Seitenfehler

Seitenfehler bezeichnet im Kontext der virtuellen Speicherverwaltung einen Vorfall, bei dem ein Prozess auf eine virtuelle Speicheradresse zugreift, deren Zuordnung zu einer physischen Seite derzeit ungültig ist. Der Prozessor löst in diesem Fall einen Interrupt aus, der vom Betriebssystem behandelt wird. Das Betriebssystem prüft anschließend, ob die angefragte Seite in physischem Speicher vorhanden ist oder von dort aus gelesen werden muss, etwa aus dem Swap-Bereich oder aus einer Datei, die gemappt ist.

Wie der Seitenfehler behandelt wird, bestimmt die weitere Ausführungszeit. Falls die Seite bereits im Arbeitsspeicher vorhanden ist und nur noch in den Seitentabellen des Prozesses fehlgeschlagen ist, kann das Betriebssystem die Zuordnung aktualisieren und den Prozess ohne oder mit geringem Aufwand fortsetzen. Falls die Seite jedoch nicht im RAM liegt, muss sie von der Festplatte gelesen werden. Dabei wird in der Regel auch eine Seitenersetzungsstrategie angewendet, um Speicherplatz freizugeben, falls kein freier RAM vorhanden ist.

Man unterscheidet grob zwischen Minor- und Major-Seitenfehlern. Minor-Fehler (soft faults) treten auf, wenn die Seite zwar im System vorhanden ist, aber noch nicht im Adressraum des Prozesses gemappt war; hier genügt meist eine Aktualisierung der Seitentabelle, ohne dass eine Festplattenoperation nötig ist. Major-Fehler (hard faults) erfordern das Lesen der Seite von der Festplatte (Swap oder ausführbare Dateien) und können zu spürbaren Verzögerungen führen.

Auswirkungen und Management: Seitenfehler sind normaler Bestandteil der Demand Paging-Strategie. Häufige oder schwere Fehler können zu Leistungseinbußen verursachen oder beim Überlasten des Speichers zu Thrashing führen. Betriebssysteme verwenden verschiedene Algorithmen zur Seitenersetzung, Vorabruf und Speichermanagement, um diese Kosten zu minimieren.

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