No mundo de hoje, com o advento dos computadores, dependemos enormemente da tecnologia para todos os tipos de trabalho – pessoal ou empresarial. Portanto, é fundamental conhecer e compreender como funciona a tecnologia. Uma das principais características de todos os computadores é a capacidade de otimizar o gerenciamento de memória e armazenar e executar aplicativos usando memória virtual.
Compreender o sistema de memória embutido do desktop moderno nos permite escolher a memória virtual ideal no sistema operacional para otimização. Além disso, o conhecimento nos permite garantir que nossos computadores funcionem de forma segura, segura e eficaz.
O que é memória virtual?
A memória virtual é principalmente uma técnica de alocação de armazenamento no sistema operacional de um computador para emular a RAM do computador. O armazenamento virtual otimiza o gerenciamento de memória transferindo dados entre a memória de acesso aleatório (RAM) e o disco rígido, usando hardware e software para compensar a falta de memória física do computador. Consequentemente, a memória virtual dá ao usuário a ilusão de uma grande memória principal.
A maioria dos computadores hoje tem 8 gigabytes (GB) de RAM, mas às vezes é necessária mais do que a memória para executar aplicativos de maneira suave e eficaz. Portanto, a memória virtual é usada para eficácia, multitarefa e bom funcionamento dos aplicativos. Porém, é recomendável confiar menos na memória virtual, pois ela é mais lenta que a RAM e pode causar inconsistências no sistema.
Como funciona a memória virtual?
Hardware e software são necessários para o funcionamento da memória virtual. A RAM armazena dados do programa em um endereço físico quando um aplicativo é usado. Os endereços de memória são traduzidos automaticamente por uma unidade de gerenciamento de memória (MMU), que mapeia o endereço para RAM.
Se for necessário espaço de RAM com urgência, os dados serão trocados da RAM para armazenamento ou memória virtual. O gerenciador de memória do computador é responsável por acompanhar as alterações ou deslocamentos entre a memória física e a virtual.
O sistema operacional particiona a memória com vários endereços em arquivos de paginação ou troca arquivos enquanto move a memória virtual para a memória física. Cada página é mantida em um disco, que é então copiado para a memória principal pelo sistema operacional, que converte endereços virtuais em endereços reais quando a página é necessária.
Portanto, considera-se que computadores com mais RAM funcionam de forma mais eficaz e segura, pois a troca e o uso extensivo de memória virtual causam uma aparente redução no desempenho dos computadores.
Tipos de memória virtual
A MMU de um computador é responsável por gerenciar as operações da memória virtual. O hardware MMU é normalmente integrado à unidade central de processamento (CPU) dos computadores. A CPU também cria o espaço de endereço virtual.
A memória virtual normalmente é segmentada ou paginada. Cada tipo de memória virtual tem sua própria função e é preferida por diferentes usuários.
Paginação
Um dos métodos mais populares de gerenciamento de memória virtual é a paginação de memória. Ele armazena as páginas de processo menos utilizadas na memória secundária. Os dados descarregados pela RAM do computador são armazenados em um arquivo swap, local específico do disco rígido que o computador utiliza para essa finalidade.
Para garantir que nunca fique sem memória real, o computador move arquivos desnecessários para o disco rígido, liberando RAM para outras operações que exigem muita memória.
Segmentação
Na segmentação, a memória é dividida em segmentos de comprimentos variados. Além disso, os segmentos não utilizados são movidos do espaço de memória do computador para o disco rígido. As tabelas de segmentos controlam o armazenamento de seções na memória virtual e em endereços físicos.
A segmentação divide a memória em seções de vários comprimentos, enquanto a paginação faz isso em seções iguais. Além disso, embora a segmentação seja mais lenta que a paginação, ela fornece mais acesso ao usuário na determinação do comprimento da seção. Portanto, diferentes tipos de memória virtual em sistemas operacionais dependem das necessidades do usuário.
Vantagens da memória virtual
A memória virtual no sistema operacional inegavelmente facilitou a vida de muitos usuários e tem muitas vantagens.
Evitando a necessidade de comprar RAM extra
Possibilitando a execução de programas em máquinas maiores que sua memória física
Execução de vários programas simultaneamente ou multitarefa
Aumentando a taxa na qual nosso computador utiliza sua memória física
Permitir a implantação de um ambiente de multiprogramação sem quaisquer restrições
Programas que podem estimar os endereços físicos de outros programas aumentam a segurança dos dados
Facilitando a depuração da execução simultânea de muitos aplicativos.
Além disso, os administradores podem utilizar estratégias de gerenciamento de memória virtual em um ambiente de computação virtualizado para fornecer memória extra a uma máquina virtual (VM) que tenha esgotado seus recursos. O desempenho da VM e a flexibilidade de administração podem ser aprimorados por essas estratégias de gerenciamento de virtualização.
Desvantagens da memória virtual
Embora não possamos negar os inúmeros benefícios da memória virtual, algumas desvantagens podem ser um obstáculo para muitos usuários.
Como a memória física é mais rápida e fácil de acessar, os computadores preferem usá-la em vez da memória virtual.
Os aplicativos armazenados virtualmente podem demorar mais para carregar porque os computadores precisam fazer a transição entre a memória virtual e a física.
Thrashing é um fenômeno em que um computador com pouca RAM sempre alterna entre memória virtual e física. Atrasos no desempenho podem fazer com que o computador fique mais lento.
A memória disponível de um computador geralmente diminui se ele tiver pouco armazenamento secundário.
O suporte adicional de hardware facilita a transferência de dados entre a memória virtual e real de um computador.
Aplicativos grandes ocupam espaço de armazenamento virtual quando abertos e armazenados, que normalmente é usado por computadores para armazenar dados de longo prazo.
Reduz o desempenho geral e a estabilidade do sistema.
Indubitavelmente, o desenvolvimento da memória virtual no sistema operacional facilitou a vida dos usuários de computador com maior estabilidade do sistema e capacidade de memória. Embora o armazenamento virtual possa resultar em atraso e lentidão no desempenho, ele tende a ser barato em comparação com a RAM.
A Universidade de Manchester, em Manchester, Inglaterra, é a primeira a receber o crédito pela tentativa de desenvolver armazenamento de memória virtual.
No entanto, o armazenamento virtual não foi incorporado nos primeiros PCs, pois os desenvolvedores precisavam considerar a falta de memória como um problema nessas máquinas.
A Intel incorporou a memória virtual em seu modo protegido em 1982 e abriu um novo domínio de desenvolvimento e facilidade para o mundo dos computadores.
Perguntas frequentes
1. O que é memória virtual e seu exemplo?
A memória virtual é principalmente uma técnica de alocação de armazenamento no sistema operacional de um computador para emular a RAM do computador e fornecer a ilusão de uma memória principal maior.
Por exemplo, um aluno aproveita o mecanismo de memória virtual do seu computador para executar vários programas ao mesmo tempo. O usuário tenta abrir um sistema de gerenciamento de conteúdo, um programa de processamento de texto e um programa de agendamento de turnos, além de seu e-mail em uma janela do navegador.
2. A memória virtual é um tipo de RAM?
Não, a memória física que abriga os programas, documentos e operações de um computador é chamada de memória de acesso aleatório ou RAM. Quando a RAM de um computador fica vazia, os arquivos do disco rígido podem ser recuperados da memória virtual.
3. Qual memória é chamada de memória virtual?
A técnica de gerenciamento de memória no sistema operacional otimiza o gerenciamento de memória transferindo dados entre a memória de acesso aleatório (RAM) e o disco rígido, usando hardware e software para compensar a falta de memória física do computador, chamada memória virtual.
4. Qual é a aplicação da memória virtual?
A memória virtual é um esquema de sistema operacional que usa hardware e software para otimizar o gerenciamento de memória e compensar a escassez de memória física emulando RAM.
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