Erklären Sie das Konzept des virtuellen Speichers und warum er benötigt wird?

Eine Funktion eines Betriebssystems, die es einem Prozess ermöglicht, einen RAM-Adressraum zu verwenden, der von anderen Prozessen, die auf demselben System ausgeführt werden, unabhängig ist,
und einen Speicherplatz zu verwenden, der größer ist als die tatsächlich vorhandene Menge an RAM,
wodurch einige Inhalte vorübergehend vom RAM auf eine Festplatte verschoben werden , mit wenig oder keinem Overhead ist der virtuelle Speicher..

Ein imaginärer Speicherbereich , der von einigen Betriebssystemen (z. B. Windows, aber nicht DOS ) in Verbindung mit der Hardware unterstützt wird . Sie können sich virtuellen Speicher als einen alternativen Satz von Speicheradressen vorstellen . Programme verwenden diese virtuellen Adressen anstelle von realen Adressen, um Anweisungen und Daten zu speichern . Wenn das Programm tatsächlich ausgeführt wird , werden die virtuellen Adressen konvertiertin echte Speicheradressen. Der Zweck des virtuellen Speichers besteht darin, den Adressraum zu vergrößern , den Satz von Adressen, den ein Programm verwenden kann. Der virtuelle Speicher kann beispielsweise doppelt so viele Adressen enthalten wie der Hauptspeicher . Ein Programm, das den gesamten virtuellen Speicher verwendet, wäre daher nicht in der Lage, auf einmal in den Hauptspeicher zu passen. Nichtsdestotrotz könnte der Computer ein solches Programm ausführen, indem er die Teile des Programms, die zu einem bestimmten Zeitpunkt während der Ausführung benötigt werden , in den Hauptspeicher kopiert . Um das Kopieren des virtuellen Speichers in den realen Speicher zu erleichtern, unterteilt das Betriebssystem den virtuellen Speicher in Seiten , von denen jede eine feste Anzahl von Adressen enthält. Jede Seite wird auf einem gespeichert Datenträger,
bis er benötigt wird. Wenn die Seite benötigt wird,
kopiert das Betriebssystem sie von der Festplatte in den Hauptspeicher und übersetzt die virtuellen Adressen
in reale Adressen. Das Übersetzen virtueller Adressen in reale Adressen wird als Mapping bezeichnet. Das Kopieren virtueller Seiten von der Festplatte in den Hauptspeicher wird als Paging oder Swapping bezeichnet .

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Ein virtueller Speicher ist als Computersystemtechnik bekannt, die als Systeme verwendet wird, die eine virtuelle Speichertechnik entlang des RAM verwenden, effizienter als diejenigen, die ohne diese Technik arbeiten.

Virtueller Speicher ist eine Computersystemtechnik, die einem Anwendungsprogramm den Eindruck vermittelt, als ob es einen benachbarten Arbeitsspeicher hätte. Andererseits besteht die Möglichkeit, dass ein Überlauf des Plattenspeichers oder eine physische Fragmentierung vorliegt. Heutzutage verwenden fast alle Computerbetriebssysteme diese Technik wie für normale Anwendungen, die Tabellenkalkulationen, Textverarbeitungsprogramme, Player usw. umfassen. Einfacher ausgedrückt wird dieser virtuelle Speicher verwendet, um den Speicher zu erweitern, aber nicht durch Überlappen oder Austauschen von Daten.

Virtueller Speicher verwendet Festplattenspeicher, um konventionellen Speicher oder RAM zu erweitern. Es funktioniert normalerweise in einer Reihenfolge wie folgt: Das Betriebssystem liefert Programme zur Verarbeitung in den virtuellen Speicherbereich auf der Platte. Die Programme sind im Allgemeinen entweder in Seiten mit fester Länge oder in Segmente mit variabler Länge unterteilt. Ein auf Paging basierendes virtuelles Speichersystem könnte ein 400 Kilobyte langes Programm in zehn Seiten von jeweils 40 Kilobyte aufteilen. Da der Computer mit dem Programm arbeitet, speichert er jeweils nur wenige Seiten im RAM. Da es während der Programmausführung andere Seiten benötigt, wählt es diese aus dem virtuellen Speicher aus und überschreibt die Seiten im RAM, die es nicht mehr benötigt.

Alle Originalseiten oder die modifizierten Seiten bleiben im virtuellen Speicher intakt, während der Computer das Programm verarbeitet. Wenn der Computer wieder eine Seite benötigt, die zuvor im RAM lag, aber jetzt überschrieben wurde, kann er die erforderlichen Anweisungen problemlos abrufen. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis die Ausführung des Programms abgeschlossen ist. Die Segmentierung funktioniert wie das Paging, außer dass die Länge der Segmente variiert. Im virtuellen Speicher enthält jeder Block unterschiedliche Befehle für jedes Segment. Einige Systeme kombinieren Segmentierung und Paging.

Ein virtueller Speicher ist ein Teil eines Computers, der es dem Benutzer ermöglicht, mehr als ein Programm zu öffnen oder mehr als eine Aufgabe auf seinem Computer auszuführen. Der virtuelle Speicher hängt von der Kapazität des Arbeitsspeichers (Random Access Memory) ab, den wir auf unseren Computern haben. Je höher der Arbeitsspeicher, desto mehr Aufgaben können Sie auf Ihrem Computer ausführen. Wenn Sie weniger RAM haben, zeigt Ihnen der Computer einen Fehler an und fordert Sie auf, ein beliebiges Programm zu schließen, um ein neues Programm auszuführen. Die RAM-Kapazität hängt von der Art des verwendeten Betriebssystems ab. Falls Sie Windows XP verwenden, benötigt die Plattform mehr als 256 MB RAM. Der Arbeitsspeicher erhöht auch die Geschwindigkeit beim Öffnen und Schließen der Programme und ist in jedem Computerfachhandel zu einem recht günstigen Preis erhältlich.

Einige Betriebssysteme sagen, dass Windows (XP, Vista, 7) es einem Prozess ermöglicht, einen Speicher (RAM)-Adressraum zu verwenden, der nicht von anderen Prozessen abhängt, die auf demselben System ausgeführt werden,
und einen Speicherplatz zu verwenden, der größer ist als die tatsächliche Menge an RAM vorhanden ist,
vorübergehend einige Inhalte vom RAM auf eine Festplatte zu verlagern, mit wenig oder keinem Overhead ist der virtuelle Speicher.

Einige Betriebssysteme ermöglichen einem Prozess, einen Adressraum mit wahlfreiem Zugriff (RAM) zu verwenden, der von anderen Prozessen, die auf demselben System ausgeführt werden, unabhängig ist und einen Speicherplatz verwendet, der größer ist als die tatsächlich vorhandene Menge an RAM, wodurch
einige Inhalte vorübergehend vom RAM in den eine Festplatte
mit geringem oder keinem Overhead ist mit virtuellem Speicher gemeint

Virtueller Speicher ist eine Technik zum Ausführen von Prozessen, die sich möglicherweise nicht vollständig im Hauptspeicher befinden. Es abstrahiert den Hauptspeicher in einen extrem großen Speicher. Dieses Speicherarray wird dem Hauptspeicher und seinem Hintergrundspeicher zugeordnet. Der Sicherungsspeicher ist normalerweise ein Bereich der Festplatte außerhalb des Dateisystems. Wir haben auch gesehen, dass: 1. Ein Prozess mit Hilfe von Paging in separate Teile geladen werden kann. 2. Logische Adressen werden zur Laufzeit in physikalische Adressen übersetzt. Diese Tatsachen weisen darauf hin, dass es nicht notwendig ist, den kompletten Prozess während seiner Ausführung in den Speicher zu laden. Die Teile oder Seiten, auf die zu jedem Zeitpunkt tatsächlich verwiesen wird, müssen vorhanden sein. Der verbleibende Prozess kann auf einem sekundären Speicher, dh Festplatte, aufbewahrt werden. Wenn der Ausführungsfluss zu einer Seite wechselt, die sich nicht im Speicher befindet,das Betriebssystem muss die erforderliche Seite vom sekundären Speicher in den Speicher laden, bevor die Ausführung fortgesetzt werden kann. Die Folgen davon sind: 1. Da Prozesse in einem Paging-System nicht zusammenhängend sein können, können mehr Prozesse gleichzeitig aufrechterhalten werden. 2. Jeder Prozess kann größer sein als der verfügbare reale Speicher. Der Programmierer ist von der Beschränkung befreit, seinen Prozess innerhalb der Grenzen des verfügbaren Speichers zu halten. Der Programmierer wird mit der Illusion konfrontiert, dass der Computer über einen großen zu verwendenden Hauptspeicher verfügt. Er wird als virtueller Speicher bezeichnet und steht für jeden Prozess zur Verfügung. Der eigentliche physikalische Speicher, in den die Prozessteile geladen werden, wird als Realspeicher bezeichnet.Da Prozesse in einem Paging-System nicht zusammenhängend sein können, können mehr Prozesse gleichzeitig aufrechterhalten werden. 2. Jeder Prozess kann größer sein als der verfügbare reale Speicher. Der Programmierer ist von der Beschränkung befreit, seinen Prozess innerhalb der Grenzen des verfügbaren Speichers zu halten. Der Programmierer wird mit der Illusion konfrontiert, dass der Computer über einen großen zu verwendenden Hauptspeicher verfügt. Er wird als virtueller Speicher bezeichnet und steht für jeden Prozess zur Verfügung. Der eigentliche physikalische Speicher, in den die Prozessteile geladen werden, wird als Realspeicher bezeichnet.Da Prozesse in einem Paging-System nicht zusammenhängend sein können, können mehr Prozesse gleichzeitig aufrechterhalten werden. 2. Jeder Prozess kann größer sein als der verfügbare reale Speicher. Der Programmierer ist von der Beschränkung befreit, seinen Prozess innerhalb der Grenzen des verfügbaren Speichers zu halten. Der Programmierer wird mit der Illusion konfrontiert, dass der Computer über einen großen zu verwendenden Hauptspeicher verfügt. Er wird als virtueller Speicher bezeichnet und steht für jeden Prozess zur Verfügung. Der eigentliche physikalische Speicher, in den die Prozessteile geladen werden, wird als Realspeicher bezeichnet.Der Programmierer wird mit der Illusion konfrontiert, dass der Computer über einen großen zu verwendenden Hauptspeicher verfügt. Er wird als virtueller Speicher bezeichnet und steht für jeden Prozess zur Verfügung. Der eigentliche physikalische Speicher, in den die Prozessteile geladen werden, wird als Realspeicher bezeichnet.Der Programmierer wird mit der Illusion konfrontiert, dass der Computer über einen großen zu verwendenden Hauptspeicher verfügt. Er wird als virtueller Speicher bezeichnet und steht für jeden Prozess zur Verfügung. Der eigentliche physikalische Speicher, in den die Prozessteile geladen werden, wird als Realspeicher bezeichnet.

Virtueller Speicher ist der Teil des Speichers, der nicht physisch vorhanden ist,
aber Computerprogrammierer/Benutzer können ihn logisch verwenden. Es handelt sich im Allgemeinen um
sekundären Speicher wie Festplatten, CDs usw.

Virtueller Speicher ist eine Technik, die einem
Anwendungsprogramm den Eindruck vermittelt, dass es einen zusammenhängenden
Arbeitsspeicher im Computersystem besitzt.

Virtueller Speicher ist ein Konzept, bei dem der Benutzer eines Systems das Gefühl hat, einen großen physischen Speicher (Main) zu haben, der tatsächlich nicht verfügbar ist.
Zum Beispiel spüren Sie unbegrenzten Speicher (Main), obwohl Sie nur in MBs haben.

Es gibt ein großartiges Video unter
Dieses Video-Tutorial erklärt die Notwendigkeit von virtuellem Speicher auf sehr einfache Weise.
learnwithtechies.com/index.php/component/content/article/9-o