Welk type geheugen gebruikt een deel van de harde schijf, hoewel het RAM was?

Vrijwel alle desktop- en laptop-pc's hebben virtueel geheugen, een technologie die een deel van de harde schijf gebruikt alsof het RAM is. Virtueel geheugen biedt een aantal voordelen, waaronder de mogelijkheid om zeer grote programma's op elke compatibele computer uit te voeren, inclusief die met een bescheiden hoeveelheid fysiek RAM. Microsoft Windows en andere moderne besturingssystemen beheren automatisch virtueel geheugen om de efficiëntie van de computer te maximaliseren.

Waarom virtueel geheugen?

De pc gebruikt RAM voor het uitvoeren van actieve programma's, het openen van documenten en de tussentijdse resultaten van berekeningen. Programma's kunnen echter te groot zijn om in het geheugen van een computer te passen, wat problemen veroorzaakt. Voordat software-engineers virtueel geheugen introduceerden, moesten mensen zorgvuldig de soorten software selecteren die ze draaiden; anders riskeerden ze dat een programma crashte door onvoldoende geheugen. Virtueel geheugen heft die beperking op, waardoor je programma's kunt uitvoeren, zelfs als ze te groot zijn om in RAM te passen. Om dit uit te voeren, leent de computer extra geheugenruimte naar behoefte van de harde schijf.

Geheugenbeheer

Het besturingssysteem heeft een speciaal programma genaamd de virtuele geheugenbeheerder; het breekt elke applicatie in chunks en laadt ze in virtueel geheugen, waardoor sommige delen in RAM worden geplaatst en de rest in een speciaal bestand op de harde schijf. Vanwege het karakter van virtueel geheugen, denkt elk programma dat het de hele computer voor zichzelf heeft. In werkelijkheid delen programma's fysiek geheugen en houdt de geheugenbeheerder de details bij.

Adresruimte

Het fysieke RAM-geheugen van de computer heeft een adresruimte - een reeks locatienummers waarmee een pc toegang heeft tot alle informatie in het geheugen. Naast de fysieke adresruimte, maakt de geheugenbeheerder virtuele adresruimten, onafhankelijk van en veel groter dan het fysieke geheugen. Elk lopend programma bestaat in zijn eigen virtuele geheugenruimte en maakt er volledig gebruik van. Omdat elk programma zijn eigen grote adresruimte heeft, worden softwareontwikkelaars hierdoor bevrijd om programma's te maken zonder onnodige zorg voor geheugenbeperkingen.

Geheugenbescherming

Programmafouten kunnen leiden tot geheugenconflicten. Zonder virtueel geheugen kan een toepassing per ongeluk gegevens buiten de eigen geheugenruimte schrijven, waardoor er problemen met andere programma's ontstaan. Virtueel geheugen creëert een systeem van geheugenbescherming omdat programma's geen fysiek geheugenadressen "zien". Als het programmeren van fouten geheugenfouten maakt, heeft dit alleen invloed op het programma dat het probleem veroorzaakt.

Het ruilen

Met virtueel geheugen kan een pc eenvoudig meer programma's uitvoeren dan in de RAM passen. De geheugenbeheerder bewaart alleen actieve delen van programma's in het RAM-geheugen en wanneer een programma inactief wordt, verplaatst de manager het uit het RAM en naar een schijfbestand - een proces dat swapping wordt genoemd. Dit maakt RAM vrij voor andere actieve taken. Wanneer een inactief programma weer actief wordt, wisselt de geheugenbeheerder het terug in RAM.