Τι είναι η μονάδα διαχείρισης μνήμης;

Το υλικό του υπολογιστή που είναι υπεύθυνο για τη διαχείριση του συστήματος μνήμης του υπολογιστή ονομάζεται Μονάδα Διαχείρισης Μνήμης (MMU).Αυτό το στοιχείο χρησιμεύει ως buffer μεταξύ της μνήμης CPU και του συστήματος.Οι λειτουργίες που εκτελούνται από τη μονάδα διαχείρισης μνήμης μπορούν συνήθως να χωριστούν σε τρεις τομείς: διαχείριση μνήμης υλικού, διαχείριση μνήμης λειτουργικού συστήματος και διαχείριση μνήμης εφαρμογών.Αν και η μονάδα διαχείρισης μνήμης μπορεί να είναι ξεχωριστό στοιχείο τσιπ, είναι συνήθως ενσωματωμένη στην κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU).

Γενικά, το υλικό που σχετίζεται με τη διαχείριση μνήμης περιλαμβάνει μνήμη τυχαίας πρόσβασης (RAM) και μνήμη μνήμης.Η RAM είναι ο φυσικός χώρος αποθήκευσης που βρίσκεται στον σκληρό δίσκο.Είναι ο κύριος χώρος αποθήκευσης του υπολογιστή όπου τα δεδομένα διαβάζονται και γράφονται.Οι κρυφές μνήμης χρησιμοποιούνται για να κρατήσουν αντίγραφα ορισμένων δεδομένων από την κύρια μνήμη.Η CPU έχει πρόσβαση σε αυτές τις πληροφορίες που διατηρούνται στην προσωρινή μνήμη μνήμης, η οποία βοηθά στην επιτάχυνση του χρόνου επεξεργασίας.

Όταν η φυσική μνήμη ή η μνήμη RAM εξαντλείται ο χώρος μνήμης, ο υπολογιστής χρησιμοποιεί αυτόματα εικονική μνήμη από τον σκληρό δίσκο για να εκτελέσει το ζητούμενο πρόγραμμα.Η μονάδα διαχείρισης μνήμης διαθέτει μνήμη από το λειτουργικό σύστημα σε διάφορες εφαρμογές.Η εικονική περιοχή διευθύνσεων, η οποία βρίσκεται στην κεντρική μονάδα επεξεργασίας, αποτελείται από μια σειρά διευθύνσεων που χωρίζονται σε σελίδες.Οι σελίδες είναι δευτερεύοντα μπλοκ αποθήκευσης που είναι ίσα σε μέγεθος.Η αυτοματοποιημένη διαδικασία τηλεειδοποίησης επιτρέπει στο λειτουργικό σύστημα να χρησιμοποιεί χώρο αποθήκευσης διάσπαρτα στον σκληρό δίσκο.

Αντί του χρήστη που λαμβάνει ένα μήνυμα σφάλματος ότι δεν υπάρχει αρκετή μνήμη, το MMU καθοδηγεί αυτόματα το σύστημα να δημιουργήσει αρκετή εικονική μνήμη για να εκτελέσει την εφαρμογή.Ο διαχρονικός χώρος εικονικής μνήμης δημιουργείται από μια δεξαμενή ίσου μεγέθους μπλοκ εικονικής μνήμης για την εκτέλεση της εφαρμογής.Αυτό το χαρακτηριστικό είναι ένα σημαντικό κλειδί για την αποτελεσματική και αποτελεσματική λειτουργία αυτής της διαδικασίας, επειδή το σύστημα δεν απαιτείται για να δημιουργηθεί ένα κομμάτι εικονικής μνήμης για να χειριστεί τις απαιτήσεις του προγράμματος.Η δημιουργία διαφόρων μεγεθών χώρου μνήμης για την προσαρμογή των προγραμμάτων διαφορετικού μεγέθους προκαλεί ένα πρόβλημα γνωστό ως κατακερματισμός.Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει στη δυνατότητα να μην έχει αρκετό ελεύθερο χώρο για μεγαλύτερα προγράμματα όταν ο συνολικός διαθέσιμος χώρος είναι στην πραγματικότητα αρκετός.

Η διαχείριση μνήμης εφαρμογών συνεπάγεται τη διαδικασία κατανομής της μνήμης που απαιτείται για την εκτέλεση ενός προγράμματος από τους διαθέσιμους πόρους μνήμης.Σε μεγαλύτερα λειτουργικά συστήματα, πολλά αντίγραφα της ίδιας εφαρμογής μπορούν να εκτελούνται.Η μονάδα διαχείρισης μνήμης αναθέτει συχνά μια εφαρμογή Η διεύθυνση μνήμης που ταιριάζει καλύτερα στην ανάγκη της.Είναι απλούστερο να αντιστοιχίσετε αυτά τα προγράμματα τις ίδιες διευθύνσεις.Επίσης, η μονάδα διαχείρισης μνήμης μπορεί να διανείμει πόρους μνήμης σε προγράμματα με βάση τις ανάγκες.Όταν ολοκληρωθεί η λειτουργία, η μνήμη ανακυκλώνεται για χρήση αλλού.

Μία από τις κύριες προκλήσεις για τη μονάδα διαχείρισης μνήμης είναι να αισθανθεί όταν τα δεδομένα δεν χρειάζονται πλέον και μπορούν να απορριφθούν.Αυτό απελευθερώνει τη μνήμη για χρήση σε άλλες διαδικασίες.Η αυτόματη και χειρωνακτική διαχείριση μνήμης έχει γίνει ένα ξεχωριστό πεδίο μελέτης εξαιτίας αυτού του ζητήματος.Η αναποτελεσματική διαχείριση της μνήμης παρουσιάζει ένα σημαντικό ζήτημα όταν πρόκειται για τη βέλτιστη απόδοση των συστημάτων υπολογιστών.