Loại bộ nhớ nào sử dụng một phần của ổ cứng mặc dù nó là RAM?

Hầu như tất cả các máy tính để bàn và máy tính xách tay đều có bộ nhớ ảo, một công nghệ sử dụng một phần của ổ cứng như thể đó là RAM. Bộ nhớ ảo truyền tải một số lợi thế, bao gồm khả năng chạy các chương trình rất lớn trên bất kỳ máy tính tương thích nào, kể cả những máy có dung lượng RAM vật lý khiêm tốn. Microsoft Windows và các hệ điều hành hiện đại khác tự động quản lý bộ nhớ ảo để tối đa hóa hiệu quả của máy tính.

Tại sao bộ nhớ ảo?

PC sử dụng RAM để giữ các chương trình đang chạy, mở tài liệu và kết quả tính toán trung gian. Tuy nhiên, các chương trình có thể quá lớn để phù hợp với bộ nhớ của máy tính, gây ra sự cố. Trước khi các kỹ sư phần mềm giới thiệu bộ nhớ ảo, mọi người phải lựa chọn cẩn thận các loại phần mềm họ chạy; nếu không, họ có nguy cơ gặp sự cố chương trình từ bộ nhớ không đủ. Bộ nhớ ảo nâng cao hạn chế đó, cho phép bạn chạy các chương trình ngay cả khi chúng quá lớn để phù hợp với RAM. Để thực hiện việc này, máy tính mượn thêm dung lượng bộ nhớ khi cần từ ổ cứng.

Quản lý bộ nhớ

Hệ điều hành có một chương trình đặc biệt gọi là trình quản lý bộ nhớ ảo; nó chia mỗi ứng dụng thành nhiều phần và tải chúng vào bộ nhớ ảo, đưa một số phần vào RAM và phần còn lại vào một tệp đặc biệt trên ổ cứng. Do bản chất của bộ nhớ ảo, mỗi chương trình nghĩ rằng nó có toàn bộ máy tính. Trong thực tế, các chương trình chia sẻ bộ nhớ vật lý và trình quản lý bộ nhớ theo dõi các chi tiết.

Không gian địa chỉ

RAM vật lý của máy tính có một không gian địa chỉ - một dãy số vị trí cho phép PC truy cập bất kỳ thông tin nào trong bộ nhớ. Ngoài không gian địa chỉ vật lý, trình quản lý bộ nhớ tạo không gian địa chỉ ảo, độc lập và lớn hơn nhiều so với bộ nhớ vật lý. Mỗi chương trình đang tồn tại trong không gian bộ nhớ ảo của riêng nó và đã sử dụng hoàn toàn nó. Bởi vì mỗi chương trình có không gian địa chỉ lớn của riêng mình, điều này giải phóng các nhà phát triển phần mềm để tạo ra các chương trình mà không cần quan tâm đến giới hạn bộ nhớ.

Bảo vệ bộ nhớ

Lỗi lập trình có thể dẫn đến xung đột bộ nhớ. Không có bộ nhớ ảo, một ứng dụng có thể vô tình ghi dữ liệu bên ngoài không gian bộ nhớ của chính nó, gây ra sự cố với các chương trình khác. Bộ nhớ ảo tạo ra một hệ thống bảo vệ bộ nhớ vì các chương trình không "nhìn thấy" địa chỉ bộ nhớ vật lý. Nếu lỗi lập trình tạo ra lỗi bộ nhớ, nó chỉ ảnh hưởng đến chính chương trình vi phạm.

Trao đổi

Với bộ nhớ ảo, PC có thể dễ dàng chạy nhiều chương trình hơn mức vừa với RAM. Trình quản lý bộ nhớ chỉ giữ các phần hoạt động của chương trình trong RAM và khi chương trình không hoạt động, trình quản lý sẽ chuyển nó ra khỏi RAM và vào một tệp đĩa - một quá trình gọi là trao đổi. Điều này giải phóng RAM cho các tác vụ đang hoạt động khác. Khi một chương trình không hoạt động trở lại hoạt động, trình quản lý bộ nhớ sẽ hoán đổi nó trở lại vào RAM.