Что такое виртуальная память. Физическое и виртуальное увеличение оперативной памяти компьютера
Виртуальная оперативная память используется во всех современных операционных системах. Она позволяет имитировать больше RAM памяти, чем фактически установлено на вашем компьютере.
Но, давайте посмотрим, как это работает. Приложения и их данные для того, чтобы использоваться процессором, должны браться с жёсткого диска, где хранятся, в оперативную память, из которой и будут доступны непосредственно процессору. Поэтому для правильной работы системы и возникает необходимость в достаточном размере оперативной памяти.
Несколько лет назад была очень дорогим товаром. Если добавить к этому тот факт, что не все запущенные приложения, используются одновременно, встаёт необходимость в контроле использования памяти самой системой.
Хотя RAM память была дорогой, но ведь есть жёсткий диск. Так для увеличения памяти стал использоваться жёсткий диск. Процедура была простой, на жёсткий диск передавалась часть, в данный момент не используемой оперативной памяти.
Этот метод имитирует больший размер памяти. В обычной операционной системе имитация достигает двойного размера установленной оперативной памяти. Что, в свою очередь, иногда может немного тормозить систему.
Проблема в том, что скорость доступа к расположенным на жёстком диске данным в тысячи раз медленнее, чем к RAM памяти. Если часть памяти находится на диске, системе требуется время, чтобы взять её и вернуть в основную память, так как это единственное место, которое может использоваться процессором.
Оперативная память организована по уровням. Сначала процессор использует данные из кэша, находящегося вблизи процессора, затем в оперативной памяти, и уж в последнюю очередь на жёстком диске. Чем ближе к процессору, тем больше скорость.
Если не хватает памяти, невозможно запустить другие программы, а в тех, что запущены, могут быть проблемы при работе с большим количеством данных. Но, из-за использования виртуальной оперативной памяти ваш компьютер может работать медленнее. Это произойдёт, если ему придётся использовать память на жёстком диске. Как всегда получается компромисс между скоростью и количеством обрабатываемых системой данных.
Никогда никакие параметры виртуальной памяти не могут быть лучше, чем расширение оперативной памяти. Более того, в идеале лучше иметь такой компьютер, в котором эта функция отключена.
Использование виртуальной оперативной памяти в современных операционных системах.
С каждой новой версией операционных систем улучшались управление и алгоритмы регулировки памяти. Однако всё более широкое использование графических интерфейсов и всё более сложные инструменты делают систему пожирателем RAM.
Одна из возможностей увеличить скорость системы использовать SSD. Но имейте в виду, что даже такое не очень эффективное улучшение скорости доступа к данным, может очень помочь компьютеру при нехватке памяти.
Стоит ли отключать виртуальную оперативную память.
Стоит ли отключать функцию виртуальной оперативной памяти и принесёт ли это улучшение производительности. В принципе обычному пользователю отключать функцию виртуальной оперативной памяти не рекомендуется. Если у вас в компьютере много памяти, вы не используйте одновременно много приложений, но у вас есть проблемы с производительностью, тогда можно и попробовать отключить эту функцию.
Короче говоря, виртуальная оперативная память позволяет увеличить вашу способность работать с несколькими программами одновременно, но и может снизить производительность вашего компьютера.
При выполнении некоторых программ размер виртуальной памяти оказывается недостаточным. Виртуальная память компьютера складывается из оперативной памяти плюс файл подкачки. Все манипуляции с виртуальной памятью, создание файла подкачки ОЗУ выполняет автоматически. Пользователь может повлиять на этот процесс, изменив его местоположение и размер.
Заменяя размер виртуальной памяти (файла подкачки), надо соблюдать следующие правила:- не размещать его на разделе диска, где стоит операционная система, использовать другой, менее загруженный раздел;
- отводить под файл подкачки место, в полтора раза превышающее ОЗУ. Например, память объемом 2 Гб, значит, файл подкачки задайте 3000 Мб.
В случае появившихся предупреждений о недостатке виртуальной памяти следует добавить объем файлу подкачки, заданный системой по умолчанию. Максимальный и минимальный размеры файла подкачки могут быть одинаковыми или минимальный размер – больше ОЗУ в полтора раза, максимальный – в два. Никогда не следует удалять или отключать файл подкачки.
Иногда при использовании приложений, требовательных к ресурсам компьютера, операционная система выдает сообщение, что осталось слишком мало виртуальной памяти. Что представляет собой виртуальная память компьютера, какую роль она играет и как ее можно увеличить?
Что такое виртуальная память?
Виртуальная память - это временное хранилище данных на жестком диске, которое используется операционной системой в том случае, когда оперативной памяти становится недостаточно для выполнения той или иной задачи. Таким образом, виртуальная память или, как еще ее называют, файл подкачки представляет собой нечто вроде дополнительной оперативной памяти, только находится она на винчестере компьютера.
Если на вашем компьютере установлен небольшой объем оперативной памяти, то прироста производительности в программах можно добиться если увеличить объем файла подкачки. Однако учтите, что чтение с модуля оперативной памяти происходит значительно быстрее, чем с жесткого диска, поэтому если есть возможность добавить объем оперативной памяти, то предпочтительнее будет все-таки сделать это. Но когда такой возможности не имеется, виртуальная память может быть очень даже кстати.
Как увеличить объем виртуальной памяти?
Объем виртуальной памяти компьютера регулируется в параметрах быстродействия. Чтобы добраться до них, зайдите в меню Пуск , перейдите в Панель управления , затем в раздел Система и выберите пункт Дополнительные параметры системы .
В окне Свойства системы перейдите на вкладку Дополнительно и нажмите на кнопку Параметры в разделе Быстродействие .
В окне Параметры быстродействия перейдите во вкладку Дополнительно и нажмите на кнопку Изменить в подзаголовке Виртуальная память .
Здесь вам нужно будет установить флажок на пункте Указать размер и задать числовые значения для исходного и максимального размеров файла подкачки. Затем нажмите кнопку Задать . Изменения вступят в силу только после того, как вы перезагрузите компьютер.
Что касается размера файла подкачки, то здесь невозможно посоветовать установку какого-либо конкретного значения, поскольку объем виртуальной памяти должен выставляться в пропорциональной зависимости от объема оперативной памяти. Советуется устанавливать исходный размер файла подкачки в полтора раза больший, чем объем оперативной памяти, а максимальный – в три раза больший, чем исходный. Однако при этом файл подкачки будет постепенно фрагментироваться, что скажется на скорости его работы. Поэтому если объем установленной у вас оперативной памяти превышает хотя бы 3 Гб, лучше задать одинаковый размер для исходного и максимального значений файла подкачки – в полтора-два объема оперативной памяти.
Виртуальная память
При использовании виртуальной памяти упрощается программирование, так как программисту больше не нужно учитывать ограниченность памяти, или согласовывать использование памяти с другими приложениями. Для программы выглядит доступным и непрерывным все допустимое адресное пространство, вне зависимости от наличия в ЭВМ соответствующего объёма ОЗУ.
Применение механизма виртуальной памяти позволяет:
- упростить адресацию памяти клиентским программным обеспечением;
- рационально управлять оперативной памятью компьютера (хранить в ней только активно используемые области памяти);
- изолировать процессы друг от друга (процесс полагает, что монопольно владеет всей памятью).
В настоящее время эта технология имеет аппаратную поддержку на всех современных бытовых процессорах. В то же время во встраиваемых системах и в системах специального назначения, где требуется либо очень быстрая работа, либо есть ограничения на длительность отклика (системы реального времени) виртуальная память используется относительно редко. Также в таких системах реже встречается многозадачность и сложные иерархии памяти .
История
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Виртуальная память" в других словарях:
Ресурсы оперативной или внешней памяти, выделяемые прикладной программе операционной системой. Физическое расположение виртуальной памяти на реальных носителях может не совпадать с логической адресацией данных в прикладной программе.… … Финансовый словарь
- (кажущаяся память ЭВМ) система запоминающих устройств, организованных таким образом, что программист может рассматривать их как одну большую оперативную память, что существенно упрощает процедуру составления программ для мультипрограммных ЭВМ … Большой Энциклопедический словарь
виртуальная память - Техника, с помощью которой операционная система, например VM, может сделать так, чтобы ограниченный объем памяти выглядел гораздо большим. Операционная система делит каждую программу на "страницы", то есть на разделы одинакового размера … Справочник технического переводчика
Ресурсы оперативной или внешней памяти, выделяемые прикладной программе операционной системой. Физическое расположение виртуальной памяти на реальных носителях может не совпадать с логической адресацией данных в прикладной программе.… … Словарь бизнес-терминов
- (кажущаяся память ЭВМ), система запоминающих устройств, организованных таким образом, что программист может рассматривать их как одну большую оперативную память, что существенно упрощает процедуру составления программ для мультипрограммных ЭВМ. * … Энциклопедический словарь
виртуальная память - virtualioji atmintis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. virtual memory; virtual storage vok. virtueller Speicher, m rus. виртуальная память, f pranc. mémoire virtuelle, f … Automatikos terminų žodynas
Кажущаяся память Э В М, система запоминающих устройств, организованных т. о., что программист может рассматривать их как одну большую оперативную память, что существенно упрощает процедуру составления программ для мультипрограммных ЭВМ … Большой энциклопедический политехнический словарь
Понятие виртуальной памяти
Разработчикам программного обеспечения часто приходится решать проблему размещения в памяти больших программ, размер которых превышает объем доступной оперативной памяти. Один из вариантов решения данной проблемы – организация структур с перекрытием – рассмотрен в предыдущей лекции. При этом предполагалось активное участие программиста в процессе формирования перекрывающихся частей программы. Развитие архитектуры компьютеров и расширение возможностей операционной системы по управлению памятью позволило переложить решение этой задачи на компьютер . Одним из главных достижений стало появление виртуальной памяти ( virtual memory ). Впервые она была реализована в 1959 г. на компьютере "Атлас", разработанном в Манчестерском университете.
Суть концепции виртуальной памяти заключается в следующем. Информация, с которой работает активный процесс, должна располагаться в оперативной памяти. В схемах виртуальной памяти у процесса создается иллюзия того, что вся необходимая ему информация имеется в основной памяти. Для этого, во-первых, занимаемая процессом память разбивается на несколько частей, например страниц. Во-вторых, логический адрес (логическая страница), к которому обращается процесс, динамически транслируется в физический адрес (физическую страницу). И, наконец, в тех случаях, когда страница, к которой обращается процесс, не находится в физической памяти, нужно организовать ее подкачку с диска. Для контроля наличия страницы в памяти вводится специальный бит присутствия , входящий в состав атрибутов страницы в таблице страниц .
Таким образом, в наличии всех компонентов процесса в основной памяти необходимости нет. Важным следствием такой организации является то, что размер памяти, занимаемой процессом, может быть больше, чем размер оперативной памяти. Принцип локальности обеспечивает этой схеме нужную эффективность.
Возможность выполнения программы, находящейся в памяти лишь частично, имеет ряд вполне очевидных преимуществ.
- Программа не ограничена объемом физической памяти. Упрощается разработка программ, поскольку можно задействовать большие виртуальные пространства, не заботясь о размере используемой памяти.
- Поскольку появляется возможность частичного помещения программы (процесса) в память и гибкого перераспределения памяти между программами, можно разместить в памяти больше программ, что увеличивает загрузку процессора и пропускную способность системы.
- Объем ввода-вывода для выгрузки части программы на диск может быть меньше, чем в варианте классического свопинга, в итоге каждая программа будет работать быстрее.
Таким образом, возможность обеспечения (при поддержке операционной системы) для программы "видимости" практически неограниченной (характерный размер для 32-разрядных архитектур 2 32 = 4 Гбайт) адресуемой пользовательской памяти (логическое адресное пространство ) при наличии основной памяти существенно меньших размеров (физическое адресное пространство ) – очень важный аспект.
Но введение виртуальной памяти позволяет решать другую, не менее важную задачу – обеспечение контроля доступа к отдельным сегментам памяти и, в частности, защиту пользовательских программ друг от друга и защиту ОС от пользовательских программ. Каждый процесс работает со своими виртуальными адресами , трансляцию которых в физические выполняет аппаратура компьютера. Таким образом, пользовательский процесс лишен возможности напрямую обратиться к страницам основной памяти, занятым информацией, относящейся к другим процессам.
Например, 16-разрядный компьютер PDP-11/70 с 64 Кбайт логической памяти мог иметь до 2 Мбайт оперативной памяти. Операционная система этого компьютера тем не менее поддерживала виртуальную память , которая обеспечивала защиту и перераспределение основной памяти между пользовательскими процессами.
Напомним, что в системах с виртуальной памятью те адреса, которые генерирует программа (логические адреса), называются виртуальными, и они формируют виртуальное адресное пространство . Термин " виртуальная память " означает, что программист имеет дело с памятью, отличной от реальной, размер которой потенциально больше, чем размер оперативной памяти.