Was ist virtueller Speicher?
Der virtuelle Speicher ist eine Speicherverwaltungs -Technik, mit der ein Computer Programme ausführen kann, die größer sind als der verfügbare physische RAM. Es erreicht dies durch eine Kombination von RAM und Sekundärspeicher (Normalerweise die Festplatte), um einen virtuellen Adressraum zu erstellen.
So funktioniert es:
1. Virtueller Adressraum: Jedem Programm wird ein virtueller Adressraum zugewiesen, bei dem es sich um eine Reihe von Adressen handelt, auf die das Programm zugreifen kann. Dieser Raum kann viel größer sein als der verfügbare physische RAM.
2. Seitentabelle: Eine Seite Tabelle birgt die vom Programm verwendeten virtuellen Adressen an die tatsächlichen physischen Speicheradressen. Diese Tabelle ist im RAM gespeichert.
3. Tausch: Wenn ein Programm auf Daten zugreifen muss, die derzeit nicht in RAM sind, verwendet das Betriebssystem eine Technik namens Swapping. Dies beinhaltet das Verschieben von Daten zwischen RAM und der Festplatte.
* Page-In: Wenn ein Programm Daten benötigt, die sich derzeit auf der Festplatte befinden, lädt das Betriebssystem diese Daten in RAM. Dies heißt Page-In.
* Page-Out: Wenn RAM voll ist und neue Daten geladen werden müssen, wählt das Betriebssystem Daten von RAM aus, um zur Festplatte zu wechseln. Dies wird als Page-Out bezeichnet.
Vorteile des virtuellen Speichers:
* Ermöglicht das Ausführen größerer Programme: Programme können größer sein als der verfügbare physische RAM.
* Multitasking: Ermöglicht mehrere Programme, gleichzeitig auszuführen, auch wenn sie mehr Speicher als verfügbar benötigen.
* Speicherschutz: Verhindert, dass Programme das Gedächtnis des anderen beeinträchtigen.
* Flexibilität: Ermöglicht eine dynamische Zuweisung von Speicherressourcen.
Nachteile des virtuellen Speichers:
* Leistungsaufwand: Die Tauschdaten zwischen RAM und der Festplatte ist langsamer als der Zugriff auf Daten direkt von RAM. Dies kann zu Leistungsproblemen führen, insbesondere wenn viel Austausch stattfindet.
* Thrashing: Wenn ein Programm ständig die Daten zwischen RAM und der Festplatte austauscht, kann es extrem langsam werden. Dies ist als Thrashing bekannt.
Zusammenfassend: Virtual Memory ist eine entscheidende Technik für moderne Betriebssysteme. Es ermöglicht Computern, größere und komplexere Programme durchzuführen, indem der verfügbare physische RAM erweitert wird. Es ist jedoch wichtig, sich der Leistungskompromisse bei der Verwendung des virtuellen Gedächtnisses bewusst zu sein.
