Đơn vị quản lý bộ nhớ là gì?

Phần cứng máy tính chịu trách nhiệm quản lý hệ thống bộ nhớ máy tính được gọi là Đơn vị quản lý bộ nhớ (MMU).Thành phần này đóng vai trò là bộ đệm giữa CPU và bộ nhớ hệ thống.Các chức năng được thực hiện bởi đơn vị quản lý bộ nhớ thường có thể được chia thành ba khu vực: quản lý bộ nhớ phần cứng, quản lý bộ nhớ hệ điều hành và quản lý bộ nhớ ứng dụng.Mặc dù đơn vị quản lý bộ nhớ có thể là một thành phần chip riêng biệt, nhưng nó thường được tích hợp vào đơn vị xử lý trung tâm (CPU).Nói chung, phần cứng liên quan đến quản lý bộ nhớ bao gồm bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM) và bộ nhớ bộ nhớ.RAM là ngăn lưu trữ vật lý nằm trên đĩa cứng.Đây là khu vực lưu trữ chính của máy tính nơi dữ liệu được đọc và viết.Bộ nhớ bộ nhớ được sử dụng để chứa các bản sao của một số dữ liệu nhất định từ bộ nhớ chính.CPU truy cập thông tin này được giữ trong bộ nhớ cache bộ nhớ, giúp tăng tốc thời gian xử lý. Khi bộ nhớ vật lý hoặc RAM, hết dung lượng bộ nhớ, máy tính sẽ tự động sử dụng bộ nhớ ảo từ đĩa cứng để chạy chương trình được yêu cầu.Đơn vị quản lý bộ nhớ phân bổ bộ nhớ từ hệ điều hành cho các ứng dụng khác nhau.Vùng địa chỉ ảo, nằm trong đơn vị xử lý trung tâm, bao gồm một loạt các địa chỉ được chia thành các trang.Các trang là các khối lưu trữ thứ cấp có kích thước bằng nhau.Quá trình phân trang tự động cho phép hệ điều hành sử dụng không gian lưu trữ rải rác trên đĩa cứng.Thay vì người dùng nhận được thông báo lỗi rằng không có đủ bộ nhớ, MMU tự động hướng dẫn hệ thống xây dựng đủ bộ nhớ ảo để thực hiện ứng dụng.Không gian bộ nhớ ảo liên tục được tạo ra từ một nhóm các khối kích thước bằng của bộ nhớ ảo để chạy ứng dụng.Tính năng này là một chìa khóa chính để làm cho quá trình này hoạt động hiệu quả và hiệu quả vì hệ thống không bắt buộc phải tạo một khối bộ nhớ ảo để xử lý các yêu cầu của chương trình.Tạo các kích thước khác nhau của không gian bộ nhớ để phù hợp với các chương trình kích thước khác nhau gây ra một vấn đề được gọi là phân mảnh.Điều này có thể dẫn đến khả năng không có đủ không gian trống cho các chương trình lớn hơn khi tổng không gian có sẵn là đủ.Quản lý bộ nhớ ứng dụng đòi hỏi quá trình phân bổ bộ nhớ cần thiết để chạy chương trình từ tài nguyên bộ nhớ có sẵn.Trong các hệ điều hành lớn hơn, nhiều bản sao của cùng một ứng dụng có thể được chạy.Đơn vị quản lý bộ nhớ thường chỉ định một ứng dụng địa chỉ bộ nhớ phù hợp nhất với nhu cầu của nó.Nó đơn giản hơn để gán các chương trình này cùng một địa chỉ.Ngoài ra, đơn vị quản lý bộ nhớ có thể phân phối tài nguyên bộ nhớ cho các chương trình trên cơ sở khi cần thiết.Khi hoạt động được hoàn thành, bộ nhớ được tái chế để sử dụng ở nơi khác. Một trong những thách thức chính đối với đơn vị quản lý bộ nhớ là cảm nhận khi dữ liệu không còn cần thiết và có thể bị loại bỏ.Điều này giải phóng bộ nhớ để sử dụng trên các quy trình khác.Quản lý bộ nhớ tự động và thủ công đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu riêng biệt vì vấn đề này.Quản lý bộ nhớ không hiệu quả trình bày một vấn đề lớn khi nói đến hiệu suất tối ưu của các hệ thống máy tính.