บทที่ 5 หน่วยความจำเสมือน

บทที่ 5

หน่วยความจำเสมือน

โดย นาย วีรินทร์ เรือนก้อน  รหัสนักศึกษา 6031280063

หน่วยความจำเสมือน

          พัฒนาการของการจัดการหน่วยความจำได้มีการพัฒนาเทคนิคหรือวิธีการต่าง ๆ เพื่อตอบสนองการทำงานที่มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น เช่นการรันโปรแกรมหลาย ๆ โปรแกรมที่มีความ  รวดเร็ว และสามารถรันงานขนาดใหญ่กว่าหน่วยความจำที่มีอยู่จำกัดได้อย่างไร

          ในส่วนของหน่วยความจำเสมือนนี้ มีแนวคิดที่ว่า จะไม่สนใจว่าระบบคอมพิวเตอร์ที่มีอยู่นั้นมีหน่วยความจำขนาดเท่าใด แต่อย่างก็ตามจะต้องสามารถรันงานที่มีขนาดใหญ่โตหรืองานที่ต้องใช้หน่วยความจำมหาศาลได้ ซึ่งระบบปฎิบัติการจะต้องจัดสรรหน่วยความจำเพื่อ   บริการเหล่านี้ได้ และเป็นที่ทราบกันดีว่า หน่วยความจำนั้นมีราคาแพง การขยายหน่วยความจำให้ขนาดเพิ่มขึ้นนั้นคือไม่ใช้ทางออกที่ดีที่สุด กล่าวคือถึงแม้ว่าจะมีการเพิ่มขยายหน่วยความจำมากเท่าใด ก็มิอาจจะเพียงพอต่อความต้องการของผู้ใช้งานอยู่ดีเนื่องจากว่าในปัจจุบันโปรแกรมต่าง ๆ หรือข้อมูลต่าง ๆ นั้นเป็นลักษณะของภาพ, ฐานข้อมูล , มัลติมีเดีย ที่มีขนาดใหญ่โต และการใช้งานคอมพิวเตอร์ก็มักจะโหลดงานต่าง ๆ มากกว่าหนึ่งงาน ทำให้จำเป็นต้องใช้หน่วยความจำที่เพิ่มขึ่น ดังนั้นจึงมีวิธีการหนึ่งรียกว่า หน่วยความจำเสมือน โดยการนำหน่วยความจำสำรอง เช่น ฮาร์ดดิสก์มาจำลองเป็นหน่วยความจำหลัก และที่สำคัญฮาร์ดดิสก์นั้นมีความจุที่สูงกว่าหน่วยความจำหลักมาก และราคาถูกหน่วยความจำเสมือนนี้ใช้แนวคิดในการทำงานแบบโวเวอร์เลย์ด้วยการโหลดแกรมที่จำเป็นต้องใช้งานไว้ในหน่วยความจำ กล่าวคืโปรแกรมทั่ว ๆ ไป จากเริ่มทำงานจากส่วนต้นโปรแกรมไปเรื่อย ๆ ซึ่งในขณะนั้นโปรแกรมส่วนท้าย ๆ ก็ยังไม่ใดถูกใช้ ดังนั้นไม่จำเป็นต้องนำโปรแกรมทั้งที่มีอยู่มาลงไว้ในหน่วยความจำ หลักการของหน่วยความจำเสมือมนี้เป็นหน้าที่ของระบบปฎิบัติการที่จัดการดูแลเองโดยผู้ใช้งานไม่จำเป็นต้องรับรู้ในการทำงานส่วนนี้ ซึ่งต่างกับโฮลเวอร์เลย์ที่ผู้เขียนโรแกรมต้องเขียนขึ้นเอง





          ๐ ระบบเพจ (Paging)
          ระบบเพจ หรือระบบการแบ่งหน้า เป็นการจัดการหน่วยความจำวิธีหนึ่ง ซึ่งสามารถทำให้ซีพียูทำการโปรเซสข้อมูลได้ แม้ว่ามีบ่างส่วนของโปรแกรมและข้อมูลอยู่ในหน่วยความจำหลัก ระบบเพจนี้จะแก่ไข้ปัญหาว่าด้วยโปรแกรมที่โหลดเข้ามาในหน่วยความจำมีขนาดใหญ่กว่าหน่วยความจำหลัก แต่ด้วยหลักการของระบบเพจ ก็จะจัดการแบ่งหน่วยความจำออกเป็นเฟรม (Frame) หรือที่เรียกว่าเพจเฟรม (Page Frame) และหน่วยความจำสำรอง เช่น  ฮาร์ดิสก์ที่มีขนาดความจุสูงกว่า และสามารถนำหน่วยความจำทั้งสองรวมเข้าด้วยกันเปรียบเสมือนกับหน่วยความจำหลักขนาดใหญ่ที่สามารถจำหลักขนาดใหญ่ที่สามารถจัดการโปรแกรมขนาดใหญ่ ๆ ได้ระบบแบ่งหน้าหรือระบบเพจทำให้ทำให้สามารถเขียนโปรแกรมที่มีขนาดใหญ่กว่าหน่วยความจำหลักได้ เพราะโปรแกรมไม่ต้องอยู่ในหน่วยความจำทั้งหมดในขณะที่ได้โปรเซสงานนั้นอยู่ ซึ่งระบบเพจนี้ให้เกิดหน่วยความจำ (Vitrual memory) ที่มีขนาดใหญ่กว่าหน่วยความจำจริง ในการแบ่งโปรแกรมและข้อมูลออกเป็นหน้านี้ สามารถมองเห็นได้เฉพาะจากระบบปฎิบัติการและในระบบฮาร์ดแวร์เท่านั้น โดยการแบ่งปันหน้าหรือเพจนั้น ตัวโปรแกรมและตัวแปลโปรแกรม และรวมถึงผู้เขียนหรือผู้ใช้งานโปรแกรมจะไม่สามารถมองเห็น ซึ่งตัวระบบปฎิบัติการจะเป็นตัวอำนวยความสะดวกและจัดการให้ทั้งสิ้น








อ้างอิงที่มา : https://sites.google.com/site/operatingsytemsyvc/hnwy-khwam-ca-semuxn