Virtual xotira tushunchasi

Virtual xotira tushunchasi
Dasturiy ta'minot ishlab chiqaruvchilari ko'pincha xotirada mavjud RAMdan kattaroq katta dasturlarni joylashtirish muammosi bilan shug'ullanishlari kerak. Ushbu muammoni hal qilish variantlaridan biri - bir -birining ustiga chiqadigan tuzilmalarni tashkil etish - oldingi ma'ruzada muhokama qilingan. Bunday holda, dasturning bir -biriga o'xshash qismlarini shakllantirish jarayonida dasturchining faol ishtiroki nazarda tutilgan. Kompyuterlar arxitekturasining rivojlanishi va operatsion tizimning xotira boshqaruvi imkoniyatlarining kengayishi bu muammoning echimini kompyuterga o'tkazishga imkon berdi. Asosiy yutuqlardan biri paydo bo'lishi edi virtual xotira(virtual xotira). Birinchi marta 1959 yilda Manchester universitetida ishlab chiqilgan Atlas kompyuterida amalga oshirilgan.
Kontseptsiyaning mohiyati virtual xotira quyidagicha. Faol jarayon ishlaydigan ma'lumotlar RAMda bo'lishi kerak. Sxemalarda virtual xotira jarayonda barcha kerakli ma'lumotlar asosiy xotirada bo'lishi haqidagi tasavvur mavjud. Buning uchun, birinchi navbatda, jarayon egallagan xotira bir necha qismlarga bo'linadi, masalan, sahifalar. Ikkinchidan, jarayon orqali kiriladigan mantiqiy manzil (mantiqiy sahifa) dinamik ravishda jismoniy manzilga (jismoniy sahifaga) tarjima qilinadi. Va nihoyat, jarayonga kiradigan sahifa jismoniy xotirada bo'lmagan hollarda, uni diskdan almashtirishni tashkil qilish kerak. Xotirada sahifa mavjudligini nazorat qilish uchun sahifa jadvalidagi sahifa atributlarining bir qismi bo'lgan maxsus mavjudlik biti kiritiladi.
Shunday qilib, jarayonning barcha komponentlarini asosiy xotirada saqlashga hojat yo'q. Bu tashkilotning muhim natijasi shundaki, jarayon egallagan xotira hajmi asosiy xotira hajmidan kattaroq bo'lishi mumkin. Mahalliylik printsipi bu sxemani kerakli samaradorlik bilan ta'minlaydi.
Qisman xotirada bo'lgan dasturni ishga tushirish qobiliyati bir qancha aniq afzalliklarga ega.

• 
  Dastur jismoniy xotira hajmi bilan chegaralanmagan. Dasturni ishlab chiqish soddalashtirilgan, chunki katta virtual bo'shliqlar ishlatilgan xotira hajmidan xavotirlanmasdan ishlatilishi mumkin.
  
• 
  Dasturni (jarayonni) qisman xotiraga joylashtirish va xotirani dasturlar o'rtasida moslashuvchan tarzda qayta taqsimlash mumkin bo'lganligi sababli, xotiraga ko'proq dasturlarni joylashtirish mumkin, bu protsessor yuklanishi va tizimning o'tkazuvchanligini oshiradi.
  
• 
  Dasturning bir qismini diskka tushirish uchun zarur bo'lgan kirish -chiqish hajmi klassik almashtirish versiyasidan kam bo'lishi mumkin, natijada har bir dastur tezroq ishlaydi.
  

Shunday qilib, "ko'rish" dasturini (operatsion tizim ko'magida) ta'minlash imkoniyati amalda cheksizdir (32-bitli arxitektura uchun odatiy hajmi 2 32 = 4 Gb) foydalanuvchi xotirasi (mantiqiy) manzil maydoni) sezilarli darajada kichikroq xotira (jismoniy) mavjud bo'lganda manzil maydoni) Bu juda muhim jihat.
Ammo kirish virtual xotira boshqa muhim vazifani hal qilishga imkon beradi - alohida xotira segmentlariga kirishni boshqarishni ta'minlash va, xususan, foydalanuvchi dasturlarini bir -biridan himoya qilish va OSni foydalanuvchi dasturlaridan himoya qilish. Har bir jarayon o'ziga xos tarzda ishlaydi virtual manzillar, ular kompyuter uskunalari yordamida jismoniy narsalarga tarjima qilinadi. Shunday qilib, maxsus jarayon boshqa jarayonlar bilan bog'liq ma'lumotlar egallagan asosiy xotira sahifalariga to'g'ridan -to'g'ri kirish imkoniyatidan mahrum.
Masalan, 64 bit mantiqiy xotiraga ega bo'lgan 16 bitli PDP-11/70 kompyuterda 2 Mbaytgacha operativ xotira bo'lishi mumkin. Operatsion tizim bu kompyuter hali ham qo'llab -quvvatlanadi virtual xotira Foydalanuvchi jarayonlari o'rtasida asosiy xotirani himoya qilish va qayta taqsimlashni ta'minlagan.
Eslatib o'tamiz, bilan tizimlarda virtual xotira dastur yaratadigan (mantiqiy manzillar) manzillar virtual deb ataladi va ular virtualni tashkil qiladi manzil maydoni... Atama " virtual xotira"degani, dasturchi haqiqiy xotiradan boshqa xotira bilan shug'ullanadi, uning hajmi asosiy xotira hajmidan katta bo'lishi mumkin.
Virtual xotira - bu umumiy xotira hajmini ko'paytirish, bir nechta xotira manzili bo'sh joylarini tashkil qilish, ularni himoya qilish va kompyuterning asosiy xotirasi va ikkilamchi xotira o'rtasida mashina kodi va ma'lumotlarni ko'chirish jarayonini avtomatlashtirish uchun ishlab chiqilgan texnologiya.
Virtual xotira texnologiyasi hozirda barcha zamonaviy protsessorlarning apparatlarida qo'llab -quvvatlanadi.
Agar ma'lumotlar tashqi xotira qurilmalarida joylashgan bo'lsa, xotira alohida fayl yoki qattiq diskdagi maxsus bo'lim sifatida ko'rsatilishi mumkin.
Shuningdek, virtual xotira (aniqrog'i, uning tasviri) yoki almashtirish faylini anglatuvchi svop atamasi mavjud.
Virtual xotira texnologiyasidan foydalanish quyidagilarga imkon beradi:

• 
  mijoz dasturlari yordamida xotira manzilini soddalashtirish;
  
• 
  kompyuterning RAMini oqilona boshqarish (unda faqat faol ishlatiladigan xotira maydonlarini saqlang);
  
• 
  jarayonlarni bir -biridan ajratib turing (jarayon barcha xotiraning eksklyuziv huquqiga ega ekanligini taxmin qiladi).
  

Virtual xotirani amalga oshirishning bir necha usullari mavjud: almashtirish, paging va virtual xotirani parchalash.
Almashtirish virtual xotirani amalga oshirish usullaridan biri bo'lib, unda individual, odatda, harakatsiz jarayonlar RAMdan qattiq diskka o'tkaziladi va shu bilan boshqa jarayonlarni yuklash uchun RAM bo'shatiladi. Jarayonlar RAM va qattiq disk o'rtasida to'liq harakat qiladi, shuning uchun ba'zida ba'zi jarayonlar RAMda umuman bo'lmasligi mumkin. Agar jarayon qayta ishga tushishi kerak bo'lsa, u xotira boshqaruvchisi tomonidan RAMga qaytariladi. Yuklash va tushirish jarayonlarini tanlashning turli algoritmlari, shuningdek yuklangan jarayonga RAM va disk xotirasini ajratishning turli usullari mavjud.
O'zaro almashish juda ko'p operativ xotirani ishlatadigan, lekin protsessor vaqtini kam yoki umuman olmaydigan ko'plab interaktiv ilovalar mavjud bo'lganda samarali bo'ladi.
Almashtirish mexanizmining kamchiliklaridan biri disk xotira faylining bo'linishi bo'lishi mumkin (almashtirish fayli). Parchalangan disk xotira faylidan sahifa ma'lumotlarini o'qish va yozishda, qattiq disk boshlarini keyingi maydonning boshiga qayta joylashtirish uchun ko'p vaqt kerak bo'ladi, bu esa tizim ishining pasayishiga olib kelishi mumkin.
Svopni samarali tashkil etish va unumdorlikni oshirish uchun quyidagi usullardan foydalaniladi:

• 
  1. Swap fayli uchun joy ajratilgan, uning hajmi RAM hajmiga 1, 2 yoki 3 ga ko'paytirilganiga teng.
  
• 
  2. Agar kompyuter yoki noutbukda bir nechta qattiq disklar mavjud bo'lsa, u holda disk xotira fayli ularning kamroq yuklangan joyida joylashgan bo'lishi kerak.
  
• 
  3. Disk xotira faylini o'qish / yozish tezligi eng yuqori bo'lgan diskka va disk boshiga iloji boricha yaqinroq joylashtiring.
  
• 
  4. Windows -da ishlayotganda, almashtirish faylini FAT32 fayl tizimiga ega bo'linmaga joylashtirish yaxshidir, shu bilan birga u NTFS -dan kamroq ishonchliligini eslab qoladi.
  
• 
  5. Agar sizda ozgina yuklangan tizimda etarli miqdordagi operativ xotira (2 Gb dan ortiq) bo'lsa, siz disk xotira faylini butunlay tark etishingiz mumkin.
  

Paging virtual xotira

Paging virtual xotira RAMni xotira sahifalari deb ataladigan doimiy xotira hududlariga ajratadi. Sahifa - bu ajratiladigan eng kichik xotira birligi.
Jarayon, sahifa raqami va sahifadagi ofsetni o'z ichiga olgan virtual xotira manzili yordamida xotiraga kiradi. Operatsion tizim virtual manzilni jismoniy manzilga aylantiradi, agar kerak bo'lsa, sahifani qattiq diskdan RAMga yuklaydi.
Microsoft Windows operatsion tizimlari oilasi operativ xotiradan ajratilgan sahifalarni saqlash uchun pagefile.sys faylidan foydalanadi. Fayl uchun joy oldindan ajratilishi kerak, hajmi mustaqil ravishda belgilanishi mumkin yoki siz tanlovni operatsion tizimga ishonib topshirishingiz mumkin.

Virtual xotirani segmentlarga ajratish

Virtual xotirani amalga oshirishning yana bir mexanizmi, bunda virtual makon ixtiyoriy o'lchamdagi bo'laklarga bo'linadi - bu, masalan, jarayon ma'lumotlarini mantiqiy bloklarga bo'lishga imkon beradi.
Jarayon yuklanganda, segmentlarning bir qismi RAMga, bir qismi esa diskka joylashtiriladi. Bitta dasturning segmentlari operativ xotirada bir-biriga bog'liq bo'lmagan joylarni egallashi mumkin. Yuklash paytida tizim har bir segment uchun operativ xotira segmentining boshlang'ich jismoniy manzili, segment hajmi, kirish qoidalari, o'zgartirish belgisi, ushbu segmentga kirish belgisi bo'lgan jarayon segmentlari jadvalini yaratadi (sahifa jadvaliga o'xshash). oxirgi vaqt oralig'ida va boshqa ma'lumotlar ko'rsatilgan ...
Agar bir nechta jarayonlarning virtual manzil maydonlari bir xil segmentni o'z ichiga oladigan bo'lsa, u holda bu jarayonlarning segment jadvallarida ushbu segment bitta nusxada yuklangan RAMning bir xil maydoniga havola qilinadi. Segment tashkiloti bo'lgan tizim, paging -tashkiloti bo'lgan tizimga o'xshab ishlaydi: vaqti -vaqti bilan xotirada kerakli bo'laklarning etishmasligi bilan bog'liq uzilishlar bo'ladi, agar xotirani bo'shatish zarur bo'lsa, har bir kirish bilan ba'zi segmentlar tushiriladi. asosiy xotiraga virtual manzil jismoniy manzilga aylanadi. Bundan tashqari, xotiraga kirishda, ushbu segmentga kerakli turdagi kirishga ruxsat berilganligi tekshiriladi.
Segmentli xotira tashkilotining virtual manzili juftlik (g, s) bilan ifodalanishi mumkin, bu erda g - segment raqami va s - segment ofsetidir. Jismoniy manzil g raqamidagi segmentlar jadvalida topilgan segmentning boshlang'ich jismoniy manzilini va s ofsetini qo'shish orqali olinadi.
Xotirani taqsimlashning bu usulining kamchiliklari segment darajasida parchalanish va pagingga qaraganda manzillarning sekin tarjimasidir.
Virtual RAM barcha zamonaviy operatsion tizimlarda ishlatiladi. Bu sizga kompyuterda o'rnatilganidan ko'ra ko'proq RAM xotirasini taqlid qilishga imkon beradi.
Ammo, keling, bu qanday ishlashini ko'rib chiqaylik. Ilovalar va ularning ma'lumotlarini protsessor ishlatishi uchun ular saqlanadigan qattiq diskdan RAMga olinishi kerak, ular to'g'ridan -to'g'ri protsessor uchun mavjud bo'ladi. Shuning uchun, tizimning to'g'ri ishlashi uchun etarli miqdordagi RAMga ehtiyoj bor.
Bir necha yil oldin bu juda qimmat mahsulot edi. Agar biz bir vaqtning o'zida barcha ishlaydigan ilovalar ishlatilmasligini qo'shsak, xotiraning ishlatilishini tizimning o'zi nazorat qilishi kerak bo'ladi.
Operativ xotira qimmat bo'lsa -da, qattiq disk bor. Shunday qilib, qattiq disk xotira hajmini oshirish uchun ishlatilgan. Jarayon oddiy edi, hozirda ishlatilmaydigan RAMning bir qismi qattiq diskka o'tkazildi.
Bu usul katta xotira hajmini taqlid qiladi. Odatiy operatsion tizimda maket o'rnatilgan RAMdan ikki barobar katta bo'ladi. Bu, o'z navbatida, tizimni biroz sekinlashtirishi mumkin.
Muammo shundaki, qattiq diskda joylashgan ma'lumotlarga kirish tezligi RAM xotirasiga qaraganda ming marta sekinroq. Agar xotiraning bir qismi diskda bo'lsa, tizim uni olishi va uni asosiy xotiraga qaytarishi uchun biroz vaqt ketadi, chunki bu protsessor foydalanishi mumkin bo'lgan yagona joy.
RAM darajalarga bo'linadi. Birinchidan, protsessor protsessor yaqinida joylashgan kesh ma'lumotlarini, so'ngra operativ xotirada va oxirgi - qattiq diskda. Protsessorga qanchalik yaqin bo'lsa, tezlik shuncha yuqori bo'ladi.
Agar xotira etarli bo'lmasa, boshqa dasturlarni ishga tushirish mumkin emas va ishlayotganlar katta hajmdagi ma'lumotlar bilan ishlashda muammolarga duch kelishi mumkin. Ammo, virtual RAMdan foydalanish tufayli sizning kompyuteringiz sekinroq ishlashi mumkin. Agar u qattiq diskdagi xotiradan foydalanishi kerak bo'lsa, bu sodir bo'ladi. Har doimgidek, tizim tomonidan ishlov beriladigan ma'lumotlar tezligi va miqdori o'rtasida murosaga erishiladi.
Hech qanday virtual xotira parametrlari RAMni kengaytirishdan ko'ra yaxshiroq bo'lishi mumkin emas. Bundan tashqari, bu funktsiya o'chirilgan kompyuterga ega bo'lish yaxshiroqdir.

Zamonaviy operatsion tizimlarda virtual RAMdan foydalanish.

Operatsion tizimlarning har bir yangi versiyasi bilan boshqaruv va xotirani sozlash algoritmlari takomillashtirildi. Biroq, grafik interfeyslar va tobora takomillashib borayotgan vositalardan tobora ko'proq foydalanish tizimni RAM yeyuvchiga aylantiradi.
Tizim tezligini oshirishning bir usuli - SSD -dan foydalanish. Ammo shuni yodda tutingki, hatto ma'lumot uzatish tezligining bunday samarasiz yaxshilanishi ham xotira yetishmasa, kompyuterga katta yordam berishi mumkin.

Virtual RAMni o'chirishga arziydimi?

Virtual RAM funktsiyasini o'chirib qo'yishga arziydimi va u ish faoliyatini yaxshilaydi. Asosan, oddiy foydalanuvchi virtual RAM funktsiyasini o'chirib qo'yishi tavsiya etilmaydi. Agar sizning kompyuteringizda xotira ko'p bo'lsa, siz bir vaqtning o'zida ko'p ilovalarni ishlatmaysiz, lekin ishlashda muammolar mavjud bo'lsa, bu funksiyani o'chirib qo'yishga urinib ko'rishingiz mumkin.
Muxtasar qilib aytganda, virtual RAM bir vaqtning o'zida bir nechta dasturlarni ishga tushirish qobiliyatini oshirishi mumkin, lekin bu sizning kompyuteringizning ish faoliyatini pasaytirishi mumkin.
Assalomu alaykum, aziz o'quvchilar.
Kompyuter tezligi ko'p parametrlarga bog'liq. Bunga ham apparat, ham dasturiy ta'minot ta'sir ko'rsatadi. Va maqolada men sizga Windows 7 virtual xotirasi nima ekanligini, u qanday tuzilganligini va barcha asosiy fikrlarni aytib beraman. Quyidagi ma'lumotlar kompyuter tajribasini yaxshilashga va vazifalaringizni tezlashtirishga yordam beradi. Bundan tashqari, bepul megabaytlarning etishmasligi tufayli ko'plab xatolar yo'qolishi kerak.
Xo'sh, bu nima? Virtual xotira - bu RAM va disk xotira fayllari to'plami. Va agar birinchi element haqida hamma narsa aniq bo'lsa, men sizga ikkinchisi haqida biroz batafsilroq aytib beraman.
Microsoft operatsion tizimlari joriy ma'lumotlarni qayta ishlash uchun zarur bo'lgan megabaytlar sonini dasturiy ravishda oshirish imkonini beruvchi maxsus mexanizmni taqdim etadi. Shunday qilib, foydalanuvchi yoki tizim qattiq diskda ma'lum bir maydonni ajratadi, kerakli vaqtda RAMga qo'shiladi. Bir tomondan, bu RAMga yordam beradi, lekin boshqa tomondan, qattiq diskda qo'shimcha yuk bor. Fayl ushbu segment uchun javobgardir pagefile.sys.