Εικονική μνήμη
Η εικονική μνήμη είναι ένας τρόπος διαχείρισης της μνήμης που αποτελεί μια πρόσφατη τάση της τεχνολογίας που χρησιμοποιείται στους υπολογιστές. Το υλικό (το φυσικό μέρος του υπολογιστή, όπως η CPU ή η κάρτα γραφικών) εκτελεί το λογισμικό. Αυτό το λογισμικό χρειάζεται μνήμη υπολογιστή για να τρέξει και να κάνει αυτό που πρέπει να κάνει. Οι περισσότεροι υπολογιστές που χρησιμοποιούνται σήμερα μπορούν να κάνουν περισσότερα από ένα πράγματα ταυτόχρονα, εκτελούν περισσότερες από μία εφαρμογές. Αυτό είναι γνωστό ως πολυεπεξεργασία.
Σε αυτή την περίπτωση, όλα τα προγράμματα ή οι εφαρμογές που εκτελούνται στον υπολογιστή κάθε φορά μοιράζονται τους πόρους του. Ένας υπολογιστής δεν διαθέτει περισσότερους επεξεργαστές ή κύρια μνήμη (RAM) μόνο και μόνο επειδή εκτελούνται σε αυτόν περισσότερα προγράμματα.
Η εικονική μνήμη είναι η ιδέα ότι η εφαρμογή βλέπει ένα μπλοκ μνήμης συγκεκριμένου μεγέθους. Η εφαρμογή μπορεί να χρησιμοποιήσει αυτή τη μνήμη κατά το δοκούν. Αυτό το μπλοκ μνήμης είναι εικονικό με την έννοια ότι προέρχεται από διαφορετικά μέρη. Κάποιο μέρος του μπορεί να βρίσκεται στην κύρια μνήμη του υπολογιστή, αλλά κάποιο μπορεί να βρίσκεται και στο δίσκο. Η CPU διαθέτει ένα ειδικό τμήμα, που ονομάζεται Arithmetic Logic Unit (Αριθμητική Λογική Μονάδα), το οποίο κάνει κάποιες από τις μεταφράσεις μεταξύ της μνήμης της εφαρμογής και των πόρων του συστήματος. Τα σύγχρονα λειτουργικά συστήματα αναλαμβάνουν επίσης ένα μέρος αυτής της εργασίας.
Όταν ένα πρόγραμμα προσπαθεί να προσπελάσει ένα μπλοκ μνήμης που δεν βρίσκεται στη μνήμη του συστήματος, το πρόγραμμα σταματά και το μπλοκ φορτώνεται στη μνήμη του συστήματος. Ό,τι βρισκόταν σε αυτό το τμήμα της μνήμης του συστήματος εγγράφεται στο δίσκο. Αυτό συνήθως ονομάζεται σελιδοποίηση.
Ορισμένα συστήματα υπολογιστών, όπως τα ενσωματωμένα συστήματα, δεν χρησιμοποιούν εικονική μνήμη, επειδή χρειάζονται πολύ γρήγορο χρόνο απόκρισης ή χρόνο που παραμένει πάντα ο ίδιος. Ένα από τα προβλήματα είναι ότι με την εικονική μνήμη είναι δύσκολο να προβλεφθεί ο χρόνος απόκρισης. Μια εφαρμογή που χρησιμοποιεί ένα μέρος της μνήμης το οποίο πρέπει να φορτωθεί από το δίσκο θα έχει διαφορετικό χρόνο απόκρισης από μια εφαρμογή που δεν το κάνει. Επομένως, η έννοια της εικονικής μνήμης δεν χρησιμοποιείται σε ενσωματωμένα συστήματα.
Το πρόγραμμα νομίζει ότι έχει ένα μεγάλο εύρος συνεχόμενων διευθύνσεων, αλλά στην πραγματικότητα τα τμήματα που χρησιμοποιεί αυτή τη στιγμή είναι διάσπαρτα στην κύρια μνήμη και τα ανενεργά τμήματα είναι αποθηκευμένα σε ένα αρχείο στο δίσκο.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ε: Τι είναι η εικονική μνήμη;
A: Η εικονική μνήμη είναι ένας τρόπος διαχείρισης της μνήμης του υπολογιστή που επιτρέπει στις εφαρμογές να έχουν πρόσβαση σε ένα μπλοκ μνήμης συγκεκριμένου μεγέθους. Αυτό το μπλοκ μνήμης μπορεί να προέρχεται από διαφορετικά μέρη, όπως η κύρια μνήμη ή ο δίσκος.
Ε: Πώς λειτουργεί η εικονική μνήμη;
Α: Η εικονική μνήμη λειτουργεί επιτρέποντας στην Αριθμητική Λογική Μονάδα της CPU να κάνει μεταφράσεις μεταξύ των πόρων της εφαρμογής και του συστήματος. Τα σύγχρονα λειτουργικά συστήματα αναλαμβάνουν επίσης μέρος αυτής της εργασίας. Όταν μια εφαρμογή προσπαθεί να προσπελάσει ένα μπλοκ μνήμης που δεν βρίσκεται στη μνήμη του συστήματος, θα σταματήσει και το μπλοκ θα φορτωθεί στη μνήμη του συστήματος.
Ερ: Ποια είναι μερικά παραδείγματα υπολογιστών που δεν χρησιμοποιούν εικονική Μνήμη;
Α: Τα ενσωματωμένα συστήματα είναι ένα παράδειγμα υπολογιστών που δεν χρησιμοποιούν εικονική Μνήμη επειδή χρειάζονται γρήγορους χρόνους απόκρισης ή τέτοιους που να παραμένουν πάντα οι ίδιοι. Είναι δύσκολο να προβλεφθεί ο χρόνος απόκρισης με την εικονική Μνήμη, γι' αυτό και δεν χρησιμοποιείται σε ενσωματωμένα συστήματα.
Ερ: Τι είναι η πολυεπεξεργασία;
Α: Πολυεπεξεργασία είναι όταν ένας υπολογιστής μπορεί να κάνει περισσότερα από ένα πράγματα ταυτόχρονα, εκτελώντας ταυτόχρονα πολλές εφαρμογές που μοιράζονται τους πόρους του.
Ε: Τι συμβαίνει όταν μια εφαρμογή προσπαθεί να προσπελάσει ένα μπλοκ Μνήμης που δεν βρίσκεται στη Μνήμη συστήματος;
Α: Όταν μια εφαρμογή προσπαθεί να προσπελάσει ένα μπλοκ Μνήμης που δεν βρίσκεται στη Μνήμη συστήματος, θα σταματήσει και το μπλοκ θα φορτωθεί στη Μνήμη συστήματος.
Ε: Τι είναι η σελιδοποίηση;
Α: Η σελιδοποίηση αναφέρεται σε αυτό που συμβαίνει όταν αυτό που βρισκόταν σε αυτό το τμήμα της Μνήμης συστήματοςΜνήμη πρέπει να γραφτεί ξανά στο δίσκο λόγω της πρόσβασης μιας εφαρμογής σε ένα άλλο τμήμα που δεν ήταν αποθηκευμένο εκεί αρχικά.
