Nos sistemas operacionais de computadores, o que é uma tabela de páginas?

A maioria dos computadores possui duas formas de memória, memória virtual e memória física. A memória virtual, como o nome indica, é apenas uma construção que permite que um programa opere como se todas as informações necessárias para executá-la estivessem armazenadas no mesmo local. Cada informação armazenada na memória virtual corresponde a um endereço de memória física. Uma tabela de páginas é a estrutura de dados que o sistema operacional do computador usa para acompanhar as conexões entre a memória virtual e a memória física. O processo de correlação da memória virtual com a memória física é chamado de mapeamento.

O conceito de como a tabela de páginas organiza os dois tipos de memória é melhor compreendido usando um exemplo familiar. Quando um usuário do computador cria uma lista de reprodução em um programa de media player, ele ou ela pode gravar músicas de vários arquivos diferentes no computador. Os arquivos físicos não são movidos, mas o programa sabe para onde acessar cada música por vez.

A lista de reprodução é como a memória virtual. É um bloco contíguo de informações de fácil acesso pelo programa. Os arquivos individuais com as músicas individuais são como memória física. Eles são armazenados em muitos lugares diferentes em todo o computador. A memória física é armazenada em uma tabela de páginas.

Uma peça de hardware no computador recebe solicitações da memória virtual e acessa a tabela de páginas para encontrar o local da memória física dos dados. Esse hardware é chamado de unidade de gerenciamento de memória (MMU) ou unidade de conversão de endereço dinâmico (DAT). Para fazer com que o acesso aos dados aconteça o mais rápido possível, a MMU armazena um número finito de mapas frequentemente usados ​​em uma tabela denominada buffer de visualização da tradução. Operando como a guia de favoritos em um navegador da web, o buffer de tradução ao lado permite que o computador salte rapidamente para um local de memória usado com frequência.

Se o endereço em questão não for o solicitado pelo computador com frequência, a MMU acessará a tabela de páginas diretamente. Ele percorre a tabela até encontrar o endereço em questão. Em seguida, ele retorna o endereço para o buffer de tradução ao lado do qual o programa pode acessar as informações.

Às vezes, o computador não consegue encontrar o endereço na tabela da página. Isso pode acontecer se não existir um mapa entre a memória virtual e a memória física. Nesse caso, o sistema operacional enviará uma mensagem ao programa dizendo para desligar. A pesquisa também pode falhar se o arquivo físico tiver sido movido, por exemplo, se tiver sido colocado em um disco de backup e removido do sistema.