Физическая и виртуальная память: что нужно знать

В этой статье мы расскажем об основных различиях между виртуальной и физической памятью. Если вам это интересно, давайте вместе изучим эту тему.

Что такое физическая память

История развития физической памяти началась с таких технологий, как трубки Уильямса-Килберна, линии задержки и вращающиеся магнитные барабаны. До 1950-х годов наиболее распространённым подходом считалась память с магнитным сердечником, и она использовалась вплоть до 1970-х годов. После этого появилась новая технология — полупроводниковая память.

Такой прогресс привел к созданию хорошо известной оперативной памяти (RAM), которую также называют основной или физической памятью. Память с произвольным доступом обычно расположена на материнской плате; она является энергозависимой и имеет определенные ограничения по объему из-за размера микросхемы ОЗУ. Для ее правильного функционирования требуется постоянный поток данных, а перебои с питанием могут привести к серьезным проблемам со стиранием информации.

Доступ к физической памяти осуществляется линейно. Кроме того, эта память содержит инструкции для выполнения программ, и процессор может обращаться к этому типу памяти напрямую.

Обычно все программы хранятся на жестком диске, и процессору требуется гораздо больше времени для доступа к этой информации на жестком диске. В то время как, когда такие программы хранятся в физической памяти, процессор может обрабатывать такие данные гораздо быстрее.

Что такое виртуальная память

Виртуальную память можно охарактеризовать как стратегию управления памятью, которую можно рассматривать как максимально доступный объем памяти. Мы уже рассмотрели некоторые аспекты физической памяти, объем которой крайне ограничен, тогда как виртуальная память позволяет значительно расширить необходимые ресурсы.

Виртуальный подход к памяти дает возможность существенно преодолеть ограничения физической памяти. Один из различных методов расширения заключается в перемещении неиспользуемой памяти ОЗУ во вторичный носитель.

Итак, давайте попробуем понять, как на самом деле функционирует эта виртуальная память. Итак, виртуальная память может быть представлена в виде страниц, которые можно описать как определённые атомарные единицы, способные хранить огромные объёмы информации.

Например, вы — профессиональный или любительский геймер, который устанавливает игру на жёсткий диск или любой другой вторичный носитель. Не все файлы игры загружаются в ОЗУ, но когда вы начинаете играть, в ОЗУ сохраняются определенные части игры.

Работа виртуальной памяти осуществляется как с помощью программного обеспечения, так и аппаратных средств для сопоставления виртуальных адресов с физическими. Для преобразования этих адресов используется MMU, или блок управления памятью.

В ОС пользователи видят логические адреса, а не физические, и система преобразует эти адреса во время выполнения определённых задач.  

Основные различия между физической и виртуальной памятью

Теперь, когда у вас есть общее представление о виртуальной и физической памяти, давайте рассмотрим их основные различия.

Начнём с физической памяти:

• На самом деле это память с произвольным доступом, или ОЗУ.
• Она функционирует на основе подкачки.
• Имеет прямой доступ к ЦП.
• Её объём ограничен размером ОЗУ.
• С точки зрения скорости она работает быстрее.

Отличия виртуальной памяти:

• На самом деле это метод управления памятью.
• Она работает на основе страничной организации памяти.
• Не может напрямую обращаться к ЦП.
• Ограничения зависят от объема диска.
• Эта память работает медленнее, чем физическая.

Резюме и заключительные мысли

В заключение можно сказать, что физическая память меньше по объему по сравнению с виртуальной, но она работает намного быстрее, поскольку всегда доступна и к ней легко получить доступ.

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

Резюме и заключительные мысли

В заключение можно сказать, что физическая память меньше по объему по сравнению с виртуальной, но она намного быстрее, поскольку всегда доступна и легко доступна. Таким образом, это всего лишь два типа памяти, которые отличаются друг от друга способами работы, объемом, скоростью и ограничениями.