الذاكرة الظاهرية عبارة عن نظام تخزين يوفر للمستخدم وهمًا بوجود ذاكرة رئيسية كبيرة جدًا. ويتم ذلك عن طريق التعامل مع جزء من الذاكرة الثانوية باعتباره الذاكرة الرئيسية.

في هذا المخطط، يمكن للمستخدم تحميل عمليات ذات حجم أكبر من الذاكرة الرئيسية المتاحة من خلال توهم أن الذاكرة متاحة لتحميل العملية.

فبدلاً من تحميل عملية واحدة كبيرة في الذاكرة الرئيسية، يقوم نظام التشغيل بتحميل الأجزاء المختلفة لأكثر من عملية في الذاكرة الرئيسية.

من خلال القيام بذلك، سيتم زيادة درجة البرمجة المتعددة وبالتالي سيتم أيضًا زيادة استخدام وحدة المعالجة المركزية.

كيف تعمل الذاكرة الافتراضية؟

في العصر الحديث، أصبحت الذاكرة الافتراضية شائعة جدًا هذه الأيام. في هذا المخطط، عندما يلزم تحميل بعض الصفحات في الذاكرة الرئيسية للتنفيذ ولا تكون الذاكرة متاحة لتلك الصفحات العديدة، ففي هذه الحالة، بدلاً من إيقاف الصفحات من الدخول إلى الذاكرة الرئيسية، يبحث نظام التشغيل عن منطقة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) الأقل استخدامًا في الآونة الأخيرة أو التي لم يتم الرجوع إليها ونسخها إلى الذاكرة الثانوية لتوفير مساحة للصفحات الجديدة في الذاكرة الرئيسية.

نظرًا لأن كل هذا الإجراء يحدث تلقائيًا، فإنه يجعل الكمبيوتر يشعر وكأنه يمتلك ذاكرة وصول عشوائي غير محدودة.

الطلب الاستدعاء

يعد ترحيل الطلب طريقة شائعة لإدارة الذاكرة الافتراضية. في الترحيل عند الطلب، يتم تخزين صفحات العملية الأقل استخدامًا في الذاكرة الثانوية.

يتم نسخ الصفحة إلى الذاكرة الرئيسية عند طلبها أو عند حدوث خطأ في الصفحة. هناك العديد من خوارزميات استبدال الصفحات التي يتم استخدامها لتحديد الصفحات التي سيتم استبدالها. وسنتحدث عن كل واحد منهم بالتفصيل لاحقًا.

لقطة لنظام إدارة الذاكرة الافتراضية

لنفترض أن عمليتين، P1 وP2، تحتوي كل منهما على 4 صفحات. حجم كل صفحة هو 1 كيلو بايت. تحتوي الذاكرة الرئيسية على 8 إطارات سعة كل منها 1 كيلو بايت. نظام التشغيل موجود في القسمين الأولين. وفي القسم الثالث 1^شارعيتم تخزين صفحة P1 وتظهر الإطارات الأخرى أيضًا مملوءة بصفحات العمليات المختلفة في الذاكرة الرئيسية.

يبلغ حجم جداول الصفحات لكل من الصفحتين 1 كيلوبايت، وبالتالي يمكن وضعها في إطار واحد لكل منهما. تحتوي جداول الصفحات الخاصة بكلتا العمليتين على معلومات متنوعة تظهر أيضًا في الصورة.

تحتوي وحدة المعالجة المركزية على سجل يحتوي على العنوان الأساسي لجدول الصفحات وهو 5 في حالة P1 و7 في حالة P2. ستتم إضافة العنوان الأساسي لجدول الصفحة هذا إلى رقم صفحة العنوان المنطقي عندما يتعلق الأمر بالوصول إلى الإدخال الفعلي المقابل.

مزايا الذاكرة الافتراضية

1. سيتم زيادة درجة البرمجة المتعددة.
2. يمكن للمستخدم تشغيل تطبيق كبير بذاكرة وصول عشوائي أقل.
3. ليست هناك حاجة لشراء المزيد من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM).

عيوب الذاكرة الافتراضية

1. يصبح النظام أبطأ لأن التبديل يستغرق وقتًا.
2. يستغرق المزيد من الوقت في التبديل بين التطبيقات.
3. سيكون لدى المستخدم مساحة أقل على القرص الصلب لاستخدامه.