Co je jednotka správy paměti?
Počítačový hardware, který je zodpovědný za správu paměťového systému počítače, se nazývá jednotka správy paměti (MMU). Tato součást slouží jako vyrovnávací paměť mezi CPU a systémovou pamětí. Funkce prováděné jednotkou správy paměti lze obvykle rozdělit do tří oblastí: správa hardwarové paměti, správa paměti operačního systému a správa aplikační paměti. Ačkoli jednotka pro správu paměti může být samostatná součást čipu, je obvykle integrována do centrální procesorové jednotky (CPU).
Obecně hardware spojený se správou paměti zahrnuje paměť s náhodným přístupem (RAM) a paměťové mezipaměti. RAM je prostor pro fyzické úložiště, který je umístěn na pevném disku. Je to hlavní paměťová oblast počítače, kde jsou data čtena a zapisována. Paměťové mezipaměti se používají k uložení kopií určitých dat z hlavní paměti. CPU přistupuje k těmto informacím uloženým v mezipaměti paměti, což pomáhá urychlit dobu zpracování.
Když ve fyzické paměti nebo RAM dojde nedostatek paměti, počítač automaticky použije virtuální paměť z pevného disku ke spuštění požadovaného programu. Jednotka správy paměti přiděluje paměť z operačního systému různým aplikacím. Oblast virtuální adresy, která je umístěna v centrální procesorové jednotce, se skládá z řady adres, které jsou rozděleny do stránek. Stránky jsou bloky sekundárního úložiště, které mají stejnou velikost. Automatizovaný stránkovací proces umožňuje operačnímu systému využívat úložný prostor rozptýlený na pevném disku.
Místo toho, aby uživatel obdržel chybovou zprávu, že není dostatek paměti, MMU automaticky dá pokyn systému, aby vytvořil dostatek virtuální paměti k provedení aplikace. Přilehlý prostor virtuální paměti je vytvořen z fondu bloků virtuální velikosti stejné velikosti pro spuštění aplikace. Tato funkce je hlavním klíčem k tomu, aby tento proces fungoval efektivně a efektivně, protože od systému není vyžadováno vytvoření jednoho kusu virtuální paměti pro zpracování požadavků programu. Vytváření různých velikostí paměti pro programy různých velikostí způsobuje problém známý jako fragmentace. To by mohlo vést k tomu, že nebude mít dostatek volného místa pro větší programy, když je celkový prostor k dispozici.
Správa aplikační paměti zahrnuje proces přidělení paměti potřebné pro spuštění programu z dostupných paměťových prostředků. Ve větších operačních systémech lze spouštět mnoho kopií stejné aplikace. Jednotka správy paměti často přiřazuje aplikaci paměťovou adresu, která nejlépe vyhovuje její potřebě. Je jednodušší přiřadit těmto programům stejné adresy. Jednotka správy paměti může také distribuovat paměťové prostředky do programů podle potřeby. Po dokončení operace se paměť recykluje pro použití jinde.
Jednou z hlavních výzev pro jednotku pro správu paměti je snímání, kdy již data nejsou potřebná a lze je vyřadit. Tím se uvolní paměť pro použití v jiných procesech. Automatická a manuální správa paměti se kvůli tomuto problému stala samostatným oborem. Neefektivní správa paměti představuje hlavní problém, pokud jde o optimální výkon počítačových systémů.