a memória Virtual é uma área do espaço de armazenamento de memória secundária de um sistema de computador (como um disco rígido ou unidade de estado sólido) que atua como se fosse uma parte da RAM ou memória primária do sistema.

idealmente, os dados necessários para executar aplicativos são armazenados na RAM, onde podem ser acessados rapidamente pela CPU. Mas quando grandes aplicativos estão sendo executados, ou quando muitos aplicativos estão sendo executados ao mesmo tempo, a RAM do sistema pode ficar cheia.

para contornar esse problema, alguns dados armazenados na RAM que não estão sendo usados ativamente podem ser movidos temporariamente para a memória virtual (que está fisicamente localizada em um disco rígido ou outro dispositivo de armazenamento). Isso libera espaço na RAM, que pode ser usado para acomodar dados que o sistema precisa acessar em breve.

trocando dados entre RAM e memória virtual quando não é necessário e de volta da memória virtual para RAM quando é necessário, um sistema pode continuar a funcionar sem problemas com muito menos RAM física do que exigiria de outra forma.

a memória Virtual permite que um sistema execute aplicativos maiores ou execute mais aplicativos ao mesmo tempo sem ficar sem RAM. Especificamente, o sistema pode operar como se seus recursos totais de RAM fossem iguais à quantidade de RAM física, mais a quantidade de RAM virtual.

por que há necessidade de memória Virtual?

a memória Virtual foi desenvolvida quando a RAM física era muito cara, e a RAM ainda é mais cara por Gigabyte do que a mídia de armazenamento, como discos rígidos e unidades de Estado Sólido. Por esse motivo, é muito menos caro usar uma combinação de RAM física e memória virtual do que equipar um sistema de computador com mais RAM.

como usar memória virtual (ou aumentar a memória virtual) não tem custo financeiro extra (porque usa espaço de armazenamento existente), oferece uma maneira de um computador usar mais memória do que está fisicamente disponível no sistema.

outro driver de chave para o uso da memória virtual é que todos os sistemas de computador têm um limite (ditado por hardware e software) na quantidade de RAM física que pode ser instalada. O uso de memória virtual permite que o sistema continue a operar além desses limites físicos de RAM.

memória Virtual vs. memória física

como a RAM é mais cara que a memória virtual, parece – sendo todas as coisas iguais – que os computadores devem ser equipados com o mínimo de RAM e o máximo de memória virtual possível.

mas na verdade as características da memória virtual são diferentes das da memória física. A principal diferença entre memória virtual e memória física é que a RAM é muito mais rápida que a memória virtual.

portanto, um sistema com 2 GB de RAM física e 2 GB de memória virtual não oferecerá o mesmo desempenho de um sistema semelhante com 4 GB de RAM física. Para entender o porquê, é necessário entender como funciona a memória virtual.

Como Funciona A Memória Virtual?

Quando um aplicativo (incluindo o sistema operacional) está em execução, ele armazena a localização de threads do programa e outros dados em um endereço virtual, enquanto que os dados são realmente armazenados em um endereço físico na memória RAM. Se mais tarde esse espaço de RAM for necessário com mais urgência por outro processo, os dados podem ser trocados da RAM para a memória virtual.

a responsabilidade de acompanhar todos esses dados, pois é trocada entre a memória física e virtual, recai sobre o Gerenciador de memória do computador. O Gerenciador de memória mantém uma tabela que mapeia endereços virtuais usados pelo sistema operacional e aplicativos para os endereços físicos em que os dados são realmente armazenados. Quando os dados são trocados entre RAM e memória virtual, a tabela é atualizada para que um determinado endereço virtual sempre aponte para o local físico correto.

um computador só pode executar threads e manipular dados armazenados na RAM em vez de memória virtual. E leva uma quantidade não insignificante de tempo para trocar dados necessários para a RAM. Consequentemente, segue-se que o uso de memória virtual envolve um acerto de desempenho.

dito de outra forma, um sistema com 4 GB de RAM geralmente oferece desempenho superior a um sistema com 2 GB de RAM e 2 GB de memória virtual devido ao desempenho atingido causado pela troca e, por esse motivo, diz-se que a memória virtual é mais lenta que a RAM.

Um problema potencial com a memória virtual é que, se a quantidade de RAM presente é muito pequena em comparação com a quantidade de memória virtual, em seguida, um sistema pode acabar gastando uma grande proporção de seus recursos de CPU troca de dados e para trás. Enquanto isso, o desempenho de trabalhos úteis é quase interrompido – um processo conhecido como thrashing.

para evitar a surra, geralmente é necessário reduzir o número de aplicativos executados simultaneamente ou simplesmente aumentar a quantidade de RAM no sistema.Os sistemas operacionais, como a maioria das versões do Windows, geralmente recomendam que os usuários não aumentem a memória virtual além de 1,5 vezes a quantidade de RAM física presente. Portanto, um sistema com 4 GB de RAM deve ter memória virtual não superior a 6 GB.

para minimizar o impacto de desempenho causado pela troca entre memória física e virtual, é melhor usar o dispositivo de armazenamento mais rápido conectado ao sistema para hospedar a memória virtual e localizar a área de armazenamento de memória virtual em sua própria partição.

a memória Virtual pode atuar em conjunto com a memória principal de um computador para permitir operações mais rápidas e fluidas.

como aumentar a memória Virtual em um sistema

a maioria dos sistemas operacionais permite que os usuários aumentem a memória virtual de uma página de configuração.

• no Windows, OS usuários também podem permitir que o sistema gerencie a quantidade de memória virtual fornecida dinamicamente.

• da mesma forma, no Mac OS, os usuários podem usar o painel Preferências para alocar memória virtual.

tipos de memória virtual: Paginação e segmentação

a memória Virtual pode ser gerenciada de várias maneiras diferentes pelo sistema operacional de um sistema, e as duas abordagens mais comuns são paginação e segmentação.

Paginação de memória Virtual

em um sistema que usa paginação, a RAM é dividida em vários blocos – geralmente 4k em tamanho – chamadas páginas. Os processos são então alocados apenas páginas suficientes para atender aos seus requisitos de memória. Isso significa que sempre haverá uma pequena quantidade de memória desperdiçada, exceto no caso incomum em que um processo requer exatamente um número inteiro de páginas.

durante o curso normal das operações, as páginas (ou seja, blocos de memória de 4K de tamanho) são trocadas entre RAM e um arquivo de página, que representa a memória virtual.

segmentação de memória Virtual

a segmentação é uma abordagem alternativa ao gerenciamento de memória, onde, em vez de páginas de tamanho fixo, os processos são alocados segmentos de comprimento diferente para atender exatamente aos seus requisitos. Isso significa que, ao contrário de um sistema paginado, nenhuma memória é desperdiçada em um segmento.

a segmentação também permite que os aplicativos sejam divididos em espaços de endereço logicamente independentes, o que pode torná-los mais fáceis de compartilhar e mais seguros.

mas um problema com a segmentação é que, como cada segmento tem um comprimento diferente, pode levar à fragmentação da memória.”Isso significa que, à medida que os segmentos são alocados e desalocados, pequenos pedaços de memória podem ser deixados espalhados, os quais são pequenos demais para serem úteis.

à medida que esses pequenos pedaços se acumulam, cada vez menos segmentos de tamanho útil podem ser alocados. E se o sistema operacional começar a usar esses pequenos segmentos, há um grande número para acompanhar, e cada processo precisará usar muitos segmentos diferentes, o que é ineficiente e pode reduzir o desempenho.

> Vantagens e Desvantagens de Memória Virtual

apesar de RAM agora é relativamente barato em comparação com seu custo quando a memória virtual, foi desenvolvida pela primeira vez, ainda é extremamente útil e ainda é empregada em muitos, talvez a maioria, sistemas de computador. O principal problema com a memória virtual está relacionado ao desempenho.

vantagens da memória Virtual

• permite que mais aplicativos sejam executados ao mesmo tempo.

• permite que aplicativos maiores sejam executados em sistemas que não possuem RAM física suficiente para executá-los.

• fornece uma maneira de aumentar a memória, que é menos dispendiosa do que comprar mais RAM.

• fornece uma maneira de aumentar a memória em um sistema que tem a quantidade máxima de RAM que seu hardware e sistema operacional podem suportar.

desvantagens da memória Virtual

• não oferece o mesmo desempenho que a RAM.

• pode afetar negativamente o desempenho geral de um sistema.

• ocupa espaço de armazenamento que, de outra forma, poderia ser usado para armazenamento de dados a longo prazo.