Virtuel hukommelse er et lagerskema, der giver brugeren en illusion om at have en meget stor hovedhukommelse. Dette gøres ved at behandle en del af den sekundære hukommelse som hovedhukommelsen.
I dette skema kan brugeren indlæse processer med større størrelse end den tilgængelige hovedhukommelse ved at have den illusion, at hukommelsen er tilgængelig til at indlæse processen.
I stedet for at indlæse én stor proces i hovedhukommelsen, indlæser operativsystemet de forskellige dele af mere end én proces i hovedhukommelsen.
Ved at gøre dette vil graden af multiprogrammering blive øget, og derfor vil CPU-udnyttelsen også blive øget.
Hvordan virker virtuel hukommelse?
I moderne ord er virtuel hukommelse blevet ret almindelig i disse dage. I dette skema, når som helst nogle sider skal indlæses i hovedhukommelsen til udførelsen, og hukommelsen ikke er tilgængelig for de mange sider, så i det tilfælde, i stedet for at stoppe siderne i at komme ind i hovedhukommelsen, søger OS efter det RAM-område, der er mindst brugt i den seneste tid, eller som ikke er refereret til, og kopier det ind i den sekundære hukommelse for at gøre plads til de nye sider i hovedhukommelsen.
Da al denne procedure sker automatisk, får computeren derfor til at føle, at den har ubegrænset RAM.
Efterspørgselssøgning
Demand Paging er en populær metode til styring af virtuel hukommelse. Ved efterspørgselssøgning bliver siderne i en proces, som er mindst brugt, gemt i den sekundære hukommelse.
En side kopieres til hovedhukommelsen, når dens krav stilles, eller der opstår en sidefejl. Der er forskellige sideerstatningsalgoritmer, som bruges til at bestemme, hvilke sider der skal erstattes. Vi vil diskutere hver enkelt af dem senere i detaljer.
Snapshot af et virtuelt hukommelsesstyringssystem
Lad os antage, at 2 processer, P1 og P2, indeholder 4 sider hver. Hver sidestørrelse er 1 KB. Hovedhukommelsen indeholder 8 frames á 1 KB hver. OS findes i de to første partitioner. I den tredje partition, 1stside af P1 gemmes, og de andre rammer vises også som fyldt med de forskellige sider af processer i hovedhukommelsen.
Sidetabellerne på begge sider er 1 KB størrelse hver, og derfor kan de passes i en ramme hver. Sidetabellerne for begge processer indeholder forskellige oplysninger, som også er vist på billedet.
CPU'en indeholder et register, som indeholder basisadressen for sidetabellen, som er 5 i tilfælde af P1 og 7 i tilfælde af P2. Denne sidetabels basisadresse vil blive tilføjet sidenummeret på den logiske adresse, når det kommer til at få adgang til den faktiske tilsvarende post.
Fordele ved virtuel hukommelse
- Graden af Multiprogrammering vil blive øget.
- Brugeren kan køre store applikationer med mindre rigtig RAM.
- Der er ingen grund til at købe flere hukommelses-RAM'er.
Ulemper ved virtuel hukommelse
- Systemet bliver langsommere, da udskiftning tager tid.
- Det tager mere tid at skifte mellem applikationer.
- Brugeren vil have den mindre harddiskplads til brug.