الذاكرة الظاهرية في نظام التشغيل: ما هي وكيف تعمل

كأفراد ، نقوم دائمًا بعمل شعوذة في مجالات مختلفة من حياتنا. وينطبق الشيء نفسه عندما نعمل على جهاز كمبيوتر. نقوم بتحميل العديد من التطبيقات أو علامات تبويب المتصفح في وقت واحد.

ومع ذلك ، فإن ذاكرة الوصول العشوائي ، وهي جزء من الذاكرة تخزن التطبيقات قيد التشغيل بنشاط ، محدودة. وبالتالي ، هناك حد لتحميل التطبيقات حيث تنفد ذاكرة الوصول العشوائي في النهاية. هذا هو المكان الذي تأتي فيه الذاكرة الافتراضية في هندسة الكمبيوتر.

إنها إحدى ميزات أي نظام تشغيل يتم فيه التعامل مع جزء من الذاكرة الثانوية مؤقتًا على أنه ذاكرة وصول عشوائي إضافية. بهذه الطريقة ، تتيح لك الذاكرة الافتراضية تعويض النقص في ذاكرة الوصول العشوائي الفعلية.

تعتبر الذاكرة الافتراضية مهمة جدًا نظرًا لتعقيد وحجم التطبيقات هذه الأيام. دعونا نناقش ماهية الذاكرة الافتراضية ونفهم هذا المفهوم بشكل أفضل.

ما هي الذاكرة الظاهرية في نظام التشغيل (OS): نظرة عامة

الذاكرة الظاهرية أو ذاكرة الوصول العشوائي الافتراضية هي آلية لإدارة الذاكرة بواسطة أي نظام تشغيل (OS) حيث يتم التعامل مع قسم من الذاكرة الثانوية أو المتطايرة كذاكرة رئيسية مؤقتًا. يقوم بذلك عن طريق تبديل البيانات التي لم يتم استخدامها مؤخرًا من ذاكرة الوصول العشوائي إلى تخزين القرص ، مثل محرك الأقراص الثابتة أو محرك الأقراص ذي الحالة الصلبة. عند الحاجة إلى البيانات ، يتم نسخها مرة أخرى إلى ذاكرة الوصول العشوائي الأصلية.

يحدث هذا عندما تنخفض ذاكرة الوصول العشوائي ، وتجري العديد من العمليات في وقت واحد. يمكّن التخزين الظاهري المستخدمين من تحميل كميات أكبر من العمليات الحسابية من الذاكرة الأولية المتاحة الفعلية ، وبالتالي فهو مفيد للبرامج الكبيرة. يمكن لنظام التشغيل أيضًا تحميل أجزاء مختلفة من العمليات المنفصلة في الذاكرة الرئيسية ، وهو أمر مطلوب لتعدد المهام.

ومع ذلك ، إذا كانت البيانات بحاجة إلى تبديل في كثير من الأحيان ، يمكن أن يتباطأ نظام الكمبيوتر الخاص بك. يتم تنفيذ الذاكرة الظاهرية عادةً عن طريق تجزئة الطلب وترحيل الطلب. تعد معرفة ترحيل الطلبات أمرًا ضروريًا لشرح تنفيذ الذاكرة الظاهرية.

المصطلحات الأساسية

• البرنامج: مجموعة من التعليمات الخاصة بتنفيذ المهام في الحاسوب

• العملية: العملية في نظام التشغيل هي أي نشاط لتنفيذ رمز البرنامج بالتسلسل.

• الموضوع: المسار المتبع أثناء تنفيذ البرنامج. يتمتع نظام التشغيل بقدرة متعددة على إدارة الطلبات المتعددة بواسطة مستخدم واحد على النحو الأمثل.

• الصفحة: في نظام التشغيل ، يتم تقسيم الذاكرة إلى وحدات تعرف بالصفحات. تستخدم هذه الصفحات لتخزين البرامج.

يجب أن تقرأ: ما هي أجهزة التخزين وكيف تعمل

ما هو استدعاء الطلب؟

الطلب Paging هي عملية تخزين جميع الصفحات في عملية حسابية في الذاكرة الثانوية لإدارة الذاكرة الظاهرية. قد يكون من الصعب التنبؤ قبل المتطلبات الفعلية بتحديد الصفحات التي يجب أن تكون جزءًا من الذاكرة الرئيسية والصفحات التي يجب أن تكون موجودة في الذاكرة الافتراضية. لذلك ، لا يتم تحميل أي صفحة في الذاكرة الرئيسية مسبقًا.

في الذاكرة الرئيسية ، عندما تتم الإشارة إلى الصفحة في البداية ، فإنها ستكون موجودة في الذاكرة الثانوية. يتم تحديد الصفحات المراد استبدالها من خلال خوارزميات مختلفة متاحة لاستبدال الصفحة. وبالتالي ، قد تكون الصفحة متاحة أو لا تكون متاحة في الذاكرة الرئيسية لاحقًا.

يتم تحميل الصفحات المطلوبة فقط من خلال عملية حسابية في الوقت الحالي ويتم تبديل الصفحات الأخرى إما عند الطلب أو عند حدوث خطأ غير مرغوب فيه في الصفحة. عادة ما يتم تنفيذ الذاكرة الافتراضية من خلال هذه التقنية.

شرح عمل الذاكرة الظاهرية في نظام التشغيل

الآن بعد أن عرفت ماهية الذاكرة الافتراضية في أنظمة التشغيل ، دعنا نفهم عملها أيضًا.

في أي وقت أثناء تنفيذ العملية ، لا تتوفر الذاكرة الرئيسية للبرامج التي تحتاج إلى تحميل ، يقوم نظام التشغيل (OS) تلقائيًا بتوفير مساحة لتخزين هذه البرامج في شكل صفحات.

يقوم بذلك عن طريق نسخ المناطق الأقل استخدامًا أو المشار إليها في ذاكرة الوصول العشوائي إلى قسم من الذاكرة الثانوية. وبالتالي ، تتكون ذاكرتك الافتراضية من هذه البيانات.

عند الحاجة إلى جزء أو صفحة ، يتم تحميلها في الذاكرة الرئيسية. يقسّم نظام التشغيل الذاكرة بعدد محدد من العناوين إلى ملفات مبادلة أو صفحات. تقوم وحدة إدارة الذاكرة الخاصة بها بترجمة العنوان الظاهري إلى عنوان حقيقي أثناء نسخ البيانات.

يتتبع مدير الذاكرة جميع التحولات بين الذاكرة الفعلية والظاهرية. بهذه الطريقة ، يتم أيضًا تنفيذ العمليات التي لا يمكن تحميلها بالكامل في الذاكرة الفعلية.

يجب أن تقرأ: قائمة من أفضل 12 برنامجًا مجانيًا لاستعادة بيانات Android في عام 2022

على سبيل المثال ، افترض أن هناك X ميغابايت من الذاكرة الفعلية المتوفرة على ذاكرة الوصول العشوائي ولكن نظام التشغيل يحتاج إلى Y ميغابايت أكثر من الذاكرة لتخزين البرامج قيد التشغيل. بعد ذلك ، سيتم إعداد Y ميغابايت من الذاكرة الظاهرية ومعالجتها بواسطة نظام التشغيل. ملف بحجم Y ميغا بايت على القرص الصلب أو SSD سيخزن ذاكرة إضافية. يعتمد حجم الذاكرة الظاهرية على مساحة تخزين القرص المتوفرة.

إذا بدأت الذاكرة الظاهرية في بنية الكمبيوتر بالانخفاض ، فقد تحتاج إلى زيادة حجم ملف ترحيل الصفحات أو شراء ذاكرة وصول عشوائي إضافية.

كيف تدير الذاكرة الافتراضية في نظام التشغيل؟

تتكون الذاكرة الظاهرية من تخزين القرص الذي يتم استخدامه كذاكرة وصول عشوائي إضافية. يتم تحديد مقدار مساحة القرص الصلب التي يمكن تعريفها كذاكرة افتراضية في نظام التشغيل للعمليات والتطبيقات من خلال الإعدادات الافتراضية.

ومع ذلك ، إذا كان لديك العديد من الأقراص الثابتة أو التطبيقات التي تعتمد على أوقات الاستجابة السريعة ، فيمكنك القيام بإدارة الذاكرة الظاهرية في نظام التشغيل يدويًا عن طريق إعادة تعيين مقدار تخصيص مساحة القرص.

بالنسبة لأولئك الذين يتساءلون عن كيفية زيادة الذاكرة الظاهرية في إعادة الضبط اليدوي ، يجب عليك تحديد الحد الأقصى والحد الأدنى لمساحة محرك الأقراص. يجب أن يكون النطاق الأمثل للتأكد من أن الذاكرة الظاهرية كافية لاحتياجات نظامك.

تحقق من حجم ذاكرة الوصول العشوائي على نظامك لمعرفة النطاق الأمثل لذاكرة الوصول العشوائي الافتراضية. يعتمد حجم الذاكرة الظاهرية على عدد المرات التي يوصى فيها باستخدام قيمة ذاكرة الوصول العشوائي الفعلية لنظام التشغيل الخاص بك. على سبيل المثال ، يتراوح حجمها بين 1.5 إلى 3 أضعاف حجم ذاكرة الوصول العشوائي الفعلي في نظام التشغيل Windows OS. ومع ذلك ، إذا كانت إدارة الذاكرة الظاهرية في نظام التشغيل لا تفي بمتطلباتك ، فيجب أن تفكر في إضافة ذاكرة الوصول العشوائي.

لفهم كيفية زيادة الذاكرة الافتراضية بشكل أفضل ، دعنا نأخذ مثالاً على نظام التشغيل Windows.

لتعريف الذاكرة الظاهرية في نظام التشغيل ، الخطوات هي:

• انتقل إلى البدء> الإعدادات.
• في شريط البحث ، اكتب الأداء
• اختر ضبط مظهر وأداء Windows. ستظهر نافذة.
• حدد علامة التبويب خيارات متقدمة
• ضمن قسم الذاكرة الافتراضية ، حدد تغيير.
• في النافذة ، قم بإلغاء تحديد المربع إدارة حجم ملف ترحيل الصفحات تلقائيًا لجميع محركات الأقراص.
• انقر فوق حجم مخصص.
• أدخل القيم في مربعي الحجم الأولي والحد الأقصى للحجم.
• انقر فوق "موافق" لحفظ تعريف نطاق الذاكرة الظاهرية الجديد.

يُقترح قراءة: ما هي برامج الأدوات المساعدة: أفضل 10 أمثلة لبرامج الأدوات المساعدة 2022

الذاكرة الظاهرية مقابل الذاكرة المادية في نظام التشغيل

لا يمكن أن يكتمل معنى الذاكرة الظاهرية دون مقارنتها بالذاكرة الفعلية. عندما تمتلئ الذاكرة الفعلية (RAM) ، يستخدم نظام التشغيل الذاكرة الظاهرية التي تعد جزءًا من الذاكرة الثانوية. بعض الاختلافات الرئيسية بين نوعي الذاكرة هي:

مزايا الذاكرة الافتراضية في نظام التشغيل

هناك العديد من الفوائد للذاكرة الافتراضية في الكمبيوتر. تنطبق التقنيات المستخدمة في إدارة الذاكرة الافتراضية أيضًا على جهاز افتراضي يحتاج إلى موارد أكثر مما يمتلكه لأداء أفضل. تتم هنا مناقشة بعض الفوائد الرئيسية لذاكرة الوصول العشوائي الافتراضية:

عيوب الذاكرة الافتراضية في نظام التشغيل

هناك بعض الجوانب السلبية لاستخدام ذاكرة الوصول العشوائي الافتراضية أيضًا. لفهم ماهية فعالية ذاكرة الوصول العشوائي الافتراضية ، يجب أن تعرفها.

يجب أن تقرأ: ما هو برنامج المرافق وما هي وظائفه؟

خاتمة

الآن بعد أن عرفت ماهية الذاكرة الافتراضية في نظام التشغيل ، يمكنك تحديد أفضل طريقة لتعدد المهام. من الممكن تحديد ما إذا كنت ترغب في شراء ذاكرة وصول عشوائي إضافية أو تعيين نطاق ذاكرة افتراضية يدويًا بعد تقييم إيجابيات وسلبيات نظامك.

أسئلة وأجوبة

الفئات ذات الصلة: نظام التشغيل | نظام تشغيل الخادم | حل الخادم | تطبيق الافتراضية