Если у компьютера достаточный объем памяти для размещения всех процессов, то нее рассмотренные до сих пор схемы будут в той или иной степени работоспо­собны. Но на практике суммарный объем оперативной памяти, необходимый для размещения всех процессов, зачастую значительно превышает имеющийся объем ОЗУ. На обычных Windows- или Linux-системах при запуске компьютера могут быть запущены около 40-60 или более процессов. Например, при установке при­ложения Windows зачастую выдаются команды, чтобы при последующих запусках системы запускался процесс, единственной задачей которого была бы проверка наличия обновлений для этого приложения. Такой процесс запросто может занять 5-10 Мб памяти. Остальные фоновые процессы проверяют наличие входящей почты, входящих сетевых подключений и многое другое. И все это еще до того, как будет запущена первая пользовательская программа. Современные солидные пользовательские прикладные программы могут запросто занимать при своей ра­боте от 50 до 200 и более Мбайт памяти. Следовательно, постоянное содержание всех процессов в памяти требует огромных объемов и не может быть осуществлено при дефиците памяти.

С годами для преодоления перегрузки памяти были выработаны два основных подхода. Самый простой из них, называемый свопингом, заключается в размеще­нии в памяти всего процесса целиком, в запуске его на некоторое время, а затем в сбросе его на диск. Бездействующие процессы большую часть времени хранятся на диске и в нерабочем состоянии не занимают пространство оперативной памяти (хотя некоторые из них периодически активизируются, чтобы проделать свою работу, после чего опять приостанавливаются). Второй подход называется вирту­альной памятью, он позволяет программам запускаться даже в том случае, если они находятся в оперативной памяти лишь частично. Далее в этом разделе мы рассмо­трим свопинг, а в последующих разделах будет рассмотрена и виртуальная память.

Когда в результате свопинга в памяти создаются несколько свободных областей, их можно объединить в одну большую за счет перемещения при первой же возмож­ности всех процессов в нижние адреса. Эта технология известна как уплотнение памяти. По зачастую она не производится, поскольку отнимает довольно много процессорного времени. К примеру, на машине, оснащенной 1 Гбайт памяти, спо­собной скопировать 4 байта за 20 не, на уплотнение всего объема памяти может уйти около 5 с.

Стоит побеспокоиться о том, какой объем памяти нужно выделить процессу при его создании или загрузке в процессе свопинга. Если создаваемый процесс имеет вполне определенный неизменный объем, то выделение упрощается: операционная система предоставляет процессу строго необходимый объем памяти, ни больше ни меньше.

Но если сегмент данных процесса может разрастаться, к примеру, за счет ди­намического распределения памяти, как во многих языках программирования, то каждая попытка разрастания процесса вызывает проблему. Если к выделенному пространству памяти примыкает свободное место, то оно может быть распределе­но процессу, и он сможет расширяться в пределах этого свободного пространства. С другой стороны, если память, выделенная процессу, примыкает к памяти другого процесса, разрастающийся процесс должен быть либо перемещен на свободное про­странство памяти, достаточное для его размещения, либо один или более процессов должны быть сброшены на диск путем свопинга, чтобы образовалось достаточно свободного пространства. Если процесс не может разрастаться в памяти и область свопинга на диске уже заполнена, то процессу придется приостановить свою работу до тех пор, пока не освободится некоторое пространство памяти (или же этот про­цесс может быть уничтожен).