Einführung in Linux/UNIX - Abklex

24 KAPITEL 2. LINUX/UNIX
kann man verfeinern. So gibt es Prozesse, die wenig Zeit beanspruchen, diese
aber sofort haben möchten (Terminaldialog), andere brauchen mehr Zeit,
aber nicht sofort (Hintergrundprozesse). Ein Prozess, das auf andere Aktionen
warten muß, zum Beispiel auf die Eingabe von Daten, sollte vorübergehend
aus der Verteilung ausscheiden. Man muß sich vor Augen halten, daß
die Prozessoren heute mit hundert Millionen Takten und mehr pro Sekunde
arbeiten. Mit einem einzelnen Bildschirmdialog langweilt sich schon ein
Prozessor für zwo fuffzich.
Das Programm, das der Prozessor gerade abarbeitet, muß sich im Arbeitsspeicher
befinden. Wenn der Prozessor mehrere Programme gleichzeitig in
Arbeit hat, sollten sie auch gleichzeitig im Arbeitsspeicher liegen, denn ein
ständiges Ein- und Auslagern vom bzw. zum Massenspeicher kostet Zeit. Nun
sind die Arbeitsspeicher selten so groß, daß sie bei starkem Andrang alle Programme
fassen, also kommt man um das Auslagern doch nicht ganz herum.
Das Auslagern des momentan am wenigsten dringend benötigten Programms
als Ganzes wird als Swapping oder Speicheraustauschverfahren bezeichnet.
Programm samt momentanen Daten kommen auf die Swapping Area
(Swap-Datei) des Massenspeichers (Platte). Dieser sollte möglichst schnell
sein, Swappen auf Band ist der allerletzte Ausweg. Bei Bedarf werden Programm
und Daten in den Arbeitsspeicher zurückgeholt. Ein einzelnes Programm
mit seinen Daten darf nicht größer sein als der verfügbare Arbeitsspeicher.
Bei einer anderen Technik werden Programme und Daten in Seiten (pages)
unterteilt und nur die augenblicklich benötigten Seiten im Arbeitsspeicher
gehalten. Die übrigen Seiten liegen auf dem Massenspeicher auf Abruf.
Hier darf eine Seite nicht größer sein als der verfügbare Arbeitsspeicher. Da
ein Programm aus vielen Seiten bestehen kann, darf seine Größe die des Arbeitsspeichers
erheblich übersteigen. Dieses Paging oder Seitensteuerungsverfahren
hat also Vorteile gegenüber dem Swapping.
Bei starkem Andrang kommt es vor, daß der Prozessor mehr mit Aus- und
Einlagern beschäftigt ist als mit nutzbringender Arbeit. Dieses sogenannte
Seitenflattern (trashing) muß durch eine zweckmäßige Konfiguration (Verlängerung
der einem Prozess minimal zur Verfügung stehenden Zeit) oder eine
Vergrößerung des Arbeitsspeichers verhindert werden. Auch ein Swapping
oder Paging übers Netz ist durch ausreichend Arbeitsspeicher oder lokalen
Massenspeicher zu vermeiden, da es viel Zeit kostet und das Netz belastet.
2.1.3 Verwaltung der Daten
Die Verwaltung der Daten des Systems und der Benutzer in einem Datei-
System ist die zweite Aufgabe des Betriebssystems. Auch hier schirmt das
Betriebssystem den Benutzer vor dem unmittelbaren Verkehr mit der Hardware
ab. Wie die Daten physikalisch auf den Massenspeichern abgelegt sind,
interessiert ihn nicht, sondern nur die logische Organisation, beispielsweise
in einem Baum von Verzeichnissen. Für den Benutzer ist eine Datei eine zusammengehörige
Menge von Daten, die er über den Dateinamen anspricht.
Daß die Daten einer Datei physikalisch über mehrere, nicht zusammenhän-