Vitajte na [www.pocitac.win] Pripojiť k domovskej stránke Obľúbené stránky
Virtuálna pamäť je technika správy pamäte, ktorá umožňuje systému spúšťať programy väčšie ako dostupná fyzická pamäť. To sa dosiahne pomocou kombinácie hardvérových a softvérových mechanizmov. Tu sú kľúčové požiadavky na architektúru virtuálnej pamäte:
1. Hardvér:
* jednotka správy pamäte (MMU): Toto je rozhodujúci hardvérový komponent, ktorý prekladá virtuálne adresy používané CPU na fyzické adresy v pamäti. Používa tabuľku stránky na sledovanie mapovania medzi virtuálnymi a fyzickými adresami.
* Veľký adresa: CPU musí byť schopný riešiť väčší priestor virtuálnej pamäte, ako je dostupná fyzická pamäť. To umožňuje prevádzkovanie programov väčšie ako fyzický RAM.
* sekundárne úložisko: Na držanie neaktívnych častí programov a údajov, ktoré sa podľa potreby vymieňajú do fyzickej pamäte a z fyzickej pamäte, je potrebné sekundárne úložné zariadenie, ako je napríklad jednotka pevného disku (HDD) alebo jednotka v tuhom stave (SSD).
2. Softvér:
* operačný systém (OS): OS riadi virtuálnu pamäť a spracováva mapovanie medzi virtuálnymi a fyzickými adresami. Implementuje algoritmy, ako je stránkovanie a výmena, aby efektívne spravovali využitie pamäte.
* tabuľka strán: Toto je dátová štruktúra, ktorá mapuje virtuálne adresy na fyzické adresy. MMU používa túto tabuľku na vykonanie prekladu adries.
* Algoritmus výmeny stránky: Tento algoritmus rozhoduje, ktorá stránka má vymeniť z fyzickej pamäte, keď je plná. Bežné algoritmy zahŕňajú FIFO, LRU a Opt.
* Pravidlá prideľovania pamäte: OS musí implementovať politiky na pridelenie virtuálnej pamäte na rôzne procesy. Zahŕňa to politiky na pridelenie strán na nové procesy a pridelenie bezplatných stránok existujúcim procesom.
* Ochranné mechanizmy: Mechanizmy virtuálnej pamäte potrebujú mechanizmy na ochranu procesov pred prístupom k pamäti patriace k iným procesom. Dosahuje sa to pomocou hardvérových a softvérových mechanizmov, ako je segmentácia a povolenia stránky.
3. Ďalšie úvahy:
* Výkon: Virtuálna pamäť môže ovplyvniť výkon z dôvodu porúch stránky (ak požadovaná stránka nie je vo fyzickej pamäti) a režijný preklad adresy. Preto sú rozhodujúce účinné algoritmy a optimalizácie.
* Zabezpečenie: Virtuálna pamäť pomáha chrániť procesy pred sebou a pred škodlivým kódom. Umožňuje tiež izolačné procesy a zabrániť im v prístupe k citlivým údajom.
* Flexibilita: Virtuálna pamäť umožňuje systémom prevádzkovať väčšie a zložitejšie programy, vďaka čomu sú flexibilnejšie a výkonnejšie.
Splnením týchto požiadaviek môže systém implementovať robustnú a efektívnu architektúru virtuálnej pamäte, čo jej umožní spúšťať programy a aplikácie presahujúce obmedzenia fyzickej pamäte.