Методи розподілу пам'яті з використанням дискового простору. Поняття віртуальної пам'яті

Вже досить давно користувачі зіткнулися з проблемою розміщення в пам'яті програм, розмір яких перевищував наявну вільну пам'ять. Рішенням було розбиття програми на частини, звані оверлеями. 0-ий оверлей починав виконуватися першим. Коли він закінчував своє виконання, він викликав інший оверлей. Всі оверлеї зберігалися на диску і переміщувались між пам'яттю і диском засобами операційної системи. Однак розбивка програми на частини і планування їх завантаження в оперативну пам'ять повинен був здійснювати програміст.

Розвиток методів організації обчислювального процесу в цьому напрямку привело до появи методу, відомого під назвою віртуальна пам'ять. Так, наприклад, користувачу може бути надана віртуальна оперативна пам'ять, розмір якої перевершує всю наявну в системі реальну оперативну пам'ять. Користувач пише програми так, як ніби в його розпорядженні є однорідна оперативна пам'ять великого обсягу, але в дійсності всі дані, використовувані програмою, зберігаються на одному або декількох різнорідних запам’ятовуючих пристроях, звичайно на дисках, і при необхідності частинами відображаються в реальну пам'ять.

Таким чином, віртуальна пам'ять - це сукупність програмно-апаратних засобів, що дозволяють користувачам писати програми, розмір яких перевершує наявну оперативну пам'ять.

Для цього віртуальна пам'ять вирішує наступні завдання:

розміщує дані в запам'ятовуючих пристроях різного типу, наприклад, частина програми в оперативній пам'яті, а частина на диску; переміщує по мірі необхідності дані між пристроями, що запам'ятовують різного типу, наприклад, довантажує потрібну частину програми з диска в оперативну пам'ять; перетворює віртуальні адреси у фізичні.

Всі ці дії виконуються автоматично, без участі програміста, тобто механізм віртуальної пам'яті є прозорим по відношенню до користувача.

Найбільш поширеними реалізаціями віртуальної пам'яті є сторінковий, сегментний і сторінково-сегментний розподіл пам'яті, а також свопінг.