
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- kleinerer, schnellerer Speicher
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- zwischen Register und RAM
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### Hauptspeicher (RAM)
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- physischer Speicher
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- Prozessor kann direkt zugreifen
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### Virtueller Speicher
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- langsamerer Speicher
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- Erweiterung des RAMs
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## Speicheradressierung
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- Prozess, durch den ein Computer auf den physischen/virtuellen Speicher zugreift
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| **Physische Adressierung** | **Logische Adressierung** |
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| direkter Zugriff auf bestimmten Speicherort im physischen RAM | Adresse von Prozess generiert |
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| physische Adresse = tatsächliche Adresse des Speicherorts | wird später in physische Adresse umgewandelt |
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| | **Virtuelle Adressierung** |
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## Speicherpartitionierung
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- Aufteilung des physischen Speichers in logische Abschnitte
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- können von verschiedenen Teilen des Systems genutzt werden
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- Mögliche Zwecke:
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- Betriebssystemcode
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- Anwendungsdaten
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- Temporäre Variablen
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- ...
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### Statische Partitionierung
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- Aufteilung in Partitionen gleicher / unterschiedlicher Größe
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- im Idealfall möglichst passgenau
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- möglichst wenig interne Fragmentierung
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- Falls unterschiedliche Größe
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- BS verwaltet Warteschlange
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- | eigene für jede Partition | eine für alle |
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| :( bestimmte Partitionen werden seltener/nie verwendet | |
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- Nachteil:
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- zwangsläufig interne Fragmentierung
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- sehr ineffizient
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### Dynamische Partitionierung
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- BS weist jedem Prozess eine zusammenhängende Partition zu
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- mit exakt benötigter Größe
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- dabei auch Fragmentierung
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- Darstellung des Speichers durch BS als verkettete Liste
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- Kennzeichnung, ob frei/belegt
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- Startadresse
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- Länge
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- Zeiger auf nächsten Eintrag
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- Unterschiedliche Zuteilungskonzepte
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- wie sucht/findet das BS einen freien Speicherbereich
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- **First Fit**
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- sucht bei jeder Anforderung ab Anfang des Adressraums
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- **Next Fit**
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- sucht ab letzter Zuweisung
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- **Best Fit**
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- Sucht immer den freien Bereich, der am besten zur Anforderung passt
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- am wenigsten Fragmentierung
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## Buddy-Speicherverwaltung
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- Ziel: Fragmentierung von Speicherblöcken minimieren
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- wird oft in BS und in der Verwaltung von Speicher-Pools verwendet
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- basiert auf
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- Blöcke gleicher Größe als Buddies zusammenfassen
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- effizienter Speicherzugriff/-freigabe ermöglichen
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### Erstellung
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- Am Anfang ein Bereich, der gesamten Speicher abdeckt
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- Sobald ein Prozess Speicherplatz anfordert
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- Speicherkapazität zur nächsthöheren Zweierpotenz aufrunden
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- entsprechenden, freien Bereich suchen
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- Falls nicht existent
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- Nach Bereich doppelter Größe suchen
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- in zwei Teile teilen (Buddies)
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- eine Hälfte wird anfordernden Prozess zugewiesen
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- Linux verwendet für Zuweisung von Speicherseiten zu Prozessen
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- Informationen in _/proc/buddyinfo_
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