Virtueller Speicher (vm)

Definition - Was bedeutet virtueller Speicher (VM)?

Virtual Memory (VM) ist eine Funktion, die für den Kernel eines Betriebssystems (OS) entwickelt wurde und zusätzlichen Hauptspeicher wie RAM (Direktzugriffsspeicher) oder Disc-Speicher simuliert. Diese Technik beinhaltet die Manipulation und Verwaltung des Speichers, indem das Laden und Ausführen größerer Programme oder mehrerer Programme gleichzeitig ermöglicht wird. Außerdem kann jedes Programm so betrieben werden, als hätte es unendlich viel Speicher und wird häufig als kostengünstiger angesehen als der Kauf von zusätzlichem RAM.

Der virtuelle Speicher ermöglicht es der Software, zusätzlichen Speicher zu verwenden, indem das Festplattenlaufwerk (HDD) als temporärer Speicher verwendet wird. Die meisten Zentraleinheiten (CPUs) bieten Speicherverwaltungseinheiten (MMUs), die virtuellen Speicher unterstützen. Die MMU unterstützt die "Seitentabellen", mit denen die "realen" und "virtuellen" Adressen im Speicher und auf der Festplatte transformiert werden.

Ein Betriebssystem, das virtuellen Speicher verwendet, gibt Speicherplatz frei, indem Daten von der Festplatte übertragen werden, die nicht sofort benötigt werden. Wenn die Daten benötigt werden, werden sie zurück auf die Festplatte kopiert. Wenn der gesamte Arbeitsspeicher verwendet wird, tauscht VM Daten auf die Festplatte und dann wieder zurück. Somit ermöglicht VM einen größeren Gesamtsystemspeicher; Es ist jedoch ein kompliziertes Schreiben des Codes erforderlich.

Technische.me erklärt Virtual Memory (VM)

In den 1940er und 1950er Jahren, vor VM, implementierten große Programme Logik zur Verwaltung des primären und sekundären Speichers. Der Prozess wurde als Überlagerung bezeichnet. Wenn ein Programm größer als der Speicher war, konnten Teile des Programms, die nicht kontinuierlich verwendet wurden, als Overlay behandelt werden. Jede einzelne Überlagerung würde die aktuelle Überlagerung im Speicher überschreiben. Die Programmierung für das Overlaying war umfangreich. Einer der Hauptgründe für die Erstellung einer VM war nicht der zusätzliche Primärspeicher, sondern die einfache Programmierung. Bis 1969 wurde die Wirksamkeit des virtuellen Speichers erkannt; und es wurde weit verbreitet.

VM versucht buchstäblich, mehr RAM oder Plattenspeicher zu verwenden, als tatsächlich vorhanden ist. Dieser Prozess ermöglicht es der CPU, größere und mehrere Programme gleichzeitig zu verarbeiten. VM ist ein gewöhnliches Betriebssystem (OS) und Hardwareprogramm, das eine Festplatte verwendet, indem Speicher zeitlich gespeichert und gesteuert wird. Durch das Bearbeiten und Verwalten des Speichers kann jede Anwendung so funktionieren, als hätte sie nahezu unendlichen Speicher. Der temporäre Speicher wird von einer Speicherverwaltungseinheit (MMU) verwaltet, die auch als "Paged Memory Management Unit" (PMMU) bezeichnet wird.

"Realer" Speicher ist in kleine Abschnitte unterteilt, die als "Seiten" bezeichnet werden. Die Seiten sind in der Regel 4 Kilobyte groß. Wenn der gesamte RAM- oder Disc-Speicher verwendet wird, wird jede nicht verwendete Seite in einer sogenannten Auslagerungsdatei in den virtuellen Speicher geschrieben. Wenn die Auslagerungsdatei benötigt wird, wird sie zurück in den „echten“ Speicher übersetzt, ein Vorgang, der als Seitentausch bezeichnet wird.

Einer der wenigen Nachteile der Verwendung von VM besteht darin, dass es zu einem übermäßigen Seitenaustausch kommen kann, insbesondere wenn ein Benutzer über zahlreiche offene Anwendungen verfügt. Dies kann dazu führen, dass Programme drastisch langsamer werden, da die CPU viel Zeit damit verbringt, auf die Festplatte zu schreiben. Die signifikante Leistungsminderung wird als Thrashing bezeichnet.