Virtuelt minne Er et område av et datasystems sekundære minneplassplass (for eksempel en harddisk eller solid state drive) som fungerer som om det var en del av systemets RAM eller primærminne.

Ideelt sett lagres dataene som trengs for å kjøre programmer i RAM, hvor DE kan nås raskt av CPU. Men når store applikasjoner kjøres, eller når mange applikasjoner kjører samtidig, kan systemets RAM bli full.

for å omgå dette problemet, kan noen data lagret I RAM som ikke brukes aktivt, midlertidig flyttes til virtuelt minne (som er fysisk plassert på en harddisk eller annen lagringsenhet). DETTE frigjør plass I RAM, som deretter kan brukes til å imøtekomme data som systemet trenger for å få tilgang til umiddelbart.

ved å bytte data MELLOM RAM og virtuelt minne når DET ikke er nødvendig og tilbake fra virtuelt minne til RAM når det trengs, kan et system fortsette å fungere jevnt med langt mindre fysisk RAM enn det ellers ville kreve.

Virtuelt minne gjør at et system kan kjøre større programmer eller kjøre flere programmer samtidig uten Å gå tom FOR RAM. Spesielt kan systemet fungere som om dets totale RAM-ressurser var lik mengden fysisk RAM, pluss mengden virtuelt RAM.

Hvorfor Er Det Behov For Virtuelt Minne?

Virtuelt minne ble utviklet da fysisk RAM var veldig dyrt, OG RAM er fortsatt dyrere per Gigabyte enn lagringsmedier som harddisker og solid state-stasjoner. Av den grunn er det mye billigere å bruke en kombinasjon av fysisk RAM og virtuelt minne enn å utstyre et datasystem med mer RAM.

siden bruk av virtuelt minne (eller økende virtuelt minne) ikke har noen ekstra økonomiske kostnader (fordi det bruker eksisterende lagringsplass), gir det en måte for en datamaskin å bruke mer minne enn det som er fysisk tilgjengelig på systemet.

En annen viktig driver for bruk av virtuelt minne er at alle datasystemer har en grense (diktert av maskinvare og programvare) på mengden fysisk RAM som kan installeres. Ved hjelp av virtuelt minne kan systemet fortsette å operere utover de fysiske RAM-grensene.

Virtuelt Minne vs Fysisk Minne

SIDEN RAM er dyrere enn virtuelt minne, ser det ut til at datamaskiner skal være utstyrt med så lite RAM og så mye virtuelt minne som mulig.

men faktisk er egenskapene til virtuelt minne annerledes enn det fysiske minnet. Hovedforskjellen mellom virtuelt minne og fysisk minne er AT RAM er veldig mye raskere enn virtuelt minne.

så et system med 2 GB fysisk RAM og 2 GB virtuelt minne vil ikke tilby samme ytelse som et lignende system med 4 GB fysisk RAM. For å forstå hvorfor, er det nødvendig å forstå hvordan virtuelt minne fungerer.

Hvordan Fungerer Virtuelt Minne?

når et program (inkludert operativsystemet) kjører, lagrer det plasseringen av programtråder og andre data på en virtuell adresse, mens dataene faktisk lagres på en fysisk adresse I RAM. Hvis DET senere ER BEHOV FOR RAM-plass ved en annen prosess, kan dataene byttes ut AV RAM og til virtuelt minne.

ansvaret for å holde styr på alle disse dataene som det er byttet mellom fysisk og virtuelt minne faller til datamaskinens minne manager. Memory manager opprettholder en tabell som kartlegger virtuelle adresser som brukes av operativsystemet og programmer til de fysiske adressene som data faktisk er lagret i. Når data byttes MELLOM RAM og virtuelt minne, oppdateres tabellen slik at en gitt virtuell adresse alltid peker til riktig fysisk plassering.

en datamaskin kan bare kjøre tråder og manipulere data som er lagret I RAM i stedet for virtuelt minne. Og det tar en ubetydelig mengde tid å bytte data som trengs I RAM. Følgelig følger det at bruk av virtuelt minne innebærer et ytelsesslag.

Sagt på en annen måte, et system med 4 GB RAM vil generelt tilby høyere ytelse enn et system med 2 GB RAM og 2 GB virtuelt minne på grunn av ytelsen hit forårsaket av bytte, og av den grunn er det sagt at virtuelt minne er tregere ENN RAM.

et potensielt problem med virtuelt minne er at HVIS MENGDEN RAM til stede er for liten i forhold til mengden virtuelt minne, kan et system ende opp med å bruke en stor andel AV CPU-ressursene til å bytte data frem og tilbake. I mellomtiden grinder ytelsen av nyttig arbeid til en nær stopp-en prosess kjent som thrashing.

for å forhindre juling er det vanligvis nødvendig å redusere antall applikasjoner som kjøres samtidig, eller bare for å øke MENGDEN RAM i systemet.

Operativsystemer, for eksempel De fleste versjoner Av Windows, anbefaler generelt at brukere ikke øker virtuelt minne utover 1,5 ganger mengden fysisk RAM til stede. Så et system med 4 GB RAM bør ha virtuelt minne på ikke mer enn 6 GB.

for å minimere ytelsen som skyldes bytte mellom fysisk og virtuelt minne, er det best å bruke den raskeste lagringsenheten som er koblet til systemet, til å være vert for det virtuelle minnet, og for å finne det virtuelle minnelagringsområdet på sin egen partisjon.

Virtuelt minne kan fungere sammen med datamaskinens hovedminne for å muliggjøre raskere, mer flytende operasjoner.

Hvordan Øke Virtuelt Minne I Et System

de fleste operativsystemer tillater brukere å øke virtuelt minne fra en konfigurasjonsside.

• i Windows kan brukerne også tillate systemet å administrere mengden virtuelt minne som tilbys dynamisk.

• På Samme Måte Kan Brukere i Mac OS bruke preferansepanelet til å tildele virtuelt minne.

typer virtuelt minne: Personsøker Og Segmentering

Virtuelt minne kan administreres på en rekke forskjellige måter av systemets operativsystem, og de to vanligste tilnærmingene er personsøker og segmentering.

Virtuelt Minne Paging

I et system som bruker paging, ER RAM delt inn I en rekke blokker-vanligvis 4k i størrelse-kalt sider. Prosesser blir deretter tildelt akkurat nok sider for å møte deres minnebehov. Det betyr at det alltid vil være en liten mengde minne bortkastet, unntatt i det uvanlige tilfellet der en prosess krever nøyaktig et helt antall sider.

under normal drift byttes sider (dvs. minneblokker MED 4k i størrelse) mellom RAM og en sidefil, som representerer det virtuelle minnet.

Virtual Memory Segmentation

Segmentering er en alternativ tilnærming til minnehåndtering, der i stedet for sider med fast størrelse tildeles prosesser segmenter av forskjellig lengde for å nøyaktig oppfylle deres krav. Det betyr at i motsetning til i et paged system, er ikke noe minne bortkastet i et segment.

Segmentering lar også programmer deles opp i logisk uavhengige adresserom, noe som kan gjøre dem enklere å dele og sikrere.

men et problem med segmentering er at fordi hvert segment er en annen lengde, kan det føre til minne » fragmentering.»Dette betyr at når segmenter er allokert og de-allokert, kan små biter av minne bli spredt rundt som er for små til å være nyttige.

som disse små biter bygge opp, færre og færre segmenter av nyttig størrelse kan tildeles. Og hvis OPERATIVSYSTEMET begynner å bruke disse små segmentene, er det et stort antall å holde styr på, og hver prosess må bruke mange forskjellige segmenter, noe som er ineffektivt og kan redusere ytelsen.

Fordeler Og Ulemper Med Virtuelt Minne

SELV OM RAM nå er relativt billig sammenlignet med kostnaden da virtuelt minne først ble utviklet, er DET fortsatt ekstremt nyttig og det er fortsatt ansatt i mange, kanskje de fleste, datasystemer. Hovedproblemet med virtuelt minne gjelder ytelse.

Fordeler Med Virtuelt Minne

• Lar flere programmer kjøres samtidig.

• tillater større programmer å kjøre i systemer som ikke har nok fysisk RAM alene for å kjøre dem.

• Gir en måte å øke minnet som er mindre kostbart enn å kjøpe MER RAM.

• Gir en måte å øke minnet i et system som har den maksimale MENGDEN RAM som maskinvaren og operativsystemet kan støtte.

Ulemper Med Virtuelt Minne

• tilbyr ikke samme ytelse som RAM.

• kan negativt påvirke den generelle ytelsen til et system.

• Tar opp lagringsplass som ellers kunne brukes til langsiktig datalagring.