Virtuálna pamäť je schéma úložiska, ktorá používateľovi poskytuje ilúziu, že má veľmi veľkú hlavnú pamäť. To sa dosiahne tak, že časť sekundárnej pamäte sa považuje za hlavnú pamäť.
V tejto schéme môže používateľ načítať procesy s väčšou veľkosťou, než je dostupná hlavná pamäť, a to tak, že bude mať ilúziu, že pamäť je k dispozícii na načítanie procesu.
Namiesto načítania jedného veľkého procesu do hlavnej pamäte operačný systém načíta rôzne časti viac ako jedného procesu v hlavnej pamäti.
Tým sa zvýši stupeň multiprogramovania a tým sa zvýši aj využitie CPU.
Ako funguje virtuálna pamäť?
V modernom slove sa virtuálna pamäť v dnešnej dobe stala celkom bežnou. V tejto schéme, kedykoľvek je potrebné na spustenie načítať niektoré stránky do hlavnej pamäte a pamäť nie je dostupná pre týchto veľa stránok, potom v takom prípade namiesto zastavenia vstupu stránok do hlavnej pamäte operačný systém vyhľadá oblasti RAM, ktoré sú v poslednej dobe najmenej využívané alebo na ktoré sa neodkazuje, a skopírujte ich do sekundárnej pamäte, aby ste vytvorili priestor pre nové stránky v hlavnej pamäti.
Keďže celý tento postup prebieha automaticky, počítač má pocit, že má neobmedzenú pamäť RAM.
Stránkovanie dopytu
Demand Paging je populárna metóda správy virtuálnej pamäte. Pri dopytovom stránkovaní sa stránky procesu, ktoré sú najmenej využívané, ukladajú do sekundárnej pamäte.
Stránka sa skopíruje do hlavnej pamäte pri požiadavke alebo pri chybe stránky. Existujú rôzne algoritmy na nahradenie stránok, ktoré sa používajú na určenie stránok, ktoré budú nahradené. O každom z nich budeme podrobnejšie diskutovať neskôr.
Snímka systému správy virtuálnej pamäte
Predpokladajme, že 2 procesy, P1 a P2, obsahujú každý 4 strany. Veľkosť každej strany je 1 kB. Hlavná pamäť obsahuje 8 snímok po 1 KB. OS sa nachádza v prvých dvoch oddieloch. V treťom oddiele, 1svstránka P1 sa uloží a ostatné snímky sa tiež zobrazia ako vyplnené rôznymi stránkami procesov v hlavnej pamäti.
Tabuľky strán oboch strán majú veľkosť každá 1 KB, a preto sa zmestia každá do jedného rámu. Tabuľky stránok oboch procesov obsahujú rôzne informácie, ktoré sú zobrazené aj na obrázku.
CPU obsahuje register, ktorý obsahuje základnú adresu tabuľky stránok, ktorá je 5 v prípade P1 a 7 v prípade P2. Táto základná adresa tabuľky stránok bude pridaná k číslu stránky logickej adresy, pokiaľ ide o prístup k aktuálnej zodpovedajúcej položke.
Výhody virtuálnej pamäte
- Zvýši sa stupeň multiprogramovania.
- Užívateľ môže spúšťať veľké aplikácie s menšou reálnou RAM.
- Nie je potrebné kupovať ďalšie pamäte RAM.
Nevýhody virtuálnej pamäte
- Systém sa spomalí, pretože výmena si vyžaduje čas.
- Prepínanie medzi aplikáciami trvá dlhšie.
- Používateľ bude mať na jeho použitie menší priestor na pevnom disku.