コンピューターオペレーティングシステムでは、ページテーブルとは何ですか？

ほとんどのコンピューターには、仮想メモリと物理メモリ、2つの形式のメモリがあります。名前が示すように、仮想メモリは、実行するのに必要なすべての情報が同じ場所に保存されているかのようにプログラムを操作できるようにする単なる構成です。仮想メモリに保存されている各情報は、物理メモリアドレスに対応しています。ページテーブルは、コンピューターのオペレーティングシステムが仮想メモリと物理メモリ間の接続を追跡するために使用するデータ構造です。仮想メモリを物理メモリと相関させるプロセスは、マッピングと呼ばれます。

ページテーブルが2種類のメモリを整理する方法の概念は、よく知られた例を使用して最もよく理解されています。コンピューターユーザーがメディアプレーヤープログラムでプレイリストを作成すると、コンピューター上のいくつかの異なるファイルから曲を撮ることができます。物理ファイルは移動されませんが、プログラムは各曲にアクセスする場所を順番に知っています。

プレイリストは仮想メモリのようなものです。それは隣接するブロックですofプログラムによって簡単にアクセスできます。個々の曲を含む個々のファイルは、物理的な記憶のようなものです。それらは、コンピューター全体のさまざまな場所に保管されています。物理メモリはページテーブルに保存されます。

コンピューター内のハードウェアは、仮想メモリからリクエストを受信し、ページテーブルにアクセスしてデータの物理メモリの位置を見つけます。このハードウェアは、メモリ管理ユニット（MMU）または動的アドレス変換（DAT）ユニットのいずれかと呼ばれます。データアクセスをできるだけ早くデータを実現するために、MMUは、翻訳Lookasideバッファーと呼ばれるテーブルに有限の数の頻繁に使用されるマップを保存します。 Webブラウザのお気に入りのタブのように動作する翻訳Lookasideバッファーにより、コンピューターは頻繁に使用されるメモリの場所にすばやくジャンプできます。

問題の住所がコンピューターが頻繁に要求するものではない場合、MMUはページテーブルに直接アクセスします。問題の住所が見つかるまでテーブルをスキャンします。次に、プログラムが情報にアクセスできる翻訳lookasideバッファーにアドレスを返します。

時々、コンピューターがページテーブルにアドレスが見つからない場合があります。これは、仮想メモリと物理メモリの間にマップが存在しない場合に発生する可能性があります。この場合、オペレーティングシステムはプログラムにメッセージを送信し、シャットダウンするように伝えます。物理ファイルが移動されている場合、たとえばバックアップディスクに配置されてシステムから削除された場合、検索は失敗する可能性があります。