Näennäismuisti
Virtuaalimuisti on tapa hallita muistia, joka on tietokoneissa käytettävän teknologian viimeaikainen suuntaus. Laitteisto (tietokoneen fyysinen osa, kuten prosessori tai näytönohjain) käyttää ohjelmistoja. Tämä ohjelmisto tarvitsee tietokoneen muistia toimiakseen ja tehdäkseen tarvittavat toiminnot. Useimmat nykyään käytössä olevat tietokoneet voivat tehdä useampia asioita kerrallaan, eli niissä voi käyttää useampaa kuin yhtä sovellusta. Tätä kutsutaan moniprosessoinniksi.
Tällöin kaikki tietokoneessa samaan aikaan käynnissä olevat ohjelmat tai sovellukset jakavat tietokoneen resurssit. Tietokoneessa ei ole enemmän prosessoreita tai keskusmuistia (RAM) vain siksi, että siinä suoritetaan enemmän ohjelmia.
Virtuaalimuisti tarkoittaa sitä, että sovellus näkee tietyn kokoisen muistilohkon. Sovellus voi käyttää tätä muistia parhaaksi katsomallaan tavalla. Tämä muistilohko on virtuaalista siinä mielessä, että se on peräisin eri osista. Osa siitä voi olla tietokoneen keskusmuistissa, mutta osa voi olla myös levyllä. Suorittimessa on erityinen osa, jota kutsutaan aritmeettiseksi logiikkayksiköksi ja joka tekee osan sovelluksen muistin ja järjestelmäresurssien välisistä käännöksistä. Nykyaikaiset käyttöjärjestelmät tekevät myös osan tästä työstä.
Kun ohjelma yrittää käyttää muistilohkoa, joka ei ole järjestelmämuistissa, ohjelma pysäytetään ja lohko ladataan järjestelmämuistiin. Se, mitä kyseisessä järjestelmämuistin osassa oli, kirjoitetaan levylle. Tätä kutsutaan tavallisesti sivutukseksi.
Tietyt tietokonejärjestelmät, kuten sulautetut järjestelmät, eivät käytä virtuaalimuistia, koska ne tarvitsevat erittäin nopean tai aina samana pysyvän vasteajan. Yksi ongelmista on se, että virtuaalimuistin avulla vasteaikaa on vaikea ennustaa. Sovelluksella, joka käyttää osaa muistista, joka on ladattava levyltä, on erilainen vasteaika kuin sovelluksella, joka ei käytä sitä. Siksi virtuaalimuistin käsitettä ei käytetä sulautetuissa järjestelmissä.
Ohjelma luulee, että sillä on suuri joukko yhtenäisiä osoitteita, mutta todellisuudessa sen käyttämät osat ovat hajallaan päämuistissa, ja käyttämättömät osat on tallennettu levytiedostoon.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on virtuaalimuisti?
V: Virtuaalimuisti on tapa hallita tietokoneen muistia, jonka avulla sovellukset voivat käyttää tietyn kokoista muistilohkoa. Tämä muistilohko voi olla peräisin eri osista, kuten keskusmuistista tai levyltä.
K: Miten virtuaalimuisti toimii?
V: Virtuaalimuisti toimii siten, että suorittimen aritmeettinen logiikkayksikkö voi tehdä käännöksiä sovelluksen ja järjestelmän resurssien välillä. Nykyaikaiset käyttöjärjestelmät tekevät myös osan tästä työstä. Kun sovellus yrittää käyttää muistilohkoa, joka ei ole järjestelmämuistissa, se pysäytetään ja lohko ladataan järjestelmämuistiin.
Kysymys: Mitkä ovat esimerkkejä tietokoneista, jotka eivät käytä virtuaalimuistia?
V: Sulautetut järjestelmät ovat yksi esimerkki tietokoneista, jotka eivät käytä virtuaalimuistia, koska ne tarvitsevat nopeita tai aina samoja vasteaikoja. Virtuaalimuistin vasteaikaa on vaikea ennustaa, joten sitä ei käytetä sulautetuissa järjestelmissä.
K: Mitä on moniprosessointi?
V: Moniprosessointi tarkoittaa sitä, että tietokone voi tehdä useampaa kuin yhtä asiaa kerralla, kun se käyttää useita sovelluksia, jotka jakavat sen resursseja.
K: Mitä tapahtuu, kun sovellus yrittää käyttää muistilohkoa, joka ei ole järjestelmän muistissa?
V: Kun sovellus yrittää käyttää muistilohkoa, joka ei ole järjestelmän muistissa, se pysäytetään ja lohko ladataan järjestelmän muistiin.
K: Mikä on sivutusmuisti?
V: Paging tarkoittaa sitä, mitä tapahtuu, kun järjestelmämuistin kyseisessä osassa ollut sisältö on kirjoitettava takaisin levylle, koska sovellus käyttää jotain muuta osaa, jota ei ole alun perin tallennettu sinne.
