वर्चुअल मेमोरी

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आभासी मेमोरी डायरेक्ट- ्सेस भंडारण डिवाइस पर सक्रिय रैंडम ्सेस मेमोरी और निष्क्रिय मेमोरी को जोड़ती है[lower-alpha 1] सन्निहित पतों की बड़ी श्रृंखला बनाने के लिए।

कम्प्यूटिंग में, आभासी मेमोरी, [lower-alpha 2] मेमोरी प्रबंधन (ऑपरेटिंग सिस्टम) प्रविधि है। जो भंडारण संसाधनों का आदर्श अमूर्तता प्रदान करती है, जो वास्तव में दिए गए मशीन पर उपलब्ध हैं,[3] जो बहुत बड़ी मुख्य मेमोरी के उपयोगकर्ताओं के लिए भ्रम उत्पन्न करता है।[4]

कंप्यूटर का ऑपरेटिंग सिस्टम, हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर के संयोजन का उपयोग करके, आभासी पता स्थान नामक प्रोग्राम द्वारा उपयोग किए जाने वाले मेमोरी पतों को कंप्यूटर स्मृति विभाजन भौतिक पतों में मानचित्र करता है। मुख्य भंडारण प्राथमिक भंडारण जैसा कि प्रक्रिया द्वारा देखा जाता है, सन्निहित पता स्थान या सन्निहित स्मृति विभाजन के संग्रह के रूप में प्रकट होता है। ऑपरेटिंग प्रणालीआभासी पता स्थान और आभासी मेमोरी को वास्तविक मेमोरी के कार्यभार का प्रबंधन करता है।[5] सीपीयू में पता अनुवाद हार्डवेयर, जिसे अधिकांशतः स्मृति प्रबंधन इकाई (एमएमयू) के रूप में संदर्भित किया जाता है। स्वचालित रूप से आभासी पता को भौतिक पता में अनुवाद करता है। ऑपरेटिंग प्रणालीके भीतर सॉफ़्टवेयर इन क्षमताओं का उपयोग कर सकता है। उदाहरण के लिए, डिस्क भंडारण, आभासी पता स्थान प्रदान करने के लिए जो वास्तविक मेमोरी की क्षमता से अधिक हो सकता है और इस प्रकार कंप्यूटर में भौतिक रूप से उपस्तिथ मेमोरी से अधिक मेमोरी का संदर्भ देता है।

आभासी मेमोरी के प्राथमिक लाभों में अनुप्रयोगों को सहभाजीत मेमोरी स्थान को प्रबंधित करने से मुक्त करना है। प्रक्रियाओं के बीच पुस्तकालय (कम्प्यूटिंग) द्वारा उपयोग की जाने वाली मेमोरी को सहभाजीत करने की क्षमता, मेमोरी एकांत के कारण बढ़ी हुई सुरक्षा, और शारीरिक रूप से अधिक मेमोरी का वैचारिक रूप से उपयोग करने में सक्षम होना सम्मलित है। पृष्ठीकरण विभाजन की प्रविधि का उपयोग करके उपलब्ध है।

गुण

आभासी मेमोरी भौतिक मेमोरी के विखंडन (कंप्यूटर) को छिपाकर आवेदन प्रोग्रामिंग को आसान बनाती है। कंप्यूटर डेटा भंडारण कर्नेल के लिए के पदानुक्रम के प्रबंधन का बोझ सौंपकर उपरिशायी (प्रोग्रामिंग) को स्पष्ट रूप से संभालने के लिए कार्यक्रम की आवश्यकता को समाप्त करना है। जब प्रत्येक प्रक्रिया को स्वयं के समर्पित पता स्थान में चलाया जाता है और आवश्यकता से छुटकारा पाने के लिए कंप्यूटर विज्ञान प्रोग्राम कोड पीसी-संबंध-सूचक के साथ स्मृति तक पहुंचने के लिए है।

मेमोरी आभासीकरण को आभासी मेमोरी की अवधारणा का सामान्यीकरण माना जा सकता है।

उपयोग

आभासी मेमोरी आधुनिक कंप्यूटर वास्तुकला का अभिन्न अंग है। कार्यान्वयन के लिए सामान्यतः हार्डवेयर समर्थन की आवश्यकता होती है। सामान्यतः केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई में निर्मित स्मृति प्रबंधन इकाई के रूप में आवश्यक नहीं है, जबकि एमुलेटर और आभासी मशीन अपने आभासी मेमोरी कार्यान्वयन के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए हार्डवेयर समर्थन को नियोजित कर सकते हैं।[6] पुराने ऑपरेटिंग सिस्टम, जैसे कि 1960 के दशक के मेनफ़्रेम कंप्यूटर के लिए और 1980 के दशक के मध्य तक के पर्सनल कंप्यूटर के लिए जैसे, डॉस,[7] सामान्यतः कोई आभासी मेमोरी कार्यक्षमता नहीं होती है, चूंकि 1960 के मेनफ्रेम के उल्लेखनीय अपवादों में सम्मलित हैं।

1960 और 70 के दशक की प्रारंभ में कंप्यूटर मेमोरी बहुत महंगी थी। आभासी मेमोरी की प्रारंभ ने कम वास्तविक मेमोरी वाले कंप्यूटरों पर चलने के लिए बड़ी मेमोरी अनुरोध वाले सॉफ़्टवेयर प्रणालीकी क्षमता प्रदान की। इससे होने वाली बचत ने सभी प्रणालियों के लिए आभासी मेमोरी पर स्विच करने के लिए ठोस प्रोत्साहन प्रदान किया। आभासी पता स्थान प्रदान करने की अतिरिक्त क्षमता ने सुरक्षा और विश्वसनीयता का और स्तर जोड़ा, इस प्रकार आभासी मेमोरी को बाज़ार के लिए और भी आकर्षक बना दिया।

आभासी मेमोरी का समर्थन करने वाले अधिकांश आधुनिक ऑपरेटिंग प्रणालीभी प्रत्येक प्रक्रिया (कंप्यूटिंग) को स्वयं के समर्पित पता स्थान में चलाते हैं। इस प्रकार प्रत्येक प्रोग्राम को आभासी मेमोरी तक मात्र पहुंच दिखाई देती है। चूँकि, कुछ पुराने ऑपरेटिंग प्रणालीजैसे ओएस/वीएस1 और ओएस/वीएस2 (एसवीएस)|ओएस/वीएस2 एसवीएस) और यहां तक ​​कि आधुनिक वाले जैसे आईबीएम आई एकाकी पता स्थान ऑपरेटिंग प्रणालीहैं जो सभी प्रक्रियाओं को ही पता स्थान में चलाते हैं। आभासी मेमोरी से बना है।

अंतः स्थापित प्रणाली और अन्य विशेष-उद्देश्य वाले कंप्यूटर प्रणाली जिन्हें बहुत तेज़ और बहुत सुसंगत प्रतिक्रिया समय की आवश्यकता होती है। नियतात्मक कलन विधि में कमी के कारण आभासी मेमोरी का उपयोग नहीं करने का विकल्प चुन सकते हैं। आभासी मेमोरी प्रणालीअप्रत्याशित ट्रैप (कम्प्यूटिंग) को ट्रिगर करता है जो इनपुट के उत्तर में अवांछित और अप्रत्याशित देरी उत्पन्न कर सकता है, विशेष करके यदि ट्रैप के लिए आवश्यक है कि डेटा को माध्यमिक मेमोरी से मुख्य मेमोरी में पढ़ा जाए। आभासी पतों को भौतिक पतों में अनुवाद करने के लिए हार्डवेयर को सामान्यतः लागू करने के लिए महत्वपूर्ण चिप क्षेत्र की आवश्यकता होती है। अंतः स्थापित प्रणाली में उपयोग किए जाने वाले सभी चिप्स में वह हार्डवेयर सम्मलित नहीं होता है, जो और कारण है कि उनमें से कुछ प्रणाली आभासी मेमोरी का उपयोग नहीं करते हैं।

इतिहास

1950 के दशक में, सभी बड़े कार्यक्रमों में उपरिशायी (प्रोग्रामिंग) जैसे प्राथमिक और द्वितीयक भंडारण के प्रबंधन के लिए तर्क सम्मलित थे। इसलिए आभासी मेमोरी को न केवल प्राथमिक मेमोरी का विस्तार करने के लिए प्रस्तुत किया गया था, जबकि प्रोग्रामर के उपयोग के लिए इस प्रकार के विस्तार को यथासंभव आसान बनाने के लिए भी प्रस्तुत किया गया था।[8] बहु क्रमादेशन और कंप्यूटर बहु कार्यण की अनुमति देने के लिए, कई प्रारंभ प्रणाली ने आभासी मेमोरी के अतिरिक्त कई प्रोग्रामों के बीच मेमोरी को विभाजित किया, जैसे प्रोसेसर रजिस्टर के माध्यम से पीडीपी-10 -10 के प्रारंभ प्रतिरूप हैं।

प्रमाणित है कि आभासी मेमोरी की अवधारणा पहली बार जर्मन भौतिक विज्ञानी फ्रिट्ज-रुडोल्फ गुंटश द्वारा 1956 में टेक्नीश विश्वविद्यालय बर्लिन में अपने डॉक्टरेट थीसिस, एकाधिक अतुल्यकालिक घूर्णन ड्रम और स्वचालित उच्च गति मेमोरी संचालन के साथ डिजिटल कंप्यूटर के तर्कसंगत अभिकल्प में विकसित की गई थी।[9][10] सावधानीपूर्वक जांच करने के लिए खड़ा नहीं होता है। गुंटश द्वारा प्रस्तावित कंप्यूटर किन्तु कभी नहीं बनाया गया।जिसका पता स्थान 105 था शब्द जो बिल्कुल 105 पर मानचित्र किए गए ड्रम के शब्द, अर्थात पते वास्तविक पते थे और अप्रत्यक्ष मानचित्रण का कोई रूप नहीं था, आभासी स्मृति की प्रमुख विशेषता। गुंटश ने जो आविष्कार किया वह कैश मैमोरी का रूप था, क्योंकि उसकी उच्च गति मेमोरी का उद्देश्य कोड के कुछ खंड या ड्रम से लिए गए डेटा की प्रति सम्मलित करना था। वास्तव में, उन्होंने लिखा जैसा कि अनुवाद में उद्धृत किया गया है।[11] प्रोग्रामर को प्राथमिक मेमोरी के अस्तित्व का सम्मान करने की आवश्यकता नहीं है। उसे यह जानने की भी आवश्यकता नहीं है कि यह उपस्तिथ है, क्योंकि केवल प्रकार के पते (एसआईसी) होते हैं जिनके द्वारा कोई प्रोग्राम कर सकता है जैसे कि केवल ही भंडारण हो। कैश मेमोरी वाले कंप्यूटरों में ठीक यही स्थिति है, जिसका प्रारंभ व्यावसायिक उदाहरण आईबीएम सिस्टम/360 प्रतिरूप 85 था।[12] प्रतिरूप 85 में सभी पते वास्तविक पते थे जो मुख्य कोर भंडार का उल्लेख करते थे। अर्धचालक कैश भंडार, उपयोगकर्ता के लिए अदृश्य, वर्तमान में निष्पादित प्रोग्राम द्वारा उपयोग में मुख्य भंडार के कुछ भागों की सामग्री रखता है। यह मल्टी-प्रोग्रामिंग में सम्मलित समस्याओं को हल करने के अतिरिक्त प्रदर्शन को श्रेष्ठतर बनाने के साधन के रूप में रचना किए गए गुंटश के प्रणाली के समान है।

विश्वविद्यालयऑफ़ मैनचेस्टर एटलस कंप्यूटर पहला कंप्यूटर था जिसमें वास्तविक आभासी मेमोरी की सुविधा थी।

पहला सत्य आभासी मेमोरी प्रणालीमैनचेस्टर विश्वविद्यालय में -स्तरीय भंडारण प्रणालीबनाने के लिए लागू किया गया था[13] एटलस कंप्यूटर के हिस्से के रूप में। इसने प्रोग्रामर के लिए उपलब्ध आभासी पतों को वास्तविक मेमोरी पर मानचित्र करने के लिए पृष्ठीकरण तंत्र का उपयोग किया जिसमें माध्यमिक ड्रम मेमोरी के अतिरिक्त 98,304 शब्दों के साथ प्राथमिक चुंबकीय-कोर मेमोरी के 16,384 शब्द सम्मलित थे।[14] एटलस में आभासी मेमोरी को सम्मलित करने से उभरती हुई प्रोग्रामिंग समस्या भी समाप्त हो गई: मुख्य मेमोरी के आकार के प्रत्येक परिवर्तन के लिए मुख्य और द्वितीयक मेमोरी और रीकंपाइलिंग प्रोग्राम के बीच डेटा ट्रांसफर की योजना बनाना और शेड्यूल करना।[15] पहला एटलस 1962 में कमीशन किया गया था किन्तु पृष्ठीकरण के कार्यशील प्रोटोटाइप को 1959 तक विकसित कर लिया गया था।[8]: 2 [16][17] 1961 में, बरोज़ कॉर्पोरेशन ने स्वतंत्र रूप से पृष्ठीकरण के अतिरिक्त विभाजन (मेमोरी) के साथ आभासी मेमोरी, B5000 के साथ पहला व्यावसायिक कंप्यूटर जारी किया।[18][19]

आईबीएम विकसित[lower-alpha 3] उनके आईबीएम सीपी-40|सीपी-40 और सीपी-67 में सूत्र की अवधारणा, और 1972 में इसे आईबीएम प्रणाली/370|एस/370 के लिए आभासी मशीन सुविधा/370 के रूप में प्रदान किया।[21] आईबीएम ने 3081 पर 370- ्सए के हिस्से के रूप में स्टार्ट इंटरप्रिटिव ्ज़ीक्यूशन (एसआईई) निर्देश और इसका फायदा उठाने के लिए वीएम (ऑपरेटिंग सिस्टम) के वीएम/ ्सए संस्करण प्रस्तुत किए।

मेनस्ट्रीम ऑपरेटिंग प्रणालीमें आभासी मेमोरी को लागू करने से पहले, कई समस्याओं का समाधान किया जाना था। डायनेमिक पता अनुवाद के लिए महंगे और कठिनाई से बनने वाले विशेष हार्डवेयर की आवश्यकता होती है। प्रारंभिक कार्यान्वयन ने स्मृति तक पहुंच को थोड़ा धीमा कर दिया।[8]इस बात को लेकर चिंताएं थीं कि द्वितीयक भंडारण का उपयोग करने वाले नए सिस्टम-वाइड एल्गोरिदम पहले उपयोग किए गए आवेदन-विशिष्ट एल्गोरिदम की तुलना में कम प्रभावी होंगे। 1969 तक, व्यावसायिक कंप्यूटरों के लिए आभासी मेमोरी पर बहस समाप्त हो गई थी।[8]डेविड सायरे के नेतृत्व में आईबीएम की शोध टीम ने दिखाया कि उनकी आभासी मेमोरी उपरिशायी प्रणाली ने सर्वश्रेष्ठ मैन्युअल रूप से नियंत्रित प्रणालियों की तुलना में लगातार श्रेष्ठतर काम किया।[22] 1970 के दशक के पर्यन्त, आईबीएम 370 श्रृंखला ने अपने वर्चुअल-भंडारण आधारित ऑपरेटिंग प्रणालीको चलाने के लिए व्यापार उपयोगकर्ताओं को कई पुराने प्रणालीको कम, अधिक शक्तिशाली, मेनफ्रेम में माइग्रेट करने का साधन प्रदान किया, जिसने मूल्य/प्रदर्शन में सुधार किया था। आभासी मेमोरी प्रस्तुत करने वाला पहला मिनीकंप्यूटर नॉर्वेजियन नॉर्ड-1 था। 1970 के दशक के पर्यन्त, अन्य मिनी कंप्यूटर ने आभासी मेमोरी लागू की, विशेष रूप से ओपन ओपन वीएमएस चलाने वाले वैक्स प्रतिरूप ।

इंटेल 80286 प्रोसेसर के संरक्षित मोड के साथ आभासी मेमोरी को एक्स86 वास्तुकला में प्रस्तुत किया गया था, किन्तु इसकी सेगमेंट स्वैपिंग प्रविधि को बड़े सेगमेंट आकार में खराब कर दिया गया। इंटेल 80386 ने उपस्तिथा विभाजन (मेमोरी) लेयर के नीचे पृष्ठीकरण सपोर्ट प्रस्तुत किया, जिससे पेज फॉल्ट अपवाद को अतिरिक्त किसी दोहरा दोष के अन्य अपवादों के साथ चेन में सक्षम किया गया। चूंकि, सेगमेंट डिस्क्रिप्टर लोड करना महंगा संचालन था, जिससे ऑपरेटिंग प्रणालीरचनार पृष्ठीकरण और विभाजन के संयोजन के अतिरिक्त पृष्ठीकरण पर सख्ती से भरोसा करते थे।


पेजेड आभासी मेमोरी

See also: मेमोरी पृष्ठीकरण

आभासी मेमोरी के लगभग सभी उपस्तिथा कार्यान्वयन आभासी पता स्थान को पेज (कंप्यूटर मेमोरी) में विभाजित करते हैं, सन्निहित आभासी मेमोरी पता के खंड। समसामयिक पर पेज[lower-alpha 4] प्रणालीसामान्यतः आकार में कम से कम 4 किलोबाइट होते हैं। बड़े आभासी पता रेंज या वास्तविक मेमोरी की मात्रा वाले प्रणालीसामान्यतः बड़े पृष्ठ आकार का उपयोग करते हैं।[23]


पेज टेबल

पेज टेबल का उपयोग आवेदन द्वारा देखे गए आभासी पतों को निर्देशों को संसाधित करने के लिए कंप्यूटर हार्डवेयर द्वारा उपयोग किए जाने वाले भौतिक पतों में अनुवाद करने के लिए किया जाता है।[24] ऐसे हार्डवेयर जो इस विशिष्ट अनुवाद को संभालते हैं, अधिकांशतः स्मृति प्रबंधन इकाई के रूप में जाने जाते हैं। पृष्ठ तालिका में प्रत्येक प्रविष्टि में ध्वज होता है जो दर्शाता है कि संबंधित पृष्ठ वास्तविक स्मृति में है या नहीं। यदि यह वास्तविक स्मृति में है, पृष्ठ तालिका प्रविष्टि में वास्तविक स्मृति पता होगा जिस पर पृष्ठ संग्रहीत है। जब हार्डवेयर द्वारा किसी पृष्ठ का संदर्भ दिया जाता है, यदि पृष्ठ के लिए पृष्ठ तालिका प्रविष्टि इंगित करती है कि यह वर्तमान में वास्तविक मेमोरी में नहीं है, तो हार्डवेयर पृष्ठ दोष ट्रैप (कंप्यूटिंग) उठाता है, ऑपरेटिंग प्रणालीके पृष्ठीकरण पर्यवेक्षक घटक को लागू करता है। .

प्रणालीमें हो सकता है, उदाहरण के लिए, पूरे प्रणालीके लिए पेज टेबल, प्रत्येक पता स्थान या प्रक्रिया के लिए अलग पेज टेबल, प्रत्येक सेगमेंट के लिए अलग पेज टेबल। इसी प्रकार, प्रणालीमें, उदाहरण के लिए, कोई खंड तालिका नहीं हो सकती है, पूरे प्रणालीके लिए खंड तालिका, प्रत्येक पता स्थान या प्रक्रिया के लिए अलग खंड तालिका, पेड़ में प्रत्येक क्षेत्र के लिए अलग खंड तालिका[lower-alpha 5] प्रत्येक पता स्थान या प्रक्रिया के लिए क्षेत्र तालिकाएँ। यदि केवल पृष्ठ तालिका है, तो विभिन्न आवेदन मल्टीप्रोग्रामिंग आभासी पतों की ही श्रेणी के विभिन्न भागों का उपयोग करते हैं। यदि कई पेज या सेगमेंट टेबल हैं, तो कई आभासी पता स्थान हैं और समवर्ती आवेदन अलग-अलग पेज टेबल के साथ अलग-अलग रियल पता पर रीडायरेक्ट करते हैं।

छोटे वास्तविक मेमोरी आकार वाले कुछ पुराने सिस्टम, जैसे एसडीएस 940, पता अनुवाद के लिए मेमोरी में पेज टेबल के अतिरिक्त पृष्ठ पता रजिस्टर का उपयोग करते थे।

पृष्ठीकरण पर्यवेक्षक

ऑपरेटिंग प्रणालीका यह हिस्सा पेज टेबल और फ्री पेज फ्रेम की सूची बनाता और प्रबंधित करता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि पृष्ठ दोषों को जल्दी से हल करने के लिए पर्याप्त मुक्त पृष्ठ फ़्रेम होंगे, प्रणालीसमय-समय पर पृष्ठ प्रतिस्थापन एल्गोरिदम का उपयोग करके आवंटित पृष्ठ फ़्रेमों को चुरा सकता है, उदाहरण के लिए, हाल ही में उपयोग किए गए (LRU) एल्गोरिदम। चुराए गए पृष्ठ फ़्रेम जिन्हें संशोधित किया गया है, उन्हें मुफ्त कतार में जोड़े जाने से पहले सहायक भंडारण में वापस लिखा जाता है। कुछ प्रणालियों पर पृष्ठीकरण पर्यवेक्षक उन अनुवाद रजिस्टरों के प्रबंधन के लिए भी जिम्मेदार होता है जो पेज टेबल से स्वचालित रूप से लोड नहीं होते हैं।

सामान्यतः, पृष्ठ दोष जिसे हल नहीं किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप आवेदन की असामान्य समाप्ति होती है। चूँकि, कुछ प्रणालियाँ ऐसी त्रुटियों के लिए आवेदन को अपवाद हैंडलर रखने की अनुमति देती हैं। विवरण के आधार पर पृष्ठीकरण सुपरवाइजर कई अलग-अलग तरीकों से पेज फॉल्ट ्सेप्शन को हैंडल कर सकता है:

  • यदि आभासी पता अमान्य है, पृष्ठीकरण पर्यवेक्षक इसे त्रुटि के रूप में मानता है।
  • यदि पृष्ठ वैध है और पृष्ठ की जानकारी एमएमयू में लोड नहीं की गई है, तो पृष्ठ की जानकारी पृष्ठ रजिस्टरों में से में संग्रहीत की जाएगी।
  • यदि पृष्ठ प्रारंभ नहीं किया गया है, तो नया पृष्ठ फ़्रेम निर्दिष्ट और साफ़ किया जा सकता है।
  • यदि वांछित पृष्ठ वाला कोई चुराया हुआ पृष्ठ फ़्रेम है, तो उस पृष्ठ फ़्रेम का पुन: उपयोग किया जाएगा।
  • रीड-प्रोटेक्टेड पेज में लिखने के प्रयास के कारण हुई गलती के लिए, यदि यह कॉपी-ऑन-राइट पेज है तो फ्री पेज फ्रेम असाइन किया जाएगा और पुराने पेज की सामग्री कॉपी की जाएगी। अन्यथा इसे त्रुटि के रूप में माना जाता है।
  • यदि मेमोरी-मानचित्र की गई फ़ाइल या पृष्ठीकरण फ़ाइल में आभासी पता मान्य पृष्ठ है, तो निःशुल्क पृष्ठ फ़्रेम निर्दिष्ट किया जाएगा और पृष्ठ पढ़ा जाएगा।

अधिकांशतः स्थितियों में, पृष्ठ तालिका में अद्यतन होगा, संभवतः अनुवाद लुकसाइड बफर (टीएलबी) को शुद्ध करने के बाद, और प्रणालीउस निर्देश को पुनरारंभ करता है जो अपवाद का कारण बनता है।

यदि फ्री पेज फ्रेम कतार खाली है तो पृष्ठीकरण सुपरवाइजर को पेज चोरी के लिए समान पृष्ठ प्रतिस्थापन कलन विधि का उपयोग करके पेज फ्रेम को मुक्त करना होगा।

पिन किए गए पृष्ठ

ऑपरेटिंग प्रणालीमें मेमोरी क्षेत्र होते हैं जिन्हें पिन किया जाता है (द्वितीयक भंडारण में कभी भी स्वैप नहीं किया जाता है)। उपयोग किए जाने वाले अन्य शब्द लॉक, फिक्स्ड या वायर्ड पेज हैं। उदाहरण के लिए, बाधा डालना मैकेनिज्म अपने हैंडलर्स के लिए पॉइंटर्स की सरणी पर निर्भर करता है, जैसे कि आई / ओ पूर्णता और पेज फॉल्ट। यदि इन संकेतकों वाले पृष्ठ या उनके द्वारा आह्वान किए गए कोड पेज करने योग्य थे, तो व्यवधान-प्रबंधन कहीं अधिक जटिल और समय लेने वाला हो जाएगा, विशेष रूप से पृष्ठ दोष रुकावटों के स्थितियोंमें। इसलिए, पेज टेबल स्ट्रक्चर का कुछ हिस्सा पेजेबल नहीं है।

कुछ पृष्ठों को थोड़े समय के लिए पिन किया जा सकता है, अन्य को लंबे समय के लिए पिन किया जा सकता है, और फिर भी अन्य को स्थायी रूप से पिन करने की आवश्यकता हो सकती है। उदाहरण के लिए:

  • पृष्ठीकरण सुपरवाइज़र कोड और माध्यमिक भंडारण डिवाइस के ड्राइवर जिन पर पेज रहते हैं उन्हें स्थायी रूप से पिन किया जाना चाहिए, अन्यथा पृष्ठीकरण काम भी नहीं करेगी क्योंकि आवश्यक कोड उपलब्ध नहीं होगा।
  • चर पृष्ठीकरण विलंब से बचने के लिए समय-निर्भर घटकों को पिन किया जा सकता है।
  • डेटा बफ़र्स जो सीधे परिधीय उपकरणों द्वारा ्सेस किए जाते हैं जो प्रत्यक्ष मेमोरी ्सेस या आई/ओ चैनलों का उपयोग करते हैं, उन्हें पिन किए गए पृष्ठों में रहना चाहिए, जबकि आई/ओ संचालन प्रगति पर है क्योंकि ऐसे डिवाइस और बस (कंप्यूटिंग) जिनसे वे जुड़े हुए हैं, उम्मीद करते हैं भौतिक स्मृति पतों पर स्थित डेटा बफ़र्स खोजें। इस बात की परवाह किए अतिरिक्त कि बस में आईओएमएमयू|आई/ओ के लिए स्मृति प्रबंधन इकाई है, पृष्ठ दोष होने पर स्थानांतरण को रोका नहीं जा सकता है और पृष्ठ दोष संसाधित होने पर फिर से प्रारंभ किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, डेटा मापन सेंसर इकाई से आ सकता है और वास्तविक समय डेटा खो गया है जो पृष्ठ दोष के कारण खो गया है जिसे पुनर्प्राप्त नहीं किया जा सकता है।

सिस्टम/370 और उत्तराधिकारी प्रणालीके लिए आईबीएम के ऑपरेटिंग प्रणालीमें, शब्द निश्चित है, और ऐसे पृष्ठ दीर्घकालिक निश्चित हो सकते हैं, या अल्पावधि निश्चित हो सकते हैं, या अनिर्धारित हो सकते हैं (अर्थात, पेजेबल)। प्रणालीनियंत्रण संरचनाएं अधिकांशतः लंबी अवधि के लिए निर्धारित होती हैं (दीवार-घड़ी के समय में मापा जाता है, अर्थात, सेकंड में मापा गया समय, सेकंड के अंशों में मापा गया समय के अतिरिक्त) जबकि आई/ओ बफ़र्स सामान्यतः अल्पकालिक निश्चित होते हैं (सामान्यतः महत्वपूर्ण रूप से मापा जाता है) दीवार-घड़ी के समय से कम, संभवतः दसियों मिलीसेकंड के लिए)। वास्तव में, ओएस में इन अल्पकालिक निश्चित डेटा बफ़र्स को तेजी से ठीक करने के लिए विशेष सुविधा है (फिक्सिंग जो समय लेने वाली पर्यवेक्षक कॉल निर्देश का सहारा लिए अतिरिक्त किया जाता है)।

मल्टिक्स ने वायर्ड शब्द का उपयोग किया। ओpenवीएमएस और माइक्रोसॉफ़्ट विंडोज़ उन पृष्ठों को संदर्भित करते हैं जिन्हें अस्थायी रूप से गैर-पेजेबल बनाया गया है (आई/ओ बफ़र्स के लिए) लॉक के रूप में, और केवल उन पेजों के लिए नॉनपेजेबल हैं जो कभी पेजेबल नहीं होते हैं। एकाकी यूनिक्स विशिष्टता भी विनिर्देशन में लॉक किए गए शब्द का उपयोग करती है mlock(), जैसा करते हैं mlock() कई यूनिक्स जैसी प्रणालियों पर मैन पेज।

वर्चुअल-रियल ऑपरेशन

ओएस/वीएस1 और इसी प्रकार के ओएसeएस में, प्रणालीमेमोरी के कुछ भागों को वर्चुअल-रियल मोड में प्रबंधित किया जाता है, जिसे V=R कहा जाता है। इस मोड में प्रत्येक आभासी पता उसी वास्तविक पते से मेल खाता है। इस मोड का उपयोग इंटरप्ट मैकेनिज्म के लिए, पुराने प्रणालीमें पृष्ठीकरण सुपरवाइज़र और पेज टेबल के लिए, और गैर-मानक आई/ओ प्रबंधन का उपयोग करने वाले आवेदन प्रोग्राम के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, आईबीएम के जेड/ओएस में 3 मोड हैं (वर्चुअल-वर्चुअल, वर्चुअल-रियल और वर्चुअल-फिक्स्ड)।


पिटाई

जब पृष्ठीकरण और पृष्ठीकरण # पेज चोरी का उपयोग किया जाता है, तो थ्रैशिंग (कंप्यूटर साइंस) नामक समस्या उत्पन्न हो सकती है, जिसमें कंप्यूटर बैकिंग भंडार से पृष्ठों को स्थानांतरित करने के लिए अनुपयुक्त रूप से बड़ी मात्रा में समय व्यतीत करता है, जिससे उपयोगी कार्य धीमा हो जाता है। किसी कार्य का कार्य का संग्रह उन पृष्ठों का न्यूनतम सेट होता है जो उपयोगी प्रगति करने के लिए स्मृति में होना चाहिए। थ्रैशिंग तब होती है जब सभी सक्रिय प्रोग्रामों के वर्किंग सेट को भंडार करने के लिए पर्याप्त मेमोरी उपलब्ध नहीं होती है। वास्तविक मेमोरी जोड़ना सबसे सरल प्रतिक्रिया है, किन्तु आवेदन रचना, शेड्यूलिंग और मेमोरी उपयोग में सुधार करने से मदद मिल सकती है। अन्य समाधान प्रणालीपर सक्रिय कार्यों की संख्या को कम करना है। यह या से अधिक प्रक्रियाओं के संपूर्ण कार्य सेट की अदला-बदली करके वास्तविक मेमोरी पर मांग को कम करता है।

प्रणालीथ्रैशिंग अधिकांशतः कम संख्या में चल रहे कार्यक्रमों से पेज अनुरोध में अचानक स्पाइक का परिणाम होता है। स्वैप-टोकन[26] हल्का और गतिशील थ्रैशिंग सुरक्षा तंत्र है। मूल विचार प्रणालीमें टोकन सेट करना है, जो बेतरतीब ढंग से उस प्रक्रिया को दिया जाता है जिसमें थ्रैशिंग होने पर पृष्ठ दोष होते हैं। जिस प्रक्रिया में टोकन होता है, उसे अपने कार्य सेट को बनाने के लिए अधिक भौतिक मेमोरी पेज आवंटित करने का विशेषाधिकार दिया जाता है, जिससे इसके निष्पादन को जल्दी से पूरा करने और अन्य प्रक्रियाओं के लिए मेमोरी पेज जारी करने की उम्मीद की जाती है। टोकन को - करके सौंपने के लिए टाइम स्टैम्प का उपयोग किया जाता है। स्वैप-टोकन का पहला संस्करण लिनक्स में लागू किया गया है [1] दूसरे संस्करण को प्रीमेप्ट स्वैप-टोकन कहा जाता है। इस अद्यतन स्वैप-टोकन कार्यान्वयन में, प्रत्येक प्रक्रिया के लिए प्राथमिकता काउंटर निर्धारित किया जाता है स्वैप-आउट पृष्ठों की संख्या को ट्रैक करें। टोकन हमेशा उच्च प्राथमिकता वाली प्रक्रिया को दिया जाता है, जिसमें स्वैप-आउट पृष्ठों की संख्या अधिक होती है। टाइम स्टैम्प की लंबाई स्थिर नहीं है, किन्तु प्राथमिकता द्वारा निर्धारित की जाती है: किसी प्रक्रिया के स्वैप-आउट पेजों की संख्या जितनी अधिक होगी, उसके लिए टाइम स्टैम्प उतना ही लंबा होगा।

खंडित आभासी मेमोरी

कुछ प्रणालियाँ, जैसे बरोज़ कॉर्पोरेशन B5500,[27] पृष्ठीकरण के अतिरिक्त विभाजन (मेमोरी) का उपयोग करें, आभासी पता स्थान को वेरिएबल-लेंथ सेगमेंट में विभाजित करें। यहां आभासी पता में सेगमेंट नंबर और सेगमेंट के भीतर ऑफ़सेट होता है। इंटेल 80286 विकल्प के रूप में समान विभाजन योजना का समर्थन करता है, किन्तु इसका उपयोग संभवतः ही कभी किया जाता है। प्रत्येक खंड को पृष्ठों में विभाजित करके विभाजन और पृष्ठीकरण का साथ उपयोग किया जा सकता है। इस मेमोरी संरचना वाले सिस्टम, जैसे मल्टिक्स और आईबीएम सिस्टम/38, सामान्यतः पृष्ठीकरण-प्रमुख होते हैं, विभाजन स्मृति सुरक्षा प्रदान करते हैं।[28][29][30]इंटेल 80386 और बाद में आईA-32 प्रोसेसर में, खंड 32-बिट रैखिक, पृष्ठांकित पता स्थान में रहते हैं। खंडों को उस स्थान के अंदर और बाहर ले जाया जा सकता है। वहाँ के पृष्ठ मुख्य मेमोरी के अंदर और बाहर पेज कर सकते हैं, आभासी मेमोरी के दो स्तर प्रदान करते हैं। यदि कोई ऑपरेटिंग प्रणालीऐसा करता है, तो केवल पृष्ठीकरण का उपयोग करके। प्रारंभिक गैर-हार्डवेयर-सहायता प्राप्त एक्स86 आभासीकरण समाधान संयुक्त पृष्ठन और विभाजन क्योंकि एक्स86 पृष्ठन केवल दो सुरक्षा डोमेन प्रदान करता है जबकि वीएमM, अतिथि ओएस या अतिथि अनुप्रयोग स्टैक को तीन की आवश्यकता होती है।[31]: 22  पृष्ठीकरण और विभाजन प्रणालीके बीच का अंतर केवल मेमोरी डिवीजन के बारे में नहीं है। मेमोरी प्रतिरूप शब्दार्थ के भाग के रूप में विभाजन उपयोगकर्ता प्रक्रियाओं के लिए दृश्यमान है। इसलिए, बड़ी जगह की प्रकार दिखने वाली मेमोरी के अतिरिक्त, इसे कई जगहों में संरचित किया जाता है।

इस अंतर के महत्वपूर्ण परिणाम हैं। खंड परिवर्तनशील लंबाई वाला पृष्ठ या पता स्थान को लंबा करने का सरल विधि नहीं है। विभाजन जो ल-स्तरीय मेमोरी प्रतिरूप प्रदान कर सकता है जिसमें प्रक्रिया मेमोरी और फाइल प्रणालीके बीच कोई अंतर नहीं होता है, केवल प्रक्रिया के संभावित पता स्थान में मानचित्र किए गए सेगमेंट (फाइल) की सूची होती है।[32]यह एमएमएपी और डब्ल्यूआईएन32 के मानचित्र वि आईवऑफ़फ़ाइल जैसे कॉल द्वारा प्रदान किए गए तंत्र के समान नहीं है, क्योंकि अर्ध-मनमानी स्थानों में फ़ाइलों को मानचित्र करते समय इंटर-फाइल पॉइंटर्स काम नहीं करते हैं। मल्टिक्स में, फ़ाइल (या बहु-खंड फ़ाइल से खंड) को पता स्थान में खंड में मानचित्र किया जाता है, इसलिए फ़ाइलों को हमेशा खंड सीमा पर मानचित्र किया जाता है। फाइल के लिंकेज सेक्शन में पॉइंटर्स हो सकते हैं जिसके लिए पॉइंटर को रजिस्टर में लोड करने या इसके माध्यम से अप्रत्यक्ष संदर्भ बनाने का प्रयास जाल का कारण बनता है। अनसुलझे पॉइंटर में उस सेगमेंट के नाम का संकेत होता है जिसे पॉइंटर संदर्भित करता है और सेगमेंट के भीतर ऑफ़सेट होता है। ट्रैप के लिए हैंडलर सेगमेंट को पता स्थान में मानचित्र करता है, सेगमेंट नंबर को पॉइंटर में डालता है, पॉइंटर में टैग फील्ड को बदलता है जिससे कि यह अब ट्रैप का कारण न बने, और उस कोड पर वापस आ जाए जहां ट्रैप हुआ, फिर से निष्पादित निर्देश जो जाल का कारण बना।[33] यह लिंकर (कंप्यूटिंग) की आवश्यकता को पूरी प्रकार समाप्त कर देता है[8]और काम करता है जब विभिन्न प्रक्रियाएं ही फाइल को उनके निजी पता स्थानों में अलग-अलग स्थानों पर मानचित्र करती हैं।[34]


पता स्थान स्वैपिंग

पृष्ठीकरण और विभाजन के लिए उनके पास जो भी सुविधाएं हैं, उसके अतिरिक्त कुछ ऑपरेटिंग प्रणालीपूरे पता स्थान की अदला-बदली के लिए प्रदान करते हैं। जब ऐसा होता है, तो ओएस उन पेजों और सेगमेंट को वर्तमान में फाइलों को स्वैप करने के लिए वास्तविक मेमोरी में लिखता है। स्वैप-इन में, ओएस स्वैप फ़ाइलों से डेटा वापस पढ़ता है किन्तु स्वैप आउट संचालन के समय पेज आउट किए गए पृष्ठों को स्वचालित रूप से वापस नहीं पढ़ता है।

आईबीएम का एमवीएस, ओएस/360 से और उत्तराधिकारी#ओएस/वीएस2 एसवीएस और एमवीएस|ओएस/वीएस2 रिलीज़ 2 जेड/ओएस के माध्यम से, पता स्थान को अस्वच्छ के रूप में चिह्नित करने के लिए प्रदान करता है। ऐसा करने से पता स्थान में कोई पृष्ठ पिन नहीं होता है। यह पात्र के नाम को अंकित करके नौकरी की अवधि के लिए किया जा सकता है[35] प्रोग्राम गुण तालिका में मुख्य कार्यक्रम अपरिवर्तनीय ध्वज के साथ। इसके अतिरिक्त, विशेषाधिकार प्राप्त कोड एसवाईएस घटना पर्यवेक्षक कॉल निर्देश (एसवीसी) का उपयोग करके अस्थायी रूप से पता स्थान को अदला-बदली करने योग्य बना सकता है। कुछ परिवर्तन[36] पता स्थान गुणों में यह आवश्यक है कि ओएस इसे स्वैप करें और फिर इसे एसवाईएस घटना ट्रांसवैप का उपयोग करके वापस स्वैप करें।[37]स्वैपिंग के लिए स्मृति प्रबंधन हार्डवेयर की आवश्यकता नहीं है उदाहरण के लिए, भंडारण के ही क्षेत्र में और बाहर कई नौकरियों की अदला-बदली की जाती है।

यह भी देखें


टिप्पणियाँ

  1. ↑ Early systems used drums; contemporary systems use disks or solid state memory
  2. ↑ IBM uses the term virtual storage on mainframe operating systems. This usage runs from TSS[1] on the 360/67 through z/OS[2] on z/Architecture.
  3. ↑ IBM had previously used the term hypervisor for the 360/65,[20] but that did not involve virtual memory
  4. ↑ IBM DOS/VS, OS/VS1 and DOS/VS only supported 2 KB pages.
  5. ↑ On IBM Z[25] there is a 3-level tree of regions for each address space.


संदर्भ

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अग्रिम पठन

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बाहरी संबंध

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