Was ist eine Speicherverwaltungseinheit?

Die Computerhardware, die für die Verwaltung des Speichersystems des Computers verantwortlich ist, wird als Speicherverwaltungseinheit (MMU) bezeichnet.Diese Komponente dient als Puffer zwischen der CPU und dem Systemspeicher.Die von der Speicherverwaltungseinheit ausgeführten Funktionen können in der Regel in drei Bereiche unterteilt werden: Hardware -Speicherverwaltung, Betriebssystemspeicherverwaltung und Anwendungsspeicherverwaltung.Obwohl die Speicherverwaltungseinheit eine separate Chip -Komponente sein kann, wird sie normalerweise in die zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) integriert.

Im Allgemeinen umfasst die mit der Speicherverwaltung zugeordnete Hardware den Random Access Memory (RAM) und Speicher -Caches.RAM ist das physische Speicherfach, das sich auf der Festplatte befindet.Es ist der Hauptspeicherbereich des Computers, in dem Daten gelesen und geschrieben werden.Speicher -Caches werden verwendet, um Kopien bestimmter Daten aus dem Hauptspeicher zu halten.Die CPU greift auf diese Informationen zu, die im Speicher -Cache enthalten sind. Dies beschleunigt die Verarbeitungszeit.

Wenn der physische Speicher oder der RAM nicht aus dem Speicherplatz ausgeführt wird, verwendet der Computer automatisch den virtuellen Speicher von der Festplatte, um das angeforderte Programm auszuführen.Die Speicherverwaltungseinheit weist verschiedene Anwendungen vom Betriebssystem Speicher aus.Der virtuelle Adressbereich, der sich innerhalb der zentralen Verarbeitungseinheit befindet, besteht aus einer Reihe von Adressen, die in Seiten unterteilt sind.Seiten sind sekundäre Speicherblöcke, die gleich groß sind.Mit dem automatisierten Paging -Prozess kann das Betriebssystem den auf der Festplatte verstreuten Speicherplatz verwenden.

Anstatt dass der Benutzer eine Fehlermeldung empfängt, dass nicht genügend Speicher vorhanden ist, weist die MMU das System automatisch an, genügend virtuellen Speicher zu erstellen, um die Anwendung auszuführen.Der zusammenhängende virtuelle Speicherplatz wird aus einem Pool gleicher Größenblöcke des virtuellen Speichers zum Ausführen der Anwendung erstellt.Diese Funktion ist ein wichtiger Schlüssel, um diesen Prozess effektiv und effizient funktionieren zu lassen, da das System nicht erforderlich ist, um einen Teil des virtuellen Speichers zu erstellen, um die Programmanforderungen zu erfüllen.Das Erstellen verschiedener Größen des Speicherplatzes für Programme unterschiedlicher Größe verursacht ein Problem, das als Fragmentierung bezeichnet wird.Dies könnte dazu führen, dass die Möglichkeit nicht genügend freien Platz für größere Programme hat, wenn der gesamte verfügbare Platz tatsächlich ausreicht.

Die Anwendungsspeicherverwaltung beinhaltet den Prozess der Zuordnung des Speicheres, der für die Ausführung eines Programms aus den verfügbaren Speicherressourcen erforderlich ist.In größeren Betriebssystemen können viele Kopien derselben Anwendung ausgeführt werden.Die Speicherverwaltungseinheit weist eine Anwendung häufig die Speicheradresse zu, die ihren Bedarf am besten entspricht.Es ist einfacher, diesen Programmen dieselben Adressen zuzuweisen.Außerdem kann die Speicherverwaltungseinheit Speicherressourcen nach Bedarf an Programme verteilen.Nach Abschluss der Operation wird der Speicher für die Verwendung an anderer Stelle recycelt.

Eine der Hauptherausforderungen für die Speicherverwaltungseinheit besteht darin, zu erkennen, wann Daten nicht mehr benötigt werden und verworfen werden können.Dies fördert den Speicher für die Verwendung für andere Prozesse.Die automatische und manuelle Speicherverwaltung ist aufgrund dieses Problems zu einem separaten Studienfeld geworden.Das ineffiziente Speichermanagement zeigt ein wichtiges Problem, wenn es um eine optimale Leistung von Computersystemen geht.