Virtualna memorija je shema pohranjivanja koja korisniku daje iluziju da ima vrlo veliku glavnu memoriju. To se postiže tretiranjem dijela sekundarne memorije kao glavne memorije.

U ovoj shemi, korisnik može učitati procese veće veličine od dostupne glavne memorije imajući iluziju da je memorija dostupna za učitavanje procesa.

Umjesto učitavanja jednog velikog procesa u glavnu memoriju, operativni sustav učitava različite dijelove više od jednog procesa u glavnu memoriju.

Time će se povećati stupanj multiprogramiranja, a time i iskoristivost CPU-a.

Kako radi virtualna memorija?

U suvremenom smislu, virtualna memorija postala je prilično uobičajena ovih dana. U ovoj shemi, kad god se neke stranice trebaju učitati u glavnu memoriju za izvođenje, a memorija nije dostupna za te mnoge stranice, tada u tom slučaju, umjesto zaustavljanja ulaska stranica u glavnu memoriju, OS traži područje RAM-a koje se u posljednje vrijeme najmanje koristi ili koje se ne spominje i kopirajte to u sekundarnu memoriju kako biste napravili prostor za nove stranice u glavnoj memoriji.

Budući da se sav ovaj postupak odvija automatski, računalo se osjeća kao da ima neograničen RAM.

Paging na zahtjev

Demand Paging je popularna metoda upravljanja virtualnom memorijom. Kod straničenja na zahtjev, stranice procesa koje se najmanje koriste pohranjuju se u sekundarnu memoriju.

Stranica se kopira u glavnu memoriju kada je postavljen zahtjev ili se pojavi pogreška stranice. Postoje različiti algoritmi zamjene stranica koji se koriste za određivanje stranica koje će biti zamijenjene. Kasnije ćemo detaljno razmotriti svaki od njih.

Snimka sustava za upravljanje virtualnom memorijom

Pretpostavimo da dva procesa, P1 i P2, sadrže po 4 stranice. Veličina svake stranice je 1 KB. Glavna memorija sadrži 8 okvira od po 1 KB. OS se nalazi u prve dvije particije. U trećoj particiji, 1^svstranica P1 je pohranjena, a ostali okviri također su prikazani kao ispunjeni različitim stranicama procesa u glavnoj memoriji.

Tablice stranica obje stranice veličine su 1 KB i stoga mogu stati u svaki okvir. Tablice stranica oba procesa sadrže razne informacije koje su također prikazane na slici.

CPU sadrži registar koji sadrži osnovnu adresu tablice stranica koja je 5 u slučaju P1 i 7 u slučaju P2. Ova osnovna adresa tablice stranica bit će dodana broju stranice logičke adrese kada dođe do pristupa stvarnom odgovarajućem unosu.

Prednosti virtualne memorije

1. Povećat će se stupanj multiprogramiranja.
2. Korisnik može pokretati velike aplikacije s manje stvarnog RAM-a.
3. Nema potrebe kupovati više RAM memorije.

Nedostaci virtualne memorije

1. Sustav postaje sporiji jer zamjena zahtijeva vrijeme.
2. Potrebno je više vremena za prebacivanje između aplikacija.
3. Korisnik će imati manje prostora na tvrdom disku za njegovu upotrebu.