Hvad er en hukommelsesstyringsenhed? (med billeder)

Den computerhardware, der er ansvarlig for styring af computerens hukommelsessystem kaldes hukommelsesstyringsenheden (MMU). Denne komponent fungerer som en buffer mellem CPU og systemhukommelse. Funktionerne, der udføres af hukommelsesstyringsenheden, kan typisk opdeles i tre områder: hardwarehukommelsesadministration, styringssystemets hukommelsesstyring og applikationshukommelsesadministration. Selvom hukommelsesstyringsenheden kan være en separat chipkomponent, er den normalt integreret i den centrale behandlingsenhed (CPU).

Generelt inkluderer hardware, der er forbundet med hukommelsesstyring, tilfældig hukommelse (RAM) og hukommelsescacher. RAM er det fysiske opbevaringsrum, der er placeret på harddisken. Det er det vigtigste lagerområde på computeren, hvor data læses og skrives. Hukommelsescacher bruges til at opbevare kopier af bestemte data fra hovedhukommelsen. CPU'en får adgang til disse oplysninger, der opbevares i hukommelsescachen, hvilket hjælper med at fremskynde behandlingstiden.

Når den fysiske hukommelse, eller RAM, løber tør for hukommelsesplads, bruger computeren automatisk virtuel hukommelse fra harddisken til at køre det ønskede program. Hukommelsesadministrationsenheden tildeler hukommelse fra operativsystemet til forskellige applikationer. Det virtuelle adresseområde, der er placeret i den centrale behandlingsenhed, består af en række adresser, der er opdelt i sider. Sider er sekundære lagerblokke, der har samme størrelse. Den automatiske personsøgerproces gør det muligt for operativsystemet at bruge lagerplads, der er spredt på harddisken.

I stedet for at brugeren modtager en fejlmeddelelse om, at der ikke er nok hukommelse, instruerer MMU automatisk systemet til at opbygge nok virtuel hukommelse til at udføre applikationen. Sammenhængende virtuel hukommelsesplads oprettes ud af en pulje med samme størrelse blokke af virtuel hukommelse til at køre applikationen. Denne funktion er en vigtig nøgle til at få denne proces til at fungere effektivt og effektivt, fordi systemet ikke er nødvendigt for at skabe en del af virtuel hukommelse til at håndtere programkravene. Oprettelse af forskellige størrelser af hukommelsesplads til at rumme forskellige størrelsesprogrammer medfører et problem, der kaldes fragmentering. Dette kan føre til muligheden for ikke at have nok ledig plads til større programmer, når den samlede disponible plads faktisk er nok.

Administration af applikationshukommelse indebærer processen med at allokere den nødvendige hukommelse til at køre et program fra de tilgængelige hukommelsesressourcer. I større operativsystemer kan mange kopier af den samme applikation køre. Hukommelsesadministrationsenheden tildeler ofte et program den hukommelsesadresse, der bedst passer til dens behov. Det er enklere at tildele disse programmer de samme adresser. Hukommelsesadministrationsenheden kan også distribuere hukommelsesressourcer til programmer efter behov. Når handlingen er afsluttet, genanvendes hukommelsen til brug et andet sted.

En af hovedudfordringerne for hukommelsesstyringsenheden er at fornemme, når data ikke længere er nødvendige og kan kasseres. Dette frigør hukommelse til brug på andre processer. Automatisk og manuel hukommelseshåndtering er blevet et separat studieretning på grund af dette problem. Ineffektiv hukommelsesstyring er et stort problem, når det gælder optimal ydelse af computersystemer.