مدیریت حافظه
مدیریت حافظه به چه معناست؟
مدیریت حافظه اصطلاحی گسترده است که شامل تمام فرایندها و روش ها برای استفاده موثر ، تخصیص ، نظارت و مدیریت حافظه رایانه است.
مدیریت حافظه به کامپیوتر یا سیستم عامل (OS) زمینه اجازه می دهد تا حافظه را به صورت پویا در تمام فرایندهای در حال اجرا توزیع کند ، در حالی که عملکرد بهینه را تضمین می کند.
مدیریت حافظه با مدیریت حافظه فیزیکی کامپیوتر یا حافظه دسترسی تصادفی (RAM) سروکار دارد. به طور معمول ، هر رایانه دارای حافظه اصلی از پیش نصب شده است ، که برای پردازش برنامه و خدمات در حال اجرا استفاده می شود. هر چقدر ظرفیت حافظه عالی باشد ، نمی تواند همه برنامه ها یا پردازش های آماده / در حال اجرا را به طور همزمان در خود جای دهد. بنابراین ، مدیریت حافظه به اختصاص فضای حافظه لازم برای هر فرآیند ، انتقال آن بین هارد دیسک و حافظه و تعیین اولویت ها و سازماندهی کلی برنامه ها / فرایندها کمک می کند. مدیریت حافظه معمولاً توسط سیستم عامل میزبان انجام و مدیریت می شود.
مدیریت حافظه همچنین سایر حافظه های غیر فرار سیستم را شامل می شود ، مانند حافظه پنهان و حافظه مجازی. حافظه مجازی (VM)
حافظه مجازی (VM) به چه معناست؟
حافظه مجازی (VM) ویژگی توسعه یافته برای هسته سیستم عامل (سیستم عامل) است که حافظه اصلی اضافی مانند RAM (حافظه دسترسی تصادفی) یا ذخیره سازی دیسک را شبیه سازی می کند. این روش شامل دستکاری و مدیریت حافظه با اجازه بارگذاری و اجرای برنامه های بزرگتر یا چند برنامه به طور همزمان است. همچنین به هر برنامه این امکان را می دهد که مانند حافظه بی نهایت کار کند و اغلب مقرون به صرفه تر از خرید RAM اضافی است.
فروشگاه اینترنتی حافظه، حافظه مجازی به نرم افزار اجازه می دهد تا با استفاده از درایو دیسک سخت (HDD) به عنوان ذخیره سازی موقت ، از حافظه اضافی استفاده کند. بیشتر واحدهای پردازش مرکزی (CPU) واحدهای مدیریت حافظه (MMU) را ارائه می دهند که از حافظه مجازی پشتیبانی می کنند. MMU از "جداول صفحه" که برای تبدیل آدرس های "واقعی" و "مجازی" واقع در حافظه و HDD استفاده می شوند ، پشتیبانی می کند.
سیستم عاملی که از حافظه مجازی استفاده می کند با انتقال داده ها از HDD فوراً فضای مورد نیاز را آزاد می کند. در صورت نیاز به داده ، دوباره در HDD کپی می شود. هنگامی که از همه RAM استفاده می شود ، VM داده ها را به HDD سوئیچ می کند و سپس دوباره برمی گرداند. بنابراین ، VM یک حافظه کل سیستم بزرگتر را امکان پذیر می کند. با این حال ، نوشتن کد پیچیده مورد نیاز است. Techopedia حافظه مجازی (VM) را توضیح می دهد
در دهه های 1940 و 1950 ، قبل از ماشین مجازی ، برنامه های بزرگی منطق را برای مدیریت ذخیره سازی اولیه و ثانویه پیاده سازی می کردند. این فرآیند را همپوشانی نامیدند. هنگامی که یک برنامه بزرگتر از حافظه ذخیره سازی بود ، روش اجازه می داد قسمت هایی از برنامه که به طور مداوم استفاده نمی شدند به عنوان یک پوشش مورد استفاده قرار گیرند. هر یک از پوشش های منفرد ، پوشش فعلی را در حافظه بازنویسی می کند. برنامه ریزی برای همپوشانی گسترده بود. یکی از دلایل اصلی ایجاد VM نه برای حافظه اصلی اضافی بلکه برای سهولت برنامه نویسی بود. تا سال 1969 اثر بخشی حافظه مجازی تحقق یافت. و به طور گسترده ای اجرا شد.
VM به معنای واقعی کلمه تلاش می کند تا از RAM یا حافظه ذخیره سازی دیسک ، بیشتر از آنچه در واقع وجود دارد استفاده کند. این فرآیند به پردازنده اجازه می دهد تا همزمان برنامه های بزرگتر و متعددی را مدیریت کند. VM یک سیستم عامل (OS) و یک برنامه سخت افزاری معمولی است که با ذخیره سازی و کنترل موقتی حافظه از HDD استفاده می کند. روند دستکاری و مدیریت حافظه به هر برنامه این امکان را می دهد تا عملکردی مانند حافظه تقریباً بی نهایت داشته باشد. ذخیره سازی حافظه موقت توسط یک واحد مدیریت حافظه (MMU) مدیریت می شود ، همچنین به عنوان "واحد مدیریت حافظه صفحه ای" (PMMU) نیز شناخته می شود.
حافظه "واقعی" به بخشهای کوچکی به نام "صفحات" تقسیم می شود. اندازه صفحات به طور کلی 4 کیلوبایت است. وقتی از همه RAM یا حافظه های دیسک استفاده می شود ، هر صفحه ای که استفاده نمی شود در حافظه مجازی در آنچه که پرونده swap نامیده می شود ، نوشته می شود. در صورت نیاز به پرونده مبادله ، مجدداً به حافظه "واقعی" ترجمه می شود ، فرایندی که مبادله صفحه نامیده می شود.
یکی از معدود اشکالاتی که در استفاده از VM وجود دارد این است که ممکن است بیش از حد صفحه تغییر کند ، خصوصاً اگر کاربر برنامه های باز متعددی داشته باشد. این می تواند باعث کند شدن سرعت برنامه ها شود زیرا پردازنده زمان زیادی را صرف نوشتن روی HDD می کند. کاهش قابل توجه عملکرد ، thrashing نامیده می شود.