Vysvetlite, ako sa virtuálna adresa premení na fyzickú adresu?

Virtuálny preklad fyzickej adresy:Cesta cez pamäť

Virtuálne adresy sú adresy používané programami, zatiaľ čo fyzické adresy sú skutočnými miestami v RAM, kde sa ukladajú údaje. Tento preklad je nevyhnutný z niekoľkých dôvodov:

1. Ochrana: Každý proces beží vo svojom vlastnom virtuálnom adrese, čo bráni tomu, aby jeden proces zasahoval do iného.

2. Účinnosť: Procesy je možné načítať a vykladať do pamäte bez ovplyvnenia iných procesov, čo maximalizuje využitie pamäte.

3. Flexibilita: Rovnaká virtuálna adresa môže ukazovať na rôzne fyzické adresy, čo umožňuje pridelenie dynamickej pamäte.

Tu je to, ako funguje virtuálny preklad fyzickej adresy:

1. Jednotka správy pamäte (MMU): Tento hardvérový komponent je zodpovedný za proces prekladu. Používa tabuľku na mapovanie virtuálnych adries na fyzické adresy.

2. Tabuľka strán: Táto tabuľka je dátová štruktúra, ktorá ukladá mapovania medzi virtuálnymi a fyzickými adresami. Každá položka v tabuľke stránky predstavuje stránku v pamäti, ktorá je jednotkou s pevnou veľkosťou (zvyčajne 4 kB).

3. Rozklad virtuálnej adresy: Virtuálna adresa je rozdelená na dve časti:

* číslo strany: Identifikuje stránku obsahujúcu požadované údaje.

* Offset: Identifikuje umiestnenie údajov na stránke.

4. Vyhľadávanie tabuľky stránok: MMU používa číslo stránky na nájdenie zodpovedajúceho záznamu v tabuľke stránky. Táto položka obsahuje fyzickú adresu stránky v pamäti.

5. Výpočet fyzickej adresy: Fyzická adresa sa vypočíta kombináciou fyzickej adresy stránky z tabuľky stránky s posunom z virtuálnej adresy.

Príklad:

* Virtuálna adresa: 0x12345678

* Veľkosť stránky: 4 kB (4096 bajtov)

* číslo strany: 0x12345 (vypočítané vydelením virtuálnej adresy veľkosťou stránky)

* Offset: 0x678 (zostávajúca časť virtuálnej adresy)

MMU vyhľadá číslo stránky (0x12345) v tabuľke stránky a nájde zodpovedajúcu fyzickú adresu stránky, povedzme 0xABCDEF00.

* Fyzická adresa: 0xabcdef00 + 0x678 =0xAbcdef678

Ďalšie podrobnosti:

* Tabuľky na viacúrovňové stránky: Aby sa zlepšila účinnosť väčších adries priestorov, tabuľky stránok môžu byť hierarchické s viacerými úrovňami.

* prekladací roztok (TLB): MMU často používa vyrovnávaciu pamäť nazývanú TLB na ukladanie nedávno použitých prekladov. Tým sa zrýchľuje preklad adresy tým, že sa vyhnete opakovaným vyhľadávaním tabuľky stránok.

* Virtuálna pamäť: Koncept virtuálneho adresára umožňuje použitie virtuálnej pamäte, kde sa dáta môžu ukladať do sekundárneho úložiska (napríklad pevného disku) a podľa potreby sa vymeniť do pamäte RAM.

Pochopenie tohto procesu je rozhodujúce pre pochopenie toho, ako operačné systémy spravujú pamäť a ako programy prístup k údajom v RAM.

• Predchádzajúca strana: Čo je to softvérová rutina, ktorá pôsobí ako virtuálna bariéra medzi počítačom a sieťou, ku ktorej sa pripojil? 
• Ďalšia strana: Čo je virtuálny terminál NVT Network?