W komputerowych systemach operacyjnych, czym jest tablica stron?

Większość komputerów ma dwie formy pamięci, pamięć wirtualną i pamięć fizyczną. Pamięć wirtualna, jak sama nazwa wskazuje, jest jedynie konstrukcją, która pozwala programowi działać tak, jakby wszystkie informacje potrzebne do jego uruchomienia były przechowywane w tym samym miejscu. Każda informacja przechowywana w pamięci wirtualnej odpowiada adresowi pamięci fizycznej. Tablica stron to struktura danych wykorzystywana przez system operacyjny komputera do śledzenia połączeń między pamięcią wirtualną a pamięcią fizyczną. Proces korelowania pamięci wirtualnej z pamięcią fizyczną nazywa się mapowaniem.

Pojęcie tego, jak tablica stron organizuje dwa rodzaje pamięci, najlepiej zrozumieć na znanym przykładzie. Gdy użytkownik komputera tworzy listę odtwarzania w programie do odtwarzania multimediów, może pobierać utwory z kilku różnych plików na komputerze. Fizyczne pliki nie są przenoszone, ale program wie, gdzie przejść, aby uzyskać dostęp do każdej piosenki po kolei.

Lista odtwarzania przypomina pamięć wirtualną. Jest to ciągły blok informacji, do którego program ma łatwy dostęp. Poszczególne pliki z poszczególnymi utworami są jak pamięć fizyczna. Są one przechowywane w wielu różnych miejscach w całym komputerze. Pamięć fizyczna jest przechowywana w tabeli stron.

Element komputera w komputerze odbiera żądania z pamięci wirtualnej, a następnie uzyskuje dostęp do tabeli stron w celu znalezienia fizycznej lokalizacji danych w pamięci. Sprzęt ten nazywany jest jednostką zarządzania pamięcią (MMU) lub jednostką dynamicznego tłumaczenia adresu (DAT). Aby umożliwić dostęp do danych tak szybko, jak to możliwe, MMU przechowuje skończoną liczbę często używanych map w tabeli zwanej buforem translacyjnym. Działający jak zakładka ulubionych w przeglądarce internetowej, bufor podglądu tłumaczenia pozwala komputerowi szybko przeskoczyć do często używanej lokalizacji pamięci.

Jeśli dany adres nie jest adresem, o który często pyta komputer, MMU uzyska bezpośredni dostęp do tabeli stron. Przeszukuje tabelę, dopóki nie znajdzie odpowiedniego adresu. Następnie zwraca adres do bufora podręcznego tłumaczenia, z którego program może uzyskać dostęp do informacji.

Czasami komputer nie może znaleźć adresu w tabeli stron. Może się to zdarzyć, jeśli nie ma mapy między pamięcią wirtualną a pamięcią fizyczną. W takim przypadku system operacyjny wyśle ​​do programu komunikat informujący o zamknięciu. Wyszukiwanie może również zakończyć się niepowodzeniem, jeśli plik fizyczny został przeniesiony, na przykład jeśli został umieszczony na dysku kopii zapasowej i usunięty z systemu.