Koncept virtuelne memorije
Programeri softvera često se moraju nositi s problemom postavljanja velikih programa u memoriju koji su veći od dostupne RAM-a. Jedna od opcija za rješavanje ovog problema - organizacija struktura sa preklapanjem - razmatrana je u prethodnom predavanju. Istovremeno, pretpostavljeno je aktivno učešće programera u procesu formiranja preklapajućih delova programa. Razvoj arhitekture računara i proširenje mogućnosti operativnog sistema za upravljanje memorijom omogućili su da se rešenje ovog problema prenese na računar. Jedno od glavnih dostignuća bila je pojava virtuelna memorija(virtuelna memorija). Prvi put je implementiran 1959. na Atlas kompjuteru razvijenom na Univerzitetu u Mančesteru.
Suština koncepta virtuelna memorija je kako slijedi. Informacije s kojima radi aktivni proces moraju se nalaziti u RAM-u. U šemama virtuelna memorija proces ima iluziju da se sve informacije koje su mu potrebne nalaze u glavnoj memoriji. Da biste to učinili, prvo, memorija koju zauzima proces podijeljena je na nekoliko dijelova, na primjer, stranice. Drugo, logička adresa (logička stranica) kojoj proces pristupa se dinamički prevodi u fizičku adresu (fizička stranica). I, konačno, u slučajevima kada stranica kojoj proces pristupa nije u fizičkoj memoriji, morate organizirati njenu zamjenu s diska. Za kontrolu prisutnosti stranice u memoriji, uvodi se poseban bit prisutnosti, koji je dio atributa stranice u tabeli stranica.
Dakle, nema potrebe da sve komponente procesa budu u glavnoj memoriji. Važna posljedica ove organizacije je da veličina memorije koju zauzima proces može biti veća od veličine glavne memorije. Princip lokaliteta pruža ovoj šemi željenu efikasnost.
Mogućnost izvršavanja programa koji je samo djelimično u memoriji ima niz očiglednih prednosti.
- Program nije ograničen količinom fizičke memorije. Razvoj softvera je pojednostavljen jer se veliki virtualni prostori mogu koristiti bez brige o količini korištene memorije.
- Budući da postaje moguće djelomično smjestiti program (proces) u memoriju i fleksibilno preraspodijeliti memoriju između programa, više programa se može smjestiti u memoriju, što povećava opterećenje procesora i propusnost sistema.
- Količina I/O potrebna za istovar dijela programa na disk može biti manja nego u klasičnoj swap verziji, a kao rezultat toga, svaki program će raditi brže.
Dakle, mogućnost obezbjeđivanja (uz podršku operativnog sistema) za program "vidljivost" je praktično neograničena (tipična veličina za 32-bitne arhitekture 2 32 = 4 GB) adresabilne korisničke memorije (logične adresni prostor) u prisustvu znatno manje glavne memorije (fizičke adresni prostor) Veoma je važan aspekt.
Ali uvod virtuelna memorija omogućava vam da riješite još jedan, ne manje važan zadatak - osiguravanje kontrole pristupa pojedinačnim memorijskim segmentima i, posebno, zaštitu korisničkih programa jedni od drugih i zaštitu OS od korisničkih programa. Svaki proces radi po svom virtuelne adrese, koje kompjuterski hardver prevodi u fizičke. dakle, prilagođeni proces je lišen mogućnosti direktnog pristupa stranicama glavne memorije koje zauzimaju informacije vezane za druge procese.
Na primjer, 16-bitni PDP-11/70 računar sa 64 KB logičke memorije može imati do 2 MB RAM-a. Operativni sistem ovaj računar je ipak podržan virtuelna memorija, koji je omogućio zaštitu i preraspodjelu glavne memorije između korisničkih procesa.
Podsjetimo da u sistemima sa virtuelna memorija one adrese koje program generiše (logičke adrese) nazivaju se virtuelnim i formiraju virtuelne adresni prostor... Pojam " virtuelna memorija"znači da se programer bavi memorijom koja nije stvarna memorija, čija je veličina potencijalno veća od veličine glavne memorije.
Virtuelna memorija je tehnologija razvijena da poveća ukupnu količinu memorije, organizuje više adresnih memorijskih prostora, zaštiti ih i automatizuje proces premeštanja mašinskog koda i podataka između glavne memorije računara i sekundarne memorije.
Tehnologija virtuelne memorije trenutno je hardverski podržana na svim modernim procesorima.
Ako se podaci nalaze na vanjskim uređajima za pohranu, memorija se može predstaviti kao zasebna datoteka ili poseban odjeljak na tvrdom disku.
Postoji i termin swap, što znači virtuelna memorija (tačnije način na koji je predstavljena) ili swap datoteka.
- Korišćenje tehnologije virtuelne memorije omogućava:
- pojednostaviti adresiranje memorije od strane klijentskog softvera;
- racionalno upravljati RAM-om računara (u njega skladištiti samo aktivno korišćena memorijska područja);
- izolovati procese jedan od drugog (proces pretpostavlja da ima ekskluzivno vlasništvo nad svom memorijom).
Postoji nekoliko načina za implementaciju virtuelne memorije: razmjenjivanje, paging i dijeljenje virtualne memorije.
Zamjena je jedna od metoda za implementaciju virtuelne memorije, u kojoj se pojedinačni, obično neaktivni procesi premještaju iz RAM-a na tvrdi disk, čime se oslobađa RAM za učitavanje drugih procesa. Procesi se u potpunosti kreću između RAM-a i tvrdog diska, tako da ponekad neki procesi mogu biti potpuno odsutni iz RAM-a. Ako je proces potreban za ponovno pokretanje, upravitelj memorije ga vraća u RAM. Postoje različiti algoritmi za odabir procesa za učitavanje i istovar, kao i različiti načini dodjeljivanja RAM-a i disk memorije učitanom procesu.
Zamjena je najefikasnija kada postoji mnogo interaktivnih aplikacija koje koriste puno RAM-a, ali oduzimaju malo ili nimalo CPU vremena.
Jedan od nedostataka swap mehanizma može biti fragmentacija datoteke stranične memorije (swap datoteke). Prilikom čitanja i pisanja podataka stranice iz fragmentirane datoteke stranične memorije, bit će potrebno dosta vremena da se glave tvrdog diska premjeste na početak sljedeće oblasti, što može dovesti do smanjenja performansi sistema.
- Za što efikasniju organizaciju zamjene i povećanje produktivnosti koriste se sljedeće tehnike:
- 1. Za swap datoteku se dodjeljuje prostor, čija je veličina jednaka količini RAM-a pomnoženoj sa 1, sa 2 ili sa 3.
- 2. Ako u računaru ili laptopu postoji nekoliko tvrdih diskova, onda bi datoteka za pejdžing trebalo da se nalazi na manje učitanom.
- 3. Postavite straničnu datoteku na disk s najvećom brzinom čitanja/pisanja i što bliže početku diska.
- 4. Kada radite u Windows-u, bolje je swap datoteku postaviti na particiju sa FAT32 sistemom datoteka, a imajte na umu da je manje pouzdan od NTFS-a.
- 5. Ako imate dovoljno veliku količinu RAM-a (više od 2 GB) na slabo opterećenom sistemu, možete u potpunosti napustiti datoteku stranične memorije.
Stranica virtuelne memorije
Straničenje virtuelne memorije dijeli RAM na regije memorije fiksne dužine koje se nazivaju memorijske stranice. Stranica je najmanja jedinica dodijeljene memorije.
Proces pristupa memoriji koristeći virtuelnu memorijsku adresu, koja sadrži broj stranice i pomak unutar stranice. Operativni sistem pretvara virtuelnu adresu u fizičku, ako je potrebno, učitavajući stranicu sa hard diska u RAM.
Porodica Microsoft Windows operativnih sistema koristi datoteku pagefile.sys za pohranjivanje stranica preuzetih iz RAM-a. Prostor za datoteku mora biti dodijeljen unaprijed, veličina se može odrediti nezavisno, ili možete povjeriti izbor operativnom sistemu.
Segmentna organizacija virtuelne memorije
Još jedan mehanizam za implementaciju virtuelne memorije, u kojem je virtualni prostor podijeljen na dijelove proizvoljne veličine - segmente, što omogućava, na primjer, podjelu podataka procesa u logičke blokove.
Kada se proces učita, neki od segmenata se stavljaju u RAM, a neki na disk. Segmenti jednog programa mogu zauzimati nesusedna područja u RAM-u. Tokom pokretanja, sistem kreira tabelu segmenta procesa (slično tabeli stranica), u kojoj se za svaki segment navodi početna fizička adresa segmenta u RAM-u, veličina segmenta, pravila pristupa, znak modifikacije, znak pristupa ovom segmentu za prikazani su zadnji vremenski interval i neke druge informacije...
Ako virtuelni adresni prostori nekoliko procesa uključuju isti segment, tada se u tabelama segmenta ovih procesa upućuju na isti komad RAM-a, u koji se ovaj segment učitava u jednoj kopiji. Sistem sa organizacijom segmenata funkcioniše slično sistemu sa organizacijom pejdžinga: s vremena na vreme dolazi do prekida povezanih sa nedostatkom potrebnih segmenata u memoriji, ako je potrebno osloboditi memoriju, neki segmenti se istovaruju, sa svakim pristupom u glavnu memoriju, virtuelna adresa se pretvara u fizičku. Osim toga, prilikom pristupa memoriji, provjerava se da li je dozvoljen pristup traženog tipa ovom segmentu.
Virtuelna adresa za organizaciju segmentne memorije može biti predstavljena parom (g, s), gdje je g broj segmenta, a s pomak segmenta. Fizička adresa se dobija dodavanjem početne fizičke adrese segmenta koji se nalazi u tabeli segmenata na g i pomaka s.
Nedostatak ove metode alokacije memorije je fragmentacija na nivou segmenta i sporija translacija adrese u poređenju sa straničnim.
Virtuelna RAM memorija se koristi u svim modernim operativnim sistemima. Omogućava vam da simulirate više RAM memorije nego što je stvarno instalirano na vašem računaru.
Ali, da vidimo kako to funkcionira. Aplikacije i njihovi podaci, da bi ih procesor koristio, moraju se preuzeti sa tvrdog diska, gdje se pohranjuju, u RAM, iz kojeg će biti dostupni direktno procesoru. Stoga, da bi sistem ispravno funkcionisao, potrebna je dovoljna količina RAM-a.
Prije nekoliko godina to je bio vrlo skup proizvod. Ako ovome dodamo činjenicu da se sve pokrenute aplikacije ne koriste u isto vrijeme, postaje neophodno kontrolirati korištenje memorije od strane samog sistema.
Iako je RAM memorija bila skupa, postoji hard disk. Dakle, tvrdi disk je korišten za povećanje memorije. Procedura je bila jednostavna, dio trenutno neiskorištenog RAM-a prebačen je na hard disk.
Ova metoda simulira veću veličinu memorije. U tipičnom operativnom sistemu, mock dostiže dvostruko veću veličinu od instalirane RAM-a. Što, pak, ponekad može malo usporiti sistem.
Problem je u tome što je brzina pristupa podacima koji se nalaze na tvrdom disku hiljadama puta sporija nego RAM memoriji. Ako je dio memorije na disku, potrebno je neko vrijeme da ga sistem preuzme i vrati u glavnu memoriju, jer je to jedino mjesto koje procesor može koristiti.
RAM je organizovan u nivoe. Prvo, procesor koristi podatke iz keš memorije koja se nalazi u blizini procesora, zatim u RAM-u i na kraju na tvrdom disku. Što je bliže procesoru, to je veća brzina.
Ako nema dovoljno memorije, nemoguće je pokrenuti druge programe, a oni koji su pokrenuti mogu imati problema pri radu sa velikom količinom podataka. Ali, zbog upotrebe virtuelne RAM memorije, vaš računar može raditi sporije. To će se dogoditi ako mora koristiti memoriju na tvrdom disku. Kao i uvijek, postignut je kompromis između brzine i količine podataka koje sistem obrađuje.
Nijedan parametar virtuelne memorije nikada ne može biti bolji od proširenja RAM-a. Štaviše, u idealnom slučaju bolje je imati računar na kojem je ova funkcija onemogućena.
Upotreba virtuelne RAM memorije u savremenim operativnim sistemima.
Sa svakom novom verzijom operativnog sistema, poboljšani su algoritmi upravljanja i podešavanja memorije. Međutim, sve veća upotreba grafičkih interfejsa i sve sofisticiranijih alata čine sistem RAM-om.
Jedan od načina za povećanje brzine sistema je korištenje SSD-a. Ali imajte na umu da čak i tako neefikasno poboljšanje brzine pristupa podacima može biti od velike pomoći računaru kada nedostaje memorije.
Vrijedi li isključiti virtuelnu RAM memoriju.
Da li se isplati isključiti funkciju virtuelne RAM memorije i da li će to doneti poboljšanja performansi. U principu, prosječnom korisniku se ne preporučuje da onemogući funkciju virtuelne RAM memorije. Ako imate puno memorije na računaru, ne koristite mnogo aplikacija istovremeno, ali imate problema sa performansama, onda možete pokušati da onemogućite ovu funkciju.
Ukratko, virtuelna RAM memorija može povećati vašu sposobnost pokretanja više programa u isto vrijeme, ali može i smanjiti performanse vašeg računala.
Pozdrav dragi čitaoci.
Brzina računara zavisi od mnogih parametara. Na to utiču i hardver i softver. A u daljem članku ću vam reći šta je Windows 7 virtualna memorija, kako je konfigurirana i sve glavne točke. Sljedeće informacije će vam pomoći da poboljšate svoje iskustvo na računaru i ubrzate svoje zadatke. Osim toga, mnoge greške bi trebale nestati zbog nedostatka slobodnih megabajta.
Pa šta je to? Virtuelna memorija je kolekcija RAM-a i stranične datoteke. A ako je sve jasno sa prvim elementom, o drugom ću vam reći malo detaljnije.
Microsoft operativni sistemi pružaju poseban mehanizam koji vam omogućava da programski povećate broj megabajta potrebnih za obradu trenutnih podataka. Dakle, korisnik ili sistem dodjeljuje određeno područje na tvrdom disku, koje se u pravo vrijeme dodaje u RAM. S jedne strane, pomaže RAM-u, ali s druge strane, postoji dodatno opterećenje na tvrdom disku. Fajl je odgovoran za ovaj segment pagefile.sys.
Prilagodba( )
Ispravni parametri( )
Kako uključiti pagefile.sys već smo saznali. Sada počnimo sa postavljanjem. Postoji mnogo različitih preporuka u vezi s ispravnim otklanjanjem grešaka elementa koji nam je potreban.
Na primjer, Microsoft preporučuje uključivanje ovog elementa. U ovom slučaju, minimalna količina bi trebala biti jednaka fizičkoj RAM memoriji minus megabajti korišteni tokom vršnog opterećenja. A maksimalni parametar je isti broj pomnožen sa dva.
Također, često na internetu možete pronaći informacije koje govore da obje granice trebaju biti iste. Ovo će eliminirati fragmentaciju elementa stranica, što će samo povećati performanse. Istina, bolje je to ne primjenjivati na SSD memoriju.
Na koliko se kladiti ako računar ima više od 8 GB RAM-a? jednostavno je - pagefile.sys bolje je potpuno isključiti. U suprotnom, to ne biste trebali činiti jer može doći do problema s radom pojedinog softvera. I u budućnosti, malo će se mnogi sjetiti da su ranije korisnici onemogućili važan alat.
Ako govorimo o povećanju površine za igre, sve direktno zavisi od iste stvarne količine RAM-a. Općenito, prilikom instaliranja aplikacije važno je unaprijed pregledati preporučena podešavanja. U slučaju nedovoljnog nivoa komponenti na računaru, možda bi bilo vredno potpuno napustiti program, umesto da koristite dodatne alate. Zaista, na kraju možda jednostavno neće biti dovoljne.
Prebacite na drugi disk( )
Ranije su mnogi stručnjaci savjetovali prenošenje datoteke stranične memorije sa SSD-a na HDD kako bi se produžio život prvog. Ovaj pristup će se vjerojatnije primijeniti na starije modele sa niskim kapacitetom. Kao rezultat toga, korisnici će značajno izgubiti produktivnost, ali će se vijek trajanja produžiti za zanemarljivu količinu.
Lično iskustvo( )
Ako je vaše računalo dizajnirano za posebne zadatke i ima instalirano 4Gb ili 6 RAM-a, veličina datoteke stranične memorije treba biti precizno navedena. I često je bolje da ga potpuno isključite. Kada ipak odlučite koristiti pagefile, " Original" i " Maksimum»Obim mora biti isti. U ovom slučaju, bolje je navesti oko 3 GB.
Uz velike količine ugrađene memorije, bez korištenja posebnog softvera, možete u potpunosti pokušati onemogućiti ovaj odjeljak.
Ali važno je zapamtiti da se neke starije aplikacije možda neće pokrenuti bez toga, pa čak i prijaviti nedovoljne resurse.
Koju veličinu trebam postaviti ako su matematička izračunavanja, grafička obrada, video i foto manipulacija uobičajene svakodnevne aktivnosti korisnika? U ovom slučaju, bolje je odabrati stavku koja Windowsu daje mogućnost instaliranja, bez obzira na RAM. Naravno, ako ne koristite 32 GB - samo u ovom slučaju možete razmišljati o potpunom gašenju.
Nije uvijek moguće odmah odrediti koliko sredstava je potrebno. Za izračunavanje možete koristiti jednostavnu shemu:
Kada koristite ove savjete, najvjerovatnije se nećete susresti sa situacijom kada se na ekranu iznenada pojavi znak niske memorije i aplikacija odbija da se pokrene.
Kao i uvijek, video na temu opisuje:
Nadam se da će vam gornji savjeti pomoći da se nosite s problemom nedovoljnog RAM-a. Pretplatite se i recite svojim prijateljima!
Tipičan element većine operativnih sistema je virtuelna memorija. Postala je vrlo raširena zbog niske cijene sa značajnim prednostima. Hajde da pogledamo šta je to i gde ga koristiti?
Trenutno moderni računari obično koriste oko jedan gigabajt memorije za svoj rad. Obično ova količina nije dovoljna za efikasan i brz rad programa koji zahtijevaju virtualnu memoriju. Na primjer, ako istovremeno preuzmete aplikaciju za obradu fotografija i pretraživač, dovoljno su velike šanse da ova količina memorije neće biti dovoljna, što će usporiti vaš računar ili ćete možda morati zatvoriti neki od programa . A u potpunom odsustvu virtuelne memorije, nema multitaskinga, odnosno istovremenog pokretanja nekoliko različitih programa. U ovom slučaju, mašina bi predložila završetak trenutnog programa kako bi se otvorio novi.
virtuelna memorija?
Njegov rad je vrlo jednostavan: računar traži podatke koji se nalaze u RAM-u, ali se ne koriste u isto vrijeme, a zatim ih stavlja na tvrdi disk. Ovo oslobađa virtuelnu memoriju tako da se mogu pokretati nove aplikacije i programi. Ovaj proces se odvija automatski, ali najčešće korisnik to i ne primjećuje, može mu se činiti da računalo ima veliku RAM memoriju, čak i ako je instalirano samo 512 megabajta. Ako operativni sistem pristupa virtuelnim memorijskim resursima češće nego inače, onda to utiče na brzinu rada, odnosno značajno opada, isto se dešava i sa performansama.
Dakle, ako već razumijete što je virtualna memorija, onda treba reći da se udoban rad operativnog sistema može osigurati samo u jednom slučaju: ako je količina instalirane RAM-a nekoliko puta veća od količine koja je trenutno potrebna za rad.
Šta ako je Windows virtuelna memorija skoro puna? O tome će vas sam operativni sistem obavijestiti u gornjem dijelu gdje će biti naznačeno da nema dovoljno memorije ili je skoro ponestalo. Njegov volumen se po potrebi može povećati, za to je zaslužna datoteka stranične memorije, koja se može uređivati pomoću samog operativnog sistema kada se ukaže takva potreba.
Povećanje virtuelne memorije
Da biste to učinili, morat ćete ući u glavni meni, gdje ćete pronaći "Control Panel", a zatim stavku "System". Na kartici "Napredno" trebalo bi da pronađete stavku "Performanse", a zatim otvorite prozor sa parametrima. U odjeljku pod nazivom "Virtuelna memorija" vidjet ćete količinu memorije koja je trenutno dostupna. Postavke se mogu promijeniti pomoću tipke "Promijeni". Vrijedi postaviti vrijednost koja je dvostruko veća od količine RAM-a.
Dakle, šta je virtualna memorija, već ste shvatili, a sada vrijedi razgovarati o tome kako je očistiti. Ovaj postupak je neophodan da bi se očuvala povjerljivost podataka koji se nalaze u datoteci stranica. To se radi putem posebne funkcije koja je obično onemogućena. Da biste ga aktivirali, potrebno je da pronađete fasciklu Administrativni alati na kontrolnoj tabli, gde otvarate Lokalna bezbednosna politika. U ovom prozoru morat ćete kliknuti desnim gumbom miša na stavku "Očisti datoteku virtualne memorije", gdje odaberite "Svojstva". Tamo ćete morati omogućiti opciju "Onemogući", zatim kliknite "Primijeni", a zatim "OK". Zatim ćete morati dvaput ponovo pokrenuti računar, nakon drugog puta će biti očišćen.
