Virtueel geheugen is een opslagschema dat de gebruiker de illusie geeft dat hij over een heel groot hoofdgeheugen beschikt. Dit wordt gedaan door een deel van het secundaire geheugen als het hoofdgeheugen te behandelen.
In dit schema kan de gebruiker processen laden die groter zijn dan het beschikbare hoofdgeheugen, door de illusie te hebben dat het geheugen beschikbaar is om het proces te laden.
In plaats van één groot proces in het hoofdgeheugen te laden, laadt het besturingssysteem de verschillende delen van meer dan één proces in het hoofdgeheugen.
Door dit te doen wordt de mate van multiprogrammering verhoogd en daardoor ook het CPU-gebruik.
Hoe virtueel geheugen werkt?
In moderne termen is virtueel geheugen tegenwoordig heel gewoon geworden. In dit schema, wanneer sommige pagina's in het hoofdgeheugen moeten worden geladen voor de uitvoering en het geheugen niet beschikbaar is voor die vele pagina's, zoekt het besturingssysteem in dat geval naar het RAM-gebied dat de afgelopen tijd het minst is gebruikt of waarnaar niet wordt verwezen, en kopieer dat naar het secundaire geheugen om ruimte te maken voor de nieuwe pagina's in het hoofdgeheugen.
Omdat al deze procedures automatisch plaatsvinden, krijgt de computer het gevoel dat hij over onbeperkt RAM beschikt.
Vraagoproep
Demand Paging is een populaire methode voor virtueel geheugenbeheer. Bij vraagpaging worden de pagina's van een proces die het minst worden gebruikt, opgeslagen in het secundaire geheugen.
Een pagina wordt naar het hoofdgeheugen gekopieerd wanneer er vraag naar wordt gemaakt of wanneer er een paginafout optreedt. Er zijn verschillende algoritmen voor paginavervanging die worden gebruikt om te bepalen welke pagina's worden vervangen. We zullen elk van hen later in detail bespreken.
Momentopname van een virtueel geheugenbeheersysteem
Laten we aannemen dat twee processen, P1 en P2, elk vier pagina's bevatten. Elke paginagrootte is 1 KB. Het hoofdgeheugen bevat 8 frames van elk 1 KB. Het besturingssysteem bevindt zich in de eerste twee partities. In de derde partitie, 1stpagina van P1 wordt opgeslagen en de andere frames worden ook weergegeven als gevuld met de verschillende pagina's met processen in het hoofdgeheugen.
De paginatabellen van beide pagina's zijn elk 1 KB groot en kunnen daarom elk in één frame passen. De paginatabellen van beide processen bevatten verschillende informatie die ook in de afbeelding wordt weergegeven.
De CPU bevat een register dat het basisadres van de paginatabel bevat, namelijk 5 in het geval van P1 en 7 in het geval van P2. Dit paginatabelbasisadres wordt toegevoegd aan het paginanummer van het logische adres als het gaat om toegang tot het daadwerkelijke overeenkomstige item.
Voordelen van virtueel geheugen
- De mate van multiprogrammering zal worden verhoogd.
- De gebruiker kan grote applicaties uitvoeren met minder echt RAM-geheugen.
- Het is niet nodig om meer geheugen-RAM's te kopen.
Nadelen van virtueel geheugen
- Het systeem wordt langzamer omdat het wisselen tijd kost.
- Het kost meer tijd om tussen applicaties te schakelen.
- De gebruiker heeft minder ruimte op de harde schijf voor gebruik.