Виртуальная память представляет собой специальную технологию, с помощью которой осуществляется управление памятью вычислительных систем, использующих мультифункциональные операционные системы. Сущность данной технологии заключается в том, что каждая программа для обеспечения свой работоспособности в составе такого устройства, обращается к общей памяти компьютера по отдельному адресу. Такая адресация определенным способом отображается на физическом модуле, который предоставляет эту память. Увеличение эффективности использования памяти, организованной подобным образом, достигается тем, что для каждой работающей программы резервируется необходимое пространство памяти. Кроме того, виртуальная память компьютера позволяет пользователю увеличивать общий объем, достигая показателей, превосходящих те, которые содержатся на физических устройствах. Это обеспечивается технологией откачки неиспользуемых ресурсов в хранилище.
Появление данной технологии относится к середине прошлого века. До этого в вычислительных устройствах применялись два уровня памяти – первичная и вторичная. Появление виртуальной памяти было продиктовано необходимостью поиска более простого режима управления ей.
При использовании виртуальная память компьютера значительно упрощает процесс программирования, так как устраняется необходимость вести постоянный контроль за количеством используемой и свободной памяти или распределять ее между работающими программами. Практически для каждого работающего приложения при данной технологии обеспечивается доступ ко всему адресному пространству, независимо от того, на какой его объем рассчитаны физические устройства.
В самом общем понимании, виртуальная память компьютера решает следующие задачи:
- упрощает и рационализирует адресацию памяти работающим приложениям;
- обеспечивает рациональное управление ОЗУ – оперативной памятью, путем отбора и хранения наиболее востребованных и часто используемых приложений;
- автономизирует процессы вычислений таким образом, что каждый процесс реализуется так, как будто владеет всей памятью компьютера.
В современных компьютерах технология создания виртуальной памяти поддерживается и за счет аппаратной поддержки, кроме тех случаев решения специальных задач, где требуется поддержание сверхвысокоскоростных режимов работы. Как правило, такие устройства не предназначены для массового пользования, а потому мультифункционал их существенно ограничена.
Рассматриваемая технология реализуется в основном двумя способами организации.
Страничная организация предусматривает деление оперативной памяти на страницы с фиксированным объемом, как правило - 4096 байт. Внутри это размера содержится файл, в котором закодирована информация о его порядковом номере (номере страницы) и его смещении. Центральный процессор компьютера трансформирует номер страницы в соответствующий ему адрес. Процессор преобразует номер виртуальной страницы в соответствующий адрес на физическом устройстве. Операционная система самостоятельно далее «следит» за использованием данной ячейки памяти и управляет ей, в зависимости от того, занята она или нет.
Сегментная организация основана на том, что вся виртуальная память компьютера разделяется на определенные части – сегменты, к которым операционная система и предоставляет права доступа для каждой программы. Процесс адресации при таком методе практически аналогичен тому, который применяется при страничном способе, однако при распределении сегментов происходит их фрагментация, что негативно сказывается на скорости работы компьютера. Преодолеть такое неудобство можно двумя способами: или увеличить объем памяти, или освободить используемую, путем очистки ее от ненужных данных. Чтобы узнать, как освободить виртуальную память, любой пользователь может обратиться к справочному отделу операционной системы, которая установлена на компьютере и там эта несложная процедура детально расписана.
Увеличение объема виртуальной памяти может достигаться двумя основными способами – очисткой, о чем говорилось выше, или же увеличением ее физического объема, путем установки нового оборудования. Существует множество программ, которые расскажут вам, как увеличить объем виртуальной памяти и качественно помогут это сделать самостоятельно.
