حافظه مجازی تکنیکی از سیستم عامل است که از نرم افزار و سخت افزار برای جبران کمبود حافظه فیزیکی استفاده می کند. بنابراین، شما همچنین باید در مورد مزایا و معایب مختلف حافظه مجازی شناخته شوید. و همچنین چندین ویژگی حافظه مجازی در سیستم عامل. در این مقاله به تفصیل در مورد مزایا و معایب حافظه مجازی آنها توضیح خواهیم داد.
مقدمه ای بر حافظه مجازی
حافظه مجازی حافظه واقعی رایانه شما مانند حافظه خارجی یا داخلی نیست. این مفهومی است که در آن به سخت افزار و نرم افزار سیستم کامپیوتری اجازه می دهد تا از حافظه فیزیکی در انتقال زمان داده ها از حافظه اصلی به حافظه ثانویه مانند هارد دیسک پشتیبانی کند. بنابراین، به بهبود فوری عملکرد کلی سیستم کمک می کند.
حافظه مجازی همچنین به عنوان مفهوم تخصیص ذخیره سازی است که توسط سیستم عامل برای دریافت پردازش داده ها استفاده می شود، هر زمان که سیستم به حافظه اضافی در مقایسه با حافظه نصب شده مانند RAM نیاز دارد. حافظه مجازی همچنین می‌تواند در هنگام کم شدن رم، تمام فشارها را تحمل کند، مانند نصب قوی‌ترین نرم‌افزارها و برنامه‌های کاربردی که از تخریب سیستم توسط حافظه بیشتر موجود از منبع خارجی مانند SSD یا HDD جلوگیری می‌کند.
مزایا و معایب حافظه مجازی
در این بخش به بررسی مزایا و معایب مختلف حافظه مجازی در سیستم عامل خواهیم پرداخت. در زیر هر دو مورد بررسی قرار گرفت، می توانید آنها را بخوانید:
مزایای حافظه مجازی:
حافظه مجازی چیست؟
حافظه مجازی مکانیزم ذخیره سازی است که به کاربر توهم داشتن یک حافظه اصلی بسیار بزرگ را ارائه می دهد. این کار با در نظر گرفتن بخشی از حافظه ثانویه به عنوان حافظه اصلی انجام می شود. در حافظه مجازی، کاربر می تواند پردازش هایی را با اندازه بزرگتر از حافظه اصلی موجود ذخیره کند.
بنابراین، به جای بارگذاری یک فرآیند طولانی در حافظه اصلی، سیستم عامل بخش های مختلف بیش از یک فرآیند را در حافظه اصلی بارگذاری می کند. حافظه مجازی بیشتر با صفحه بندی تقاضا و بخش بندی تقاضا پیاده سازی می شود.
حافظه مجازی به یک روش مدیریت حافظه اشاره دارد که در آن رایانه ها از حافظه ثانویه برای جبران کمبود حافظه فیزیکی استفاده می کنند. این تکنیک توسط سیستم عامل کامپیوتر (OS) در شرایطی که سیستم فاقد RAM کافی برای اجرای دستورالعمل‌ها است، مورد استفاده قرار می‌گیرد. با حافظه مجازی، رایانه‌ها می‌توانند برنامه‌های پیچیده و پیچیده را اجرا کنند، زیرا نیازهای حافظه متناقض برنامه‌های متعدد در یک فضای حافظه ثابت برآورده می‌شوند.
حافظه مجازی یک تکنیک معماری کامپیوتری است که به سیستم عامل اجازه می دهد از درایو دیسک سخت به عنوان پسوند RAM استفاده کند، بنابراین حافظه بیشتری برای اجرای برنامه ها فراهم می کند.
مزایا و معایب حافظه مجازی در معماری کامپیوتر چیست؟
۱-افزایش ظرفیت حافظه عملکرد کندتر
۲-بهبود عملکرد پیچیدگی را افزایش داد
۳-مدیریت حافظه ساده شده خطر از دست دادن داده ها
۴-افزایش وابستگی سازگاری به هارد دیسک
۵-تکه تکه شدن چندوظیفه ای پیشرفته
۶-مزایا و معایب حافظه مجازی در معماری کامپیوتر
۱-افزایش ظرفیت حافظه :
حافظه مجازی به رایانه اجازه می دهد تا از حافظه ای که به صورت فیزیکی در دسترس است استفاده کند. این بدان معنی است که برنامه ها می توانند اجرا شوند حتی اگر حافظه فیزیکی کافی در دسترس نباشد.
۲-عملکرد بهبود یافته :
حافظه مجازی می تواند با کاهش زمان دسترسی به داده ها به بهبود عملکرد کمک کند. این امر با استفاده از ترکیب حافظه فیزیکی و مجازی برای ذخیره و دسترسی به داده ها به دست می آید.
۳-مدیریت حافظه ساده :
حافظه مجازی مدیریت حافظه را با اجازه دادن به رایانه برای مدیریت خودکار حافظه آسان می کند. این امر نیاز کاربران به مدیریت دستی حافظه را که می تواند پیچیده و وقت گیر باشد را از بین می برد.
افزایش سازگاری : حافظه مجازی ایجاد برنامه‌هایی را که با طیف وسیعی از پیکربندی‌های سخت‌افزاری سازگار هستند را برای توسعه‌دهندگان نرم‌افزار آسان‌تر می‌کند. این به این دلیل است که حافظه مجازی یک راه استاندارد برای مدیریت حافظه ارائه می دهد.
چندوظیفه ای پیشرفته :حافظه مجازی به رایانه اجازه می دهد تا چندین برنامه را همزمان اجرا کند بدون اینکه حافظه اش تمام شود. این به این دلیل است که حافظه مجازی فضای حافظه مجازی خود را برای هر برنامه فراهم می کند و به آنها اجازه می دهد مستقل از یکدیگر اجرا شوند.
معایب حافظه مجازی در معماری کامپیوتر
عملکرد آهسته تر : در حالی که حافظه مجازی می تواند عملکرد را در برخی موارد بهبود بخشد، در صورت استفاده بیش از حد از کامپیوتر نیز می تواند سرعت آن را کاهش دهد. اگر رایانه حافظه فیزیکی کافی در دسترس نداشته باشد و سیستم دائماً داده ها را بین حافظه فیزیکی و مجازی مبادله کند، ممکن است اتفاق بیفتد.
افزایش پیچیدگی : حافظه مجازی می تواند به یک سیستم کامپیوتری پیچیدگی اضافه کند و مدیریت و عیب یابی آن را دشوارتر کند. این می تواند برای کاربرانی که با عملکردهای داخلی کامپیوتر آشنا نیستند چالش برانگیز باشد.
خطر از دست دادن داده ها : حافظه مجازی می تواند خطر از دست دادن اطلاعات را در صورت خرابی یا قطع برق سیستم افزایش دهد. این به این دلیل است که داده‌هایی که در حافظه مجازی ذخیره می‌شوند ممکن است تا بعداً روی دیسک ذخیره نشوند و در صورت خرابی سیستم قبل از ذخیره شدن، ممکن است از بین بروند.
وابستگی به هارد دیسک : حافظه مجازی برای عملکرد صحیح به شدت به هارد دیسک متکی است. این بدان معنی است که هر گونه مشکل در هارد دیسک می تواند تأثیر قابل توجهی بر عملکرد سیستم داشته باشد.
تکه تکه شدن :حافظه مجازی می تواند منجر به تکه تکه شدن شود، یعنی زمانی که داده ها به قطعات کوچک تقسیم می شوند و در سراسر هارد دیسک پراکنده می شوند. این می تواند سرعت کامپیوتر را کاهش دهد، زیرا سیستم باید زمان بیشتری را صرف جستجوی داده هایی کند که در مکان های مختلف ذخیره شده اند.
.
انواع حافظه مجازی / رم؟
اولین قدم برای شناخت خاطرات مجازی، یادگیری طبقه بندی آنهاست. رایانه ها حافظه مجازی را از طریق صفحه بندی یا تقسیم بندی مدیریت می کنند. بنابراین، نوع حافظه مجازی به نحوه مدیریت آن بستگی دارد. در زیر یک تصویر بزرگتر در مورد آنها وجود دارد:
صفحه بندی(segmentation)
این نوع حافظه مجازی با پارتیشن بندی حافظه به بخش هایی به نام فایل های صفحه بندی عمل می کند. هنگامی که RAM پر است، صفحات بلااستفاده را به قسمت خاصی از هارد دیسک که برای حافظه مجازی تعیین شده است منتقل می کند. این رویه توسط کامپیوتر با استفاده از فایل swap اجرا می شود. فایل swap یک ناحیه از پیش تعریف شده روی هارد دیسک برای گسترش حافظه مجازی RAM است. انتقال داده‌های غیر ضروری به هارد دیسک باعث می‌شود مقداری فضای RAM برای فعالیت‌های ضروری آزاد شود و تضمین می‌کند که هیچ‌وقت حافظه واقعی سیستم تمام نمی‌شود.کامپیوتر از جداول صفحه برای تبدیل آدرس های مجازی به آدرس های فیزیکی استفاده می کند. این تنها به عنوان بخشی از سیستم پردازش دستورالعمل توسط واحد مدیریت حافظه رایانه انجام می شود.
بخش بندی
یکی دیگر از تکنیک های کنترل حافظه مجازی «بخش بندی» نام دارد. این فرآیند حافظه مجازی را به بخش هایی با طول های مختلف تقسیم می کند و بخش های استفاده نشده را از حافظه مجازی رایانه به هارد دیسک منتقل می کند. جداول بخش، مانند جداول صفحه، ردیابی اینکه آیا یک بخش در حافظه ذخیره شده است یا به عنوان یک آدرس فیزیکی، پیگیری می کند.
تفاوت بین بخش‌بندی و صفحه‌بندی در این است که بخش‌بندی حافظه به طول‌های مختلف، در حالی که صفحه‌بندی حافظه را به قطعات با اندازه‌های مساوی تقسیم می‌کند. در صفحه بندی، سخت افزار کامپیوتر اندازه بخش را تعیین می کند، در حالی که در بخش بندی، کاربر ممکن است طول بخش را انتخاب کند.
مزایای حافظه مجازی/رم؟
داشتن حافظه مجازی به خصوص در شرایط بحرانی می تواند برای کاربران مفید باشد. در اینجا برخی از بهترین مزایای حافظه مجازی آورده شده است.
۱-افزایش سرعت بخش بندی شده
حافظه مجازی برای به دست آوردن سرعت مشخصی از کل RAM استفاده نمی کند. در عوض، به بخش خاصی از کل برنامه کمک می کند تا سرعت مورد انتظار را به دست آورد. فقط زمانی از سگمنت استفاده می کند که سگمنت برنامه نیاز به اجرای دستور لازم یا اجرای برنامه دیگری داشته باشد.
۲-محیط چند برنامه نویسی
اگر کاربران نیاز به ایجاد یک محیط چند برنامه نویسی دارند، باید از سیستم حافظه مجازی استفاده کنند. چنین حافظه ای پشتیبانی اضافی را فراهم می کند که محیط چند برنامه نویسی را صاف می کند. علاوه بر این، حافظه مجازی به کاربران کمک می کند تا برنامه های بزرگ را در برنامه های نسبتا کوچکتر انجام دهند. محدودیت خاصی برای چند برنامه نویسی وجود ندارد.
۳-اشتراک حافظه
برنامه نویسان و طراحان اغلب به سیستم هایی نیاز دارند که بتوانند داده ها یا اطلاعات را بین حافظه به اشتراک بگذارند. آنها یک سیستم حافظه مجازی را بسیار مفید خواهند یافت. این فرآیند می‌تواند داده‌ها و دستورالعمل‌ها را از طریق و بین حافظه ارتباط برقرار کند.
۴-قرار دادن داده ها
یکی دیگر از مزایای بزرگ حافظه مجازی این است که کاربران می توانند داده ها و کدهای خود را در هر نقطه از حافظه فیزیکی بدون جابجایی قرار دهند. این داده ها یا کدها را می توان در هر زمان از دیسک خواند. کاربران این فرآیند را بزرگتر از سایر حافظه های فیزیکی خواهند یافت. کاربران در مقایسه با حافظه فیزیکی فضای بیشتری برای آدرس های مجازی خواهند داشت.
۵-تکه تکه شدن خارجی را بررسی می کند!
هنگامی که حافظه استفاده نشده به بخش های کوچکتر تقسیم می شود و با حافظه اختصاص داده شده در هم می آمیزد، این به عنوان تکه تکه شدن خارجی شناخته می شود. به عنوان یک الگوریتم برای تخصیص ذخیره سازی، به عنوان یک مشکل در نظر گرفته می شود، به ویژه زمانی که این الگوریتم ها نتوانند به طور موثر حافظه مورد استفاده برنامه ها را مرتب کنند.
۶-امنیت
هر برنامه توانایی دسترسی به هر آدرس حافظه ۳۲ بیتی را دارد. این مسئله زمانی به وجود می آید که دو برنامه از یک آدرس در فضای آدرس استفاده می کنند تا نتایج خود را حفظ کنند. در آن صورت، خروجی یک برنامه ممکن است توسط برنامه دیگر تغییر کند و در نتیجه کاربران نتیجه دلخواه را دریافت نکنند. این جدی ترین مسئله ای است که حافظه مجازی می تواند به آن رسیدگی کند.
مضرات حافظه مجازی/رم؟
ممکن است کمی عجیب به نظر برسد، اما حافظه مجازی دارای معایبی است. قبل از داشتن سیستمی که از حافظه مجازی پشتیبانی می کند، کاربران باید همه این معایب را بدانند. بنابراین، آنها می دانند که چقدر باید انتظار داشته باشند و همچنین محدودیت ها.- اگر سیستم از حافظه مجازی استفاده می کند، برنامه ها می توانند کندتر اجرا و اجرا شوند. چون حافظه مجازی کارها را اجرا می کند.
مطالب مرتبط:
