Vad är en enhet för minneshantering? (med bilder)

Datormaskinvaran som ansvarar för att hantera datorns minnessystem kallas minneshanteringsenheten (MMU). Denna komponent fungerar som en buffert mellan CPU och systemminne. Funktionerna som utförs av minneshanteringsenheten kan typiskt delas in i tre områden: hårdvaruminneshantering, operativsystemminneshantering och applikationsminneshantering. Även om minneshanteringsenheten kan vara en separat chipkomponent, är den vanligtvis integrerad i den centrala processorenheten (CPU).

I allmänhet inkluderar hårdvaran associerad med minneshantering slumpminnet (RAM) och minnescacher. RAM är det fysiska lagringsutrymmet som finns på hårddisken. Det är det huvudsakliga lagringsområdet på datorn där data läses och skrivs. Memory caches används för att hålla kopior av viss data från huvudminnet. CPU: n får åtkomst till denna information som finns i minnescachen, vilket hjälper till att påskynda behandlingstiden.

När det fysiska minnet, eller RAM, är slut på minnesutrymmet, använder datorn automatiskt virtuellt minne från hårddisken för att köra det begärda programmet. Enheten för minneshantering tilldelar minne från operativsystemet till olika applikationer. Det virtuella adressområdet, som är beläget i den centrala behandlingsenheten, består av ett intervall adresser som är indelade i sidor. Sidor är sekundära lagringsblock som är lika stora. Den automatiska personsökningsprocessen gör det möjligt för operativsystemet att använda lagringsutrymme som är utspridda på hårddisken.

Istället för att användaren får ett felmeddelande om att det inte finns tillräckligt med minne, instruerar MMU automatiskt systemet att bygga tillräckligt med virtuellt minne för att köra programmet. Sammanhängande virtuellt minnesutrymme skapas av en pool med lika stora block av virtuellt minne för att köra applikationen. Den här funktionen är en viktig nyckel för att denna process ska fungera effektivt och effektivt eftersom systemet inte krävs för att skapa en bit virtuellt minne för att hantera programkraven. Att skapa olika storlekar på minnesutrymme för att rymma olika storleksprogram orsakar ett problem som kallas fragmentering. Detta kan leda till att det inte finns tillräckligt med ledigt utrymme för större program när det totala tillgängliga utrymmet faktiskt är tillräckligt.

Hantering av applikationsminne innebär processen att fördela minnet som krävs för att köra ett program från de tillgängliga minnesresurserna. I större operativsystem kan många kopior av samma applikation köras. Enheten för minneshantering tilldelar ofta en applikation den minnesadress som bäst passar dess behov. Det är enklare att tilldela dessa program samma adresser. Dessutom kan minneshanteringsenheten distribuera minnesresurser till program efter behov. När operationen är klar återvinns minnet för användning någon annanstans.

En av de viktigaste utmaningarna för minneshanteringsenheten är att känna när data inte längre behövs och kan kasseras. Detta frigör minne för användning på andra processer. Automatisk och manuell minneshantering har blivit ett separat studieområde på grund av denna fråga. Ineffektiv minnehantering är en viktig fråga när det gäller datorsystemens optimala prestanda.