डिमांड पेजिंग का कार्यान्वयन - Implementation by Demand Paging in Hindi


डिमांड पेजिंग क्या है? (What is Demand Paging in OS?)

Demand Paging एक मेमोरी मैनेजमेंट तकनीक है जिसमें किसी प्रक्रिया (Process) के केवल आवश्यक पेजों (Pages) को RAM में लोड किया जाता है, जबकि बाकी पेज सेकेंडरी स्टोरेज (हार्ड डिस्क) में रहते हैं। यह तकनीक वर्चुअल मेमोरी (Virtual Memory) के कुशल उपयोग को सुनिश्चित करती है और मुख्य मेमोरी (RAM) के उपयोग को अनुकूलित करती है।

डिमांड पेजिंग की प्रक्रिया (Process of Demand Paging)

Demand Paging में जब कोई पेज प्रोसेस को निष्पादित करने के लिए आवश्यक होता है लेकिन वह RAM में उपलब्ध नहीं होता, तो OS उसे डिस्क से RAM में लोड करता है। इस प्रक्रिया को Page Fault कहते हैं।

डिमांड पेजिंग के चरण (Steps in Demand Paging)

  1. प्रोसेस निष्पादन के दौरान केवल आवश्यक पेज RAM में लोड किए जाते हैं।
  2. यदि कोई आवश्यक पेज RAM में उपलब्ध नहीं है, तो Page Fault उत्पन्न होता है।
  3. OS पेज को हार्ड डिस्क से RAM में लोड करता है।
  4. यदि RAM में पर्याप्त जगह नहीं है, तो Page Replacement Algorithm के माध्यम से किसी पुराने पेज को हटा दिया जाता है।
  5. नया पेज लोड होने के बाद, प्रोसेस फिर से चालू होती है।

डिमांड पेजिंग में पेज फॉल्ट (Page Fault in Demand Paging)

Page Fault तब होता है जब CPU किसी ऐसे पेज को एक्सेस करने की कोशिश करता है जो मुख्य मेमोरी (RAM) में नहीं होता।

Page Fault को हैंडल करने के चरण:

  • CPU Page Table को चेक करता है और पता चलता है कि पेज RAM में नहीं है।
  • OS पेज को डिस्क से RAM में लोड करता है।
  • यदि RAM भरी हुई है, तो किसी पुराने पेज को हटाने के लिए Page Replacement Algorithm का उपयोग किया जाता है।
  • प्रोसेस पेज उपलब्ध होने के बाद फिर से चालू होती है।

डिमांड पेजिंग के लाभ (Advantages of Demand Paging)

  • मेमोरी का कुशल उपयोग होता है।
  • बड़ी प्रोसेस को सीमित RAM में निष्पादित किया जा सकता है।
  • Execution Time को कम करता है क्योंकि केवल आवश्यक पेज लोड होते हैं।
  • मल्टीप्रोग्रामिंग को बढ़ावा देता है।

डिमांड पेजिंग के नुकसान (Disadvantages of Demand Paging)

  • Page Fault की अधिक संभावना होती है, जिससे सिस्टम धीमा हो सकता है।
  • Page Replacement Algorithms का सही ढंग से चयन आवश्यक है।
  • Address Translation अधिक जटिल होता है।

पेज रिप्लेसमेंट एल्गोरिदम (Page Replacement Algorithms)

जब RAM में नया पेज लोड करने के लिए जगह नहीं होती, तो किसी पुराने पेज को हटाने के लिए Page Replacement Algorithms का उपयोग किया जाता है।

एल्गोरिदम विवरण
FIFO (First In First Out) सबसे पुराने पेज को हटाकर नया पेज लोड करता है।
LRU (Least Recently Used) सबसे कम उपयोग किए गए पेज को हटाता है।
Optimal Page Replacement उस पेज को हटाता है जो भविष्य में सबसे लंबे समय तक उपयोग नहीं किया जाएगा।
Clock Algorithm LRU का सरल संस्करण, जिसमें एक अतिरिक्त बिट का उपयोग होता है।

डिमांड पेजिंग और प्रीपेजिंग में अंतर (Difference Between Demand Paging and Prepaging)

विशेषता Demand Paging Prepaging
लोडिंग प्रक्रिया केवल आवश्यक पेज लोड होते हैं एक से अधिक पेज पहले से लोड किए जाते हैं
Page Fault Page Fault की संभावना अधिक कम Page Fault
Efficiency कम अधिक

डिमांड पेजिंग का उपयोग (Applications of Demand Paging)

  • वर्चुअल मेमोरी सिस्टम में।
  • ऑपरेटिंग सिस्टम में मल्टीप्रोग्रामिंग को सक्षम करने के लिए।
  • लार्ज-स्केल सर्वर सिस्टम में संसाधन प्रबंधन के लिए।
  • बड़े सॉफ़्टवेयर और गेम्स में मेमोरी उपयोग को प्रभावी बनाने के लिए।

निष्कर्ष

Demand Paging एक कुशल मेमोरी मैनेजमेंट तकनीक है जो सिस्टम के प्रदर्शन और संसाधन उपयोग को बेहतर बनाती है। यह RAM के सीमित होने के बावजूद बड़े प्रोग्राम्स को निष्पादित करने की अनुमति देती है, हालांकि अधिक Page Faults की संभावना होती है। सही Page Replacement Algorithm के उपयोग से Demand Paging को अधिक प्रभावी बनाया जा सकता है।

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