المبادلة هي نظام لإدارة الذاكرة يمكن من خلاله تبديل أي عملية مؤقتًا من الذاكرة الرئيسية إلى الذاكرة الثانوية بحيث يمكن إتاحة الذاكرة الرئيسية لعمليات أخرى. يتم استخدامه لتحسين استخدام الذاكرة الرئيسية. في الذاكرة الثانوية، يُسمى المكان الذي يتم فيه تخزين العملية المبادلة بمساحة المبادلة.
الغرض من التبديل في نظام التشغيل هو الوصول إلى البيانات الموجودة في القرص الصلب وإحضارها إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) حتى تتمكن البرامج التطبيقية من استخدامها. الشيء الذي يجب تذكره هو أن المبادلة تستخدم فقط عندما لا تكون البيانات موجودة في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM).
على الرغم من أن عملية المبادلة تؤثر على أداء النظام، إلا أنها تساعد على تشغيل عملية أكبر وأكثر من ذلك. هذا هو السبب وراء الإشارة إلى المبادلة أيضًا بضغط الذاكرة.
لقد انقسم مفهوم المبادلة إلى مفهومين آخرين: المبادلة الداخلية والمبادلة الخارجية.
- المبادلة هي طريقة لإزالة عملية من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وإضافتها إلى القرص الثابت.
- المبادلة هي طريقة لإزالة برنامج من القرص الصلب وإعادته إلى الذاكرة الرئيسية أو ذاكرة الوصول العشوائي (RAM).
مثال: لنفترض أن حجم عملية المستخدم هو 2048 كيلو بايت وهو قرص ثابت قياسي حيث يكون معدل نقل البيانات فيه 1 ميجابت في الثانية. الآن سوف نقوم بحساب المدة التي سيستغرقها النقل من الذاكرة الرئيسية إلى الذاكرة الثانوية.
User process size is 2048Kb Data transfer rate is 1Mbps = 1024 kbps Time = process size / transfer rate = 2048 / 1024 = 2 seconds = 2000 milliseconds Now taking swap-in and swap-out time, the process will take 4000 milliseconds.
مزايا المقايضة
- فهو يساعد وحدة المعالجة المركزية على إدارة عمليات متعددة داخل ذاكرة رئيسية واحدة.
- يساعد على إنشاء واستخدام الذاكرة الافتراضية.
- يسمح التبديل لوحدة المعالجة المركزية بأداء مهام متعددة في وقت واحد. لذلك، لا يتعين على العمليات الانتظار لفترة طويلة جدًا قبل تنفيذها.
- أنه يحسن استخدام الذاكرة الرئيسية.
عيوب المقايضة
- إذا انقطعت الطاقة عن نظام الكمبيوتر، فقد يفقد المستخدم جميع المعلومات المتعلقة بالبرنامج في حالة حدوث نشاط تبديل كبير.
- إذا لم تكن خوارزمية المبادلة جيدة، فقد تؤدي الطريقة المركبة إلى زيادة عدد أخطاء الصفحة وتقليل أداء المعالجة الإجمالي.
ملحوظة:
- في نظام التشغيل ذو المهام الواحدة، تشغل عملية واحدة فقط مساحة برنامج المستخدم في الذاكرة وتبقى في الذاكرة حتى تكتمل العملية.
- في نظام التشغيل متعدد المهام، ينشأ موقف عندما لا يمكن تنسيق جميع العمليات النشطة في الذاكرة الرئيسية، ثم يتم تبديل العملية من الذاكرة الرئيسية حتى تتمكن العمليات الأخرى من الدخول إليها.