3. Paging and Segmentation

Paging vs. Segmentation

Paging vs Segmentation (पेजिंग और सेगमेंटेशन)

Paging और Segmentation दोनों ही memory management techniques हैं, लेकिन दोनों का तरीका अलग होता है:

• Paging → memory को fixed-size pages में divide करता है
• Segmentation → memory को logical units (जैसे functions, arrays, data) के हिसाब से variable-size segments में divide करता है

👉 Modern systems में अक्सर दोनों techniques को combine करके use किया जाता है

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Paging (पेजिंग)

Definition (परिभाषा):
Paging एक technique है जो non-contiguous memory allocation के लिए use होती है। इसमें memory को fixed-size blocks में divide किया जाता है।

• Secondary memory के blocks → pages
• Main memory (RAM) के blocks → frames

👉 हर process को equal-size pages में divide किया जाता है और उन्हें अलग-अलग frames में store किया जाता है

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Features of Paging (विशेषताएँ):

• Fixed Size Division → memory fixed-size pages में divide होती है
• Hardware Defined Page Size → page size hardware decide करता है
• OS Managed → OS page table maintain करता है
• No External Fragmentation → external fragmentation खत्म हो जाता है
• Internal Fragmentation possible → थोड़ा space waste हो सकता है
• User के लिए invisible → programmer को पता नहीं चलता

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Working (कार्य करने का तरीका):

• Process को equal-size pages में divide किया जाता है
• Pages को available frames में load किया जाता है
• Page table के through address mapping होती है

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👉 Simple Language (आसान भाषा में):
Paging में process को छोटे-छोटे बराबर size के parts में तोड़कर memory में अलग-अलग जगह रखा जाता है, जिससे memory efficiently use होती है।

Segmentation 

Segmentation एक non-contiguous memory allocation technique है, जो Paging की तरह ही होती है, लेकिन इसमें memory को fixed-size pages में नहीं बल्कि variable-size segments में divide किया जाता है।

यह segments program के logical units जैसे:

• functions
• arrays
• data structures

के आधार पर बनाए जाते हैं।

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🔹 Features of Segmentation (विशेषताएँ)

• Variable-Size Division
  Memory को अलग-अलग size के segments में divide किया जाता है।
• User/Programmer-Defined Sizes
  Segment का size programmer या compiler decide करता है।
• Compiler-Managed
  Segmentation mainly compiler द्वारा manage होती है, लेकिन OS भी support करता है।
• Supports Sharing and Protection
  Segmentation में data और code को आसानी से share और protect किया जा सकता है।
• Visible to User
  Paging के opposite, Segmentation user/programmer को दिखाई देती है, जिससे control बेहतर होता है।

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🔹 Working of Segmentation (कैसे काम करता है)

• Segmentation में main memory और secondary memory को equal parts में divide नहीं किया जाता।
• Memory को different size के segments में divide किया जाता है।
• इन segments को track करने के लिए एक data structure use होता है जिसे segment table कहते हैं।

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🔹 Segment Table में क्या होता है

• Base → segment का starting address (memory में कहां से शुरू हो रहा है)
• Limit → segment का size (length)

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🔹 Address Translation (Address कैसे बनता है)

जब CPU memory access करता है, तो वह एक logical address generate करता है जिसमें:

• Segment Number
• Offset (distance)

शामिल होता है।

👉 फिर MMU (Memory Management Unit):

• segment number से segment table में entry ढूंढता है
• check करता है कि offset < limit है या नहीं

✔ अगर सही है →
Physical Address = Base + Offset

❌ अगर offset limit से ज्यादा है →
Segmentation Fault (error) आता है

📊 Paging vs Segmentation