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Definition - Was bedeutet virtueller Speicher (VM)?
Virtueller Speicher (VM) ist eine Funktion, die für den Kern eines Betriebssystems (OS) entwickelt wurde und zusätzlichen Hauptspeicher simuliert, z. B. RAM (Arbeitsspeicher) oder Plattenspeicher. Diese Technik umfasst die Manipulation und Verwaltung des Speichers, indem das Laden und Ausführen größerer Programme oder mehrerer Programme gleichzeitig ermöglicht wird. Außerdem kann jedes Programm so arbeiten, als hätte es unendlich viel Speicher und wird häufig als kostengünstiger angesehen als der Kauf von zusätzlichem RAM.
Der virtuelle Speicher ermöglicht es der Software, zusätzlichen Speicher zu nutzen, indem das Festplattenlaufwerk (HDD) als temporärer Speicher verwendet wird. Die meisten Zentraleinheiten (CPUs) bieten Speicherverwaltungseinheiten (Memory Management Units, MMUs), die den virtuellen Speicher unterstützen. Die MMU unterstützt die "Seitentabellen", die zum Transformieren der "realen" und "virtuellen" Adressen im Speicher und auf der Festplatte verwendet werden.
Ein Betriebssystem, das virtuellen Speicher verwendet, gibt Speicherplatz frei, indem Daten von der Festplatte übertragen werden, die nicht sofort benötigt werden. Wenn die Daten benötigt werden, werden sie zurück auf die Festplatte kopiert. Wenn der gesamte RAM-Speicher belegt ist, werden die Daten von der VM auf die Festplatte und wieder zurück übertragen. Somit ermöglicht VM einen größeren Gesamtsystemspeicher. Kompliziertes Schreiben von Code ist jedoch erforderlich.
Techopedia erklärt Virtual Memory (VM)
In den 1940er und 1950er Jahren, vor VM, implementierten große Programme Logik zur Verwaltung des primären und sekundären Speichers. Der Prozess wurde als Überlagerung bezeichnet. Wenn ein Programm größer als der Arbeitsspeicher war, konnten Teile des Programms, die nicht kontinuierlich verwendet wurden, als Overlay behandelt werden. Jedes einzelne Overlay würde das aktuelle Overlay im Speicher überschreiben. Die Programmierung für die Überlagerung war umfangreich. Einer der Hauptgründe für die Erstellung einer VM war nicht der zusätzliche Primärspeicher, sondern die einfache Programmierung. Bis 1969 wurde die Effektivität des virtuellen Speichers erkannt; und es wurde weit verbreitet.
VM versucht buchstäblich, mehr RAM oder Plattenspeicher zu verwenden, als tatsächlich vorhanden ist. Durch diesen Vorgang kann die CPU größere und mehrere Programme gleichzeitig verarbeiten. VM ist ein gewöhnliches Betriebssystem- und Hardwareprogramm, das eine Festplatte verwendet, indem Speicher temporär gespeichert und gesteuert wird. Durch das Manipulieren und Verwalten des Speichers kann jede Anwendung so funktionieren, als hätte sie nahezu unbegrenzten Speicher. Der temporäre Speicher wird von einer Speicherverwaltungseinheit (Memory Management Unit, MMU) verwaltet, die auch als "Paged Memory Management Unit" (PMMU) bezeichnet wird.
Der „echte“ Speicher ist in kleine Abschnitte unterteilt, die als „Seiten“ bezeichnet werden. Die Seiten haben im Allgemeinen eine Größe von 4 Kilobyte. Wenn der gesamte RAM- oder Plattenspeicher verwendet wird, wird jede nicht verwendete Seite in eine sogenannte Auslagerungsdatei in den virtuellen Speicher geschrieben. Wenn die Auslagerungsdatei benötigt wird, wird sie zurück in den „realen“ Speicher übersetzt, ein Vorgang, der als Auslagerung von Seiten bezeichnet wird.
Einer der wenigen Nachteile der Verwendung von VM besteht darin, dass es zu einem übermäßigen Seitenwechsel kommen kann, insbesondere wenn ein Benutzer über zahlreiche offene Anwendungen verfügt. Dies kann dazu führen, dass Programme drastisch langsamer werden, da die CPU viel Zeit mit dem Schreiben auf die Festplatte verbringt. Die signifikante Leistungsminderung wird als Thrashing bezeichnet.
