La mémoire virtuelle est une méthode de gestion de la mémoire, qui est mise en œuvre à l’aide de matériel informatique et de logiciels. Affiche les adresses virtuelles utilisées par les programmes dans les adresses physiques de la mémoire de l’ordinateur.

La mémoire principale est représentée comme un espace d’adressage continu ou un ensemble de segments continus adjacents. Avec ce blog, vous apprendrez ce qu’est une mémoire virtuelle et toutes ses caractéristiques expliquées en détail.

Le système d’exploitation gère les espaces d’adressage virtuels et mappe la RAM vers la mémoire virtuelle. Le système d’exploitation peut étendre ces capacités pour fournir une marge de manœuvre virtuelle pouvant dépasser la capacité de mémoire, fournissant ainsi plus de mémoire que ce qui est disponible dans un ordinateur.

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Qu’est-ce qu’une mémoire virtuelle ?

La mémoire virtuelle vous permet de modifier les ressources mémoire, de rendre la quantité de RAM beaucoup plus importante, de sorte que l’utilisateur, en plaçant autant de programmes que possible.

La « découverte » de la mémoire virtuelle a grandement contribué au développement des technologies modernes, facilitant le travail du programmeur professionnel et de l’utilisateur ordinaire, fournissant le processus de résolution de problèmes le plus efficace sur un ordinateur.

Qu'est-ce qu'une mémoire virtuelle
Qu’est-ce qu’une mémoire virtuelle

Avantages de la mémoire virtuelle

Les principaux avantages de la mémoire virtuelle incluent :

  • Il libère le programmeur de la gestion de l’espace mémoire partagé ;
  • Augmente la sécurité d’utilisation du programme en allouant de la mémoire ;
  • Il contient une capacité de contenir plus de mémoire que ce qui peut être physiquement disponible dans un ordinateur.

Propriétés de la mémoire virtuelle

La mémoire virtuelle facilite la programmation des applications :

  • Cacher la fragmentation de la mémoire physique ;
  • Éliminer le besoin d’un programme qui gère explicitement les superpositions ;
  • Lorsque chaque processus s’exécute dans son propre espace d’adressage dédié, il n’est pas nécessaire de déplacer le code du programme ou d’accéder à la mémoire avec des adresses relatives.

Presque toutes les implémentations de mémoire virtuelle divisent l’espace d’adressage virtuel en pages, blocs d’adresse de mémoire virtuelle adjacents. Lorsqu’une machine s’exécute sur la mémoire virtuelle, les méthodes d’organisation des segments de mémoire et des pages sont utilisées.

Organisation de la mémoire des pages

Dans l’organisation de la page, toutes les ressources mémoires, tant opérationnelles qu’externes, sont présentées à l’utilisateur comme un tout. L’utilisateur travaille avec l’espace d’adressage partagé et ne se demande pas si la mémoire est utilisée : opérationnelle ou externe, et cette mémoire partagée est dite virtuelle (simulée).

La mémoire virtuelle est décomposée en pages qui contiennent un certain nombre fixe de cellules mémoire. Dans ce cas, une page de la mémoire mathématique ne peut pas être plus grande ou plus petite que les autres, toutes les pages doivent être égales en nombre de cellules. Les tailles de page typiques sont de 256, 512, 1024, 2048 octets ou plus (nombres multiples de 256).

Avantages de la mémoire virtuelle avec organisation des pages

  • Il a une capacité mémoire suffisante directement adressée.
  • La quantité de mémoire peut se compter en centaines de mégaoctets (et même en gigaoctets).
  • Le fichier SWAP créé est placé sur le disque et émule la RAM. Dans ce cas, l’utilisateur ne réfléchit pas à l’endroit où sera placé le « morceau » de son programme à partir duquel il vient de travailler.
  • Les programmes utilisateur peuvent être placés sur n’importe quelle page gratuitement[2].
  • Augmentez le niveau de travail de plusieurs programmes.
  • Avec l’organisation de la mémoire virtuelle avec organisation des pages, l’utilisateur a une réelle opportunité de charger plus de programmes en mémoire afin que la machine puisse traiter les programmes en même temps

Déficiences de la mémoire virtuelle avec l’organisation des pages

  • Le principal inconvénient de la mémoire virtuelle est le temps que la machine passe à accéder à la mémoire externe.
  • L’extraction des informations nécessaires des cellules mémoire n’est pas très difficile et prend du temps.
  • Ce n’est pas le cas du disque : pour trouver les informations nécessaires, il faut d’abord « faire tourner » le disque, puis trouver la piste nécessaire, sur la piste pour trouver un secteur, un cluster, puis lire les informations des bits en le PO.

Organisation de la mémoire virtuelle de la page de segment

Cette méthode d’organisation de la mémoire virtuelle est destinée à combiner les avantages des méthodes de gestion de la mémoire par pages et par segments. Dans un tel système combiné, l’espace d’adressage de l’utilisateur est divisé en un certain nombre de segments à la discrétion du programmeur.

Chaque segment, à son tour, est divisé en pages de taille fixe égale à la page de mémoire physique. Du point de vue du programmeur, l’adresse logique dans ce cas se compose du numéro de segment et de son décalage.

Chaque segment est une séquence d’adresses de zéro à une certaine valeur maximale. La différence entre un segment et une page est que la longueur du segment peut varier pendant son exécution. Les segments, comme toute structure de mémoire virtuelle, peuvent être placés à la fois dans la RAM et dans la mémoire externe (support magnétique).

La mémoire virtuelle avec organisation de segment de page fonctionne comme la mémoire virtuelle avec organisation de page : si le segment actuellement requis est absent dans la RAM, alors s’il est nécessaire de travailler avec, il est préalablement déplacé vers OP.

L’organisation de la mémoire pour les pages de segment nécessite une organisation matérielle et logicielle plus complexe. L’organisation de la mémoire par segments nécessite une organisation plus complexe du matériel et des logiciels.

Les tableaux des pages

Le tableaux de pages ils sont utilisés pour convertir des adresses virtuelles en adresses physiques utilisées par le matériel de traitement d’instructions. Chaque entrée du tableau des pages vérifie si la page correspondante est en RAM.

S’il est dans la RAM, l’entrée de la table des pages contiendra l’adresse mémoire réelle où la page est stockée. S’il n’y a qu’une seule table de pages, différentes applications exécutées simultanément utilisent différentes parties de la même plage d’adresses virtuelles.

Gestionnaire de mémoire virtuelle

Cette partie du système d’exploitation crée et gère les tables de pages. Si le matériel émet une erreur, le gestionnaire de mémoire virtuelle accède au stockage secondaire, renvoie la page qui a l’adresse virtuelle qui a causé l’échec de la page, met à jour les tables sur la page pour refléter l’emplacement physique de l’adresse virtuelle et indique le mécanisme de traduction pour relancer la demande.

Lorsque toute la mémoire physique est déjà utilisée, le gestionnaire de mémoire virtuelle doit libérer les pages dans le stockage principal pour stocker la page qui a été téléchargée. Il utilise l’un des nombreux algorithmes pour remplacer les pages les moins utilisées pour les libérer.

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