Apa itu Memori Maya?
Memori Maya adalah mekanisme penyimpanan yang menawarkan ilusi pengguna untuk mempunyai memori utama yang sangat besar. Ia dilakukan dengan menganggap sebahagian memori sekunder sebagai memori utama. Dalam memori Maya, pengguna dapat menyimpan proses dengan ukuran yang lebih besar daripada memori utama yang ada.
Oleh itu, bukannya memuatkan satu proses panjang dalam memori utama, OS memuatkan pelbagai bahagian lebih dari satu proses dalam memori utama. Memori maya kebanyakannya dilaksanakan dengan permintaan paging dan segmentasi permintaan.
Dalam tutorial sistem Operasi ini, anda akan belajar:
- Apa itu Memori Maya?
- Bagaimana Memori Maya Berfungsi?
- Apa itu Permintaan Paging?
- Jenis kaedah penggantian Halaman
- Penggantian Halaman FIFO
- Algoritma Optimum
- Penggantian Halaman LRU
- Kelebihan Memori Maya
- Kekurangan Memori Maya
Mengapa Memerlukan Memori Maya?
Berikut adalah sebab penggunaan memori maya:
- Apabila komputer anda tidak mempunyai ruang dalam memori fizikal, ia menulis apa yang perlu diingat ke cakera keras dalam fail pertukaran sebagai memori maya.
- Sekiranya komputer yang menjalankan Windows memerlukan lebih banyak memori / RAM, kemudian dipasang dalam sistem, ia menggunakan sebahagian kecil cakera keras untuk tujuan ini.
Bagaimana Memori Maya Berfungsi?
Di dunia moden, memori maya telah menjadi biasa pada masa ini. Ini digunakan setiap kali beberapa halaman perlu dimuat dalam memori utama untuk pelaksanaan, dan memori tidak tersedia untuk banyak halaman tersebut.
Jadi, dalam hal ini, bukannya menghalang halaman masuk ke dalam memori utama, OS mencari ruang RAM yang paling minimum digunakan sejak kebelakangan ini atau yang tidak dirujuk ke memori sekunder untuk membuat ruang untuk halaman baru di ingatan utama.
Mari kita fahami pengurusan memori maya dengan bantuan satu contoh.
Sebagai contoh:
Mari kita anggap bahawa OS memerlukan 300 MB memori untuk menyimpan semua program yang sedang berjalan. Namun, pada masa ini hanya terdapat 50 MB memori fizikal yang tersedia yang tersimpan di RAM.
- OS kemudian akan menyediakan 250 MB memori maya dan menggunakan program yang disebut Virtual Memory Manager (VMM) untuk menguruskan 250 MB itu.
- Jadi, dalam kes ini, VMM akan membuat fail pada cakera keras yang berukuran 250 MB untuk menyimpan memori tambahan yang diperlukan.
- OS sekarang akan terus berjalan ke alamat memori kerana ia menganggap 300 MB memori sebenar yang tersimpan dalam RAM, walaupun hanya 50 MB ruang yang tersedia.
- Ini adalah tugas VMM untuk menguruskan memori 300 MB walaupun hanya 50 MB ruang memori sebenar yang ada.
Apa itu Permintaan Paging?
Mekanisme permintaan halaman sangat mirip dengan sistem paging dengan pertukaran di mana proses yang disimpan dalam memori sekunder dan halaman dimuat hanya berdasarkan permintaan, bukan terlebih dahulu.
Oleh itu, apabila pertukaran konteks berlaku, OS tidak akan menyalin halaman program lama dari cakera atau mana-mana halaman program baru ke dalam memori utama. Sebaliknya, ia akan mula melaksanakan program baru setelah memuat halaman pertama dan mengambil halaman program, yang dirujuk.
Semasa pelaksanaan program, jika program merujuk halaman yang mungkin tidak tersedia di memori utama kerana ditukar, maka pemproses menganggapnya sebagai rujukan memori yang tidak sah. Ini kerana kesalahan halaman dan pemindahan menghantar kawalan kembali dari program ke OS, yang menuntut untuk menyimpan halaman kembali ke memori.
Jenis Kaedah Penggantian Halaman
Berikut adalah beberapa kaedah penggantian Halaman yang penting
- FIFO
- Algoritma Optimum
- Penggantian Halaman LRU
Penggantian Halaman FIFO
FIFO (First-in-first-out) adalah kaedah pelaksanaan yang mudah. Dalam kaedah ini, memori memilih halaman untuk pengganti yang telah lama berada di alamat maya memori.
Ciri-ciri:
- Setiap kali halaman baru dimuat, halaman yang baru masuk dalam memori akan dikeluarkan. Oleh itu, mudah untuk memutuskan halaman mana yang perlu dikeluarkan kerana nombor pengenalannya selalu ada di timbunan FIFO.
- Halaman tertua di memori utama adalah halaman yang harus dipilih untuk diganti terlebih dahulu.
Algoritma Optimum
Kaedah penggantian halaman yang optimum memilih halaman untuk penggantian yang mana masa untuk rujukan seterusnya adalah yang paling lama.
Ciri-ciri:
- Algoritma yang optimum menghasilkan bilangan kesalahan halaman yang paling sedikit. Algoritma ini sukar dilaksanakan.
- Kaedah algoritma penggantian halaman yang optimum mempunyai kadar kerosakan halaman terendah dari semua algoritma. Algoritma ini wujud dan yang mesti disebut MIN atau OPT.
- Ganti halaman yang tidak seperti digunakan untuk jangka masa yang lebih lama. Ia hanya menggunakan masa apabila halaman perlu digunakan.
Penggantian Halaman LRU
Bentuk lengkap LRU adalah halaman Paling Baru Digunakan. Kaedah ini membantu OS mencari penggunaan halaman dalam jangka masa yang singkat. Algoritma ini harus dilaksanakan dengan mengaitkan pembilang dengan halaman genap.
Bagaimanakah ia berfungsi?
- Halaman, yang tidak lama digunakan dalam memori utama, adalah halaman yang akan dipilih untuk diganti.
- Mudah dilaksanakan, menyimpan senarai, mengganti halaman dengan melihat kembali masa.
Ciri-ciri:
- Kaedah penggantian LRU mempunyai jumlah tertinggi. Kaunter ini juga disebut register penuaan, yang menentukan usia mereka dan berapa halaman yang berkaitan juga harus dirujuk.
- Halaman yang paling lama tidak digunakan dalam memori utama adalah halaman yang harus dipilih untuk diganti.
- Ia juga menyimpan senarai dan menggantikan halaman dengan melihat kembali masa.
Kadar kesalahan
Kesalahan adalah frekuensi kegagalan sistem atau komponen yang dirancang. Ia dinyatakan dalam kegagalan per unit masa. Ia dilambangkan dengan huruf Yunani λ (lambda).
Kelebihan Memori Maya
Berikut adalah kebaikan / faedah menggunakan Memori Maya:
- Memori maya membantu mendapatkan kepantasan apabila hanya segmen tertentu program yang diperlukan untuk pelaksanaan program.
- Ia sangat membantu dalam menerapkan persekitaran multiprogramming.
- Ia membolehkan anda menjalankan lebih banyak aplikasi sekaligus.
- Ini membantu anda memasukkan banyak program besar ke dalam program yang lebih kecil.
- Data atau kod biasa boleh dikongsi antara memori.
- Proses mungkin menjadi lebih besar daripada semua memori fizikal.
- Data / kod harus dibaca dari cakera bila diperlukan.
- Kod tersebut boleh diletakkan di mana sahaja dalam memori fizikal tanpa memerlukan penempatan semula.
- Lebih banyak proses harus dikekalkan dalam memori utama, yang meningkatkan penggunaan CPU yang berkesan.
- Setiap halaman disimpan pada cakera sehingga diperlukan selepas itu, ia akan dikeluarkan.
- Ia membolehkan lebih banyak aplikasi dijalankan pada masa yang sama.
- Tidak ada had khusus mengenai tahap pengaturcaraan multiprogram.
- Program besar harus ditulis, kerana ruang alamat maya yang tersedia lebih banyak dibandingkan dengan memori fizikal.
Kekurangan Memori Maya
Berikut adalah kelemahan / kekurangan penggunaan memori maya:
- Aplikasi mungkin berjalan lebih perlahan jika sistem menggunakan memori maya.
- Mungkin memerlukan lebih banyak masa untuk beralih antara aplikasi.
- Menawarkan ruang cakera keras yang lebih sedikit untuk kegunaan anda.
- Ia mengurangkan kestabilan sistem.
- Ia membolehkan aplikasi yang lebih besar berjalan dalam sistem yang tidak menawarkan RAM fizikal yang mencukupi untuk menjalankannya.
- Ia tidak menawarkan prestasi yang sama dengan RAM.
- Ini memberi kesan negatif terhadap prestasi keseluruhan sistem.
- Mengisi ruang penyimpanan, yang mungkin digunakan sebaliknya untuk penyimpanan data jangka panjang.
Ringkasan:
- Memori Maya adalah mekanisme penyimpanan yang menawarkan ilusi pengguna untuk mempunyai memori utama yang sangat besar.
- Memori maya diperlukan setiap kali komputer anda tidak mempunyai ruang dalam memori fizikal
- Mekanisme permintaan halaman sangat mirip dengan sistem paging dengan pertukaran di mana proses yang disimpan dalam memori sekunder dan halaman dimuat hanya berdasarkan permintaan, bukan terlebih dahulu.
- Kaedah penggantian Halaman yang penting adalah 1) FIFO 2) Algoritma Optimum 3) Penggantian Halaman LRU.
- Dalam kaedah FIFO (First-in-first-out), memori memilih halaman sebagai pengganti yang telah lama berada di alamat maya memori.
- Kaedah penggantian halaman yang optimum memilih halaman untuk penggantian yang mana masa untuk rujukan seterusnya adalah yang paling lama.
- Kaedah LRU membantu OS untuk mencari penggunaan halaman dalam jangka masa yang singkat.
- Memori maya membantu mendapatkan kepantasan apabila hanya segmen tertentu program yang diperlukan untuk pelaksanaan program.
- Aplikasi mungkin berjalan lebih perlahan jika sistem menggunakan memori maya.