Virtuální paměť je schéma úložiště, které uživateli poskytuje iluzi, že má velmi velkou hlavní paměť. Toho se dosáhne tak, že se část sekundární paměti považuje za hlavní paměť.
V tomto schématu může uživatel načíst procesy větší velikosti, než je dostupná hlavní paměť, a to tak, že bude mít iluzi, že paměť je k dispozici pro načtení procesu.
Místo načítání jednoho velkého procesu do hlavní paměti operační systém načítá různé části více než jednoho procesu do hlavní paměti.
Tím se zvýší stupeň multiprogramování a tím se také zvýší využití CPU.
Jak funguje virtuální paměť?
Moderním slovem se v dnešní době stala virtuální paměť zcela běžnou záležitostí. V tomto schématu, kdykoli je třeba načíst některé stránky do hlavní paměti pro provedení a paměť není k dispozici pro těchto mnoho stránek, pak v takovém případě namísto zastavení vstupu stránek do hlavní paměti operační systém vyhledá oblasti RAM, které jsou v poslední době nejméně využívané nebo na které se neodkazuje, a zkopírujte je do sekundární paměti, abyste vytvořili místo pro nové stránky v hlavní paměti.
Vzhledem k tomu, že celý tento postup probíhá automaticky, počítač má pocit, že má neomezenou paměť RAM.
Poptávkové stránkování
Demand Paging je populární metoda správy virtuální paměti. Při stránkování na vyžádání se stránky procesu, které jsou nejméně využívány, ukládají do sekundární paměti.
Stránka je zkopírována do hlavní paměti, když je vznesena žádost nebo dojde k chybě stránky. Existují různé algoritmy nahrazování stránek, které se používají k určení stránek, které budou nahrazeny. O každém z nich později podrobně pojednáme.
Snímek systému správy virtuální paměti
Předpokládejme, že 2 procesy, P1 a P2, obsahují každý 4 stránky. Velikost každé stránky je 1 kB. Hlavní paměť obsahuje 8 snímků po 1 KB. OS je umístěn v prvních dvou oddílech. Ve třetím oddílu, 1Svatýstránka P1 se uloží a ostatní snímky se také zobrazí jako vyplněné různými stránkami procesů v hlavní paměti.
Tabulky stránek obou stránek mají velikost každá 1 KB, a proto se vejdou každá do jednoho rámečku. Tabulky stránek obou procesů obsahují různé informace, které jsou také zobrazeny na obrázku.
CPU obsahuje registr, který obsahuje základní adresu tabulky stránek, která je 5 v případě P1 a 7 v případě P2. Tato základní adresa tabulky stránek bude přidána k číslu stránky logické adresy, pokud jde o přístup ke skutečnému odpovídajícímu záznamu.
Výhody virtuální paměti
- Zvýší se stupeň multiprogramování.
- Uživatel může spouštět velké aplikace s menším množstvím skutečné paměti RAM.
- Není potřeba dokupovat paměť RAM.
Nevýhody virtuální paměti
- Systém se zpomalí, protože výměna nějakou dobu trvá.
- Přepínání mezi aplikacemi trvá déle.
- Uživatel bude mít menší prostor na pevném disku pro jeho použití.