Realizacja pamięci wirtualnej

From Obrona

Pamięć wirtualna jest techniką pozwalającą na sztuczne zwiększenie ilości pamięci RAM poprzez użycie w jej charakterze pamięci masowej (np. twardego dysku).

Pamięć wirtualna jest techniką programową a także sprzętową gospodarowania pamięcią operacyjną RAM pozwalającą na przydzielanie pamięci dla wielu procesów, zwalnianie jej i powtórne przydzielanie, w ilości większej niż rzeczywista ilość pamięci fizycznej zainstalowanej w komputerze poprzez przeniesienie danych z ostatnio nie używanej pamięci do pamięci masowej (np. twardego dysku), w sytuacji gdy procesor odwołuje się do danych z pamięci przeniesionej na dysk przesuwa się te dane do pamięci w wolne miejsce, a gdy brak wolnej pamięci zwalnia się ją przez wyżej opisane przerzucenie jej na dysk.

Najczęściej spotykane są dwa sposoby przechowywania danych zrzuconych z pamięci fizycznej na dysk. Pierwszy, stosowany w systemach rodziny Windows polega na zapisie pamięci w pliku znajdującym się na ustalonej partycji komputera. Drugi, stosowany w systemach z rodziny UNIX to utworzenie osobnej partycji wymiany (partycji swap) przeznaczonej wyłącznie na pamięć wirtualną. Zapewnia to szybszy dostęp do danych niż pierwsze rozwiązanie (głównie ze względu na ominięcie obsługi systemu plików).

Pamięć wirtualna jest najczęściej zaimplementowana przy użyciu stronicowania. Procesor gospodaruje wówczas pamięcią w blokach będących wielokrotnością strony o jednakowej wielkości (w procesorach Pentium 4 kB lub 4 MB). Procesy (poza procesem zarządzania pamięcią) "widzą" pamięć poprzez adresy logiczne. Gdy proces rezerwuje pamięć proces rządzący pamięcią przydziela blok opisujący parametry tej pamięci w tablicy stron (adres logiczny, wielkość, adres fizyczny, warunki użycia i inne informacje umożliwiające gospodarowaniem pamięcią).

Adresy logiczne są tłumaczone na ich fizyczne odpowiedniki przy pomocy tablicy stron. Ta znajdująca się w RAM struktura zawiera informacje o tym, gdzie w danej chwili znajduje się dana strona. Tablica stron pamięci jest najczęściej buforowana poprzez bufor TLB, zawierający kilkadziesiąt (zwykle ok. 32) wpisów, do których w ostatnim czasie nastąpiło odwołanie.

Pamięć wirtualna może także działać w innych trybach - najpopularniejsze z nich to segmentacja i stronicowanie z segmentacją.

Pierwsza implementacja tej techniki (w systemie UNIX) pojawiła się w systemie 3BSD, napisanym w Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley.

Pochodzenie tekstu

Tekst pochodzi z polskiej Wikipedii lub opiera się na haśle z Wikipedii i udostępniony jest na licencji GFDL.

• Co to GFDL? - artykuł na pl.wikipedia.org
• GFDL - licencja GFDL w witrynie gnu.org