Co to jest jednostka zarządzania pamięcią?
Sprzęt komputerowy, który jest odpowiedzialny za zarządzanie systemem pamięci komputera, nazywa się jednostką zarządzania pamięcią (MMU).Ten komponent służy jako bufor między procesorem a pamięcią systemową.Funkcje wykonywane przez jednostkę zarządzania pamięcią można zazwyczaj podzielić na trzy obszary: zarządzanie pamięcią sprzętową, zarządzanie pamięcią systemu operacyjnego i zarządzanie pamięcią aplikacji.Chociaż jednostka zarządzania pamięcią może być oddzielnym komponentem układu, zwykle jest zintegrowany z centralną jednostką przetwarzania (CPU).
Zasadniczo sprzęt powiązany z zarządzaniem pamięcią obejmuje pamięć o dostępie losowej (pamięć RAM) i pamięci pamięci.RAM to fizyczny przedział przechowywania, który znajduje się na dysku twardym.Jest to główny obszar przechowywania komputera, w którym dane są odczytywane i zapisywane.Bundy pamięci są używane do przechowywania kopii niektórych danych z pamięci głównej.CPU uzyskuje dostęp do tych informacji przechowywanych w pamięci podręcznej pamięci, która pomaga przyspieszyć czas przetwarzania.
Gdy pamięć fizyczna lub pamięć RAM wychodzi z miejsca pamięci, komputer automatycznie wykorzystuje pamięć wirtualną z dysku twardego, aby uruchomić żądany program program.Jednostka zarządzania pamięcią przydziela pamięć z systemu operacyjnego do różnych aplikacji.Obszar adresu wirtualnego, który znajduje się w centralnej jednostce przetwarzania, składa się z szeregu adresów podzielonych na strony.Strony to wtórne bloki pamięci masowej, które są równe rozmiarze.Zautomatyzowany proces stronniczości pozwala systemowi operacyjnego korzystać z miejsca przechowywania rozproszonego na dysku twardym.
Zamiast, że użytkownik otrzymuje komunikat o błędzie, że nie ma wystarczającej pamięci, MMU automatycznie instruuje system, aby zbudował wystarczającą pamięć wirtualną do wykonania aplikacji.Przylegająca przestrzeń pamięci wirtualnej jest tworzona z puli bloków równych rozmiarów pamięci wirtualnej do uruchamiania aplikacji.Ta funkcja jest głównym kluczem do skutecznego i wydajnego działania procesu, ponieważ system nie jest wymagany do utworzenia jednego kawałka pamięci wirtualnej do obsługi wymagań programu.Tworzenie różnych rozmiarów przestrzeni pamięci, aby pomieścić programy o różnych rozmiarach, powoduje problem znany jako fragmentacja.Może to prowadzić do możliwości braku wystarczającej ilości wolnego miejsca na większe programy, gdy całkowita dostępna przestrzeń jest wystarczająca.
Zarządzanie pamięcią aplikacji pociąga za sobą proces przydzielania pamięci wymaganej do uruchomienia programu z dostępnych zasobów pamięci.W większych systemach operacyjnych może działać wiele kopii tej samej aplikacji.Jednostka zarządzania pamięcią często przypisuje aplikację adres pamięci, który najlepiej odpowiada jej potrzebom.Łatwsze jest przypisanie tych programów tych samych adresów.Również jednostka zarządzania pamięcią może w razie potrzeby rozpowszechniać zasoby pamięci na programy.Po zakończeniu operacji pamięć jest poddawana recyklingowi do użytku gdzie indziej.
Jednym z głównych wyzwań dla jednostki zarządzania pamięcią jest wyczucie, gdy dane nie są już potrzebne i można je odrzucić.To uwalnia pamięć do użytku w innych procesach.Z powodu tego problemu zarządzanie pamięcią automatyczną i ręczne stało się odrębną dziedziną studiów.Nieefektywne zarządzanie pamięcią stanowi poważny problem, jeśli chodzi o optymalną wydajność systemów komputerowych.