Qu'est-ce qu'une unité de gestion de la mémoire? (Avec des photos)
Le matériel informatique responsable de la gestion du système de mémoire de l'ordinateur est appelé unité de gestion de la mémoire (MMU). Ce composant sert de tampon entre la CPU et la mémoire système. Les fonctions exécutées par l'unité de gestion de mémoire peuvent généralement être divisées en trois zones: gestion de la mémoire matérielle, gestion de la mémoire du système d'exploitation et gestion de la mémoire d'application. Bien que l'unité de gestion de la mémoire puisse être un composant de puce distinct, elle est généralement intégrée à l'unité centrale (CPU).
Généralement, le matériel associé à la gestion de la mémoire comprend une mémoire vive (RAM) et des caches de mémoire. La RAM est le compartiment de stockage physique situé sur le disque dur. C'est la principale zone de stockage de l'ordinateur où les données sont lues et écrites. Les caches de mémoire sont utilisés pour conserver des copies de certaines données de la mémoire principale. La CPU accède à ces informations contenues dans la mémoire cache, ce qui accélère le temps de traitement.
Lorsque la mémoire physique, ou RAM, manque d'espace mémoire, l'ordinateur utilise automatiquement la mémoire virtuelle du disque dur pour exécuter le programme demandé. L'unité de gestion de la mémoire alloue de la mémoire du système d'exploitation à diverses applications. La zone d'adresses virtuelles, située dans l'unité de traitement centrale, est composée d'une plage d'adresses divisée en pages. Les pages sont des blocs de stockage secondaires de taille égale. Le processus de pagination automatisé permet au système d’exploitation d’utiliser l’espace de stockage dispersé sur le disque dur.
Au lieu que l'utilisateur reçoive un message d'erreur indiquant qu'il n'y a pas assez de mémoire, le MMU demande automatiquement au système de créer suffisamment de mémoire virtuelle pour exécuter l'application. Un espace de mémoire virtuelle contigu est créé à partir d'un pool de blocs de taille égale de mémoire virtuelle pour l'exécution de l'application. Cette fonctionnalité est essentielle pour que ce processus fonctionne efficacement car il n’est pas nécessaire que le système crée un seul bloc de mémoire virtuelle pour répondre aux besoins du programme. La création de différentes tailles d’espace mémoire pour accueillir des programmes de différentes tailles pose un problème appelé fragmentation. Cela pourrait entraîner la possibilité de ne pas disposer de suffisamment d'espace libre pour des programmes plus volumineux alors que l'espace total disponible est suffisant.
La gestion de la mémoire d'application implique le processus d'allocation de la mémoire nécessaire pour exécuter un programme à partir des ressources de mémoire disponibles. Dans les systèmes d'exploitation plus importants, de nombreuses copies de la même application peuvent être en cours d'exécution. L'unité de gestion de mémoire attribue souvent à une application l'adresse de mémoire qui convient le mieux à ses besoins. Il est plus simple d'attribuer les mêmes adresses à ces programmes. En outre, l'unité de gestion de mémoire peut distribuer des ressources de mémoire aux programmes selon les besoins. Lorsque l'opération est terminée, la mémoire est recyclée pour être utilisée ailleurs.
L'un des principaux défis de l'unité de gestion de la mémoire consiste à détecter le moment où les données ne sont plus nécessaires et peuvent être supprimées. Cela libère de la mémoire pour une utilisation sur d'autres processus. La gestion automatique et manuelle de la mémoire est devenue un domaine d'étude distinct en raison de ce problème. Une gestion de la mémoire inefficace pose un problème majeur pour optimiser les performances des systèmes informatiques.