वर्चुअल मेमोरी

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वर्चुअल मेमोरी प्रत्यक्ष-अभिगम भंडारण उपकरण पर सक्रिय रैंडम अभिगम मेमोरी और निष्क्रिय मेमोरी को जोड़ती है[lower-alpha 1] सन्निहित ऐड्रेसेज की बड़ी श्रृंखला बनाने के लिए।

कंप्यूटर में वर्चुअल मेमोरी, [lower-alpha 2] मेमोरी प्रबंधन प्रचालन प्रणाली प्रविधि है। जो भंडारण संसाधनों का "आदर्शीकृत 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 की प्रचालन प्रणाली, हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर के संयोजन का उपयोग करके वर्चुअल ऐड्रेसेज नामक प्रोग्राम द्वारा उपयोग किए जाने वाले मेमोरी ऐड्रेसेज को कंप्यूटर मेमोरी विभाजन भौतिक ऐड्रेसेज में मानचित्र करता है। इस प्रकार मुख्य भंडारण प्राथमिक भंडारण जैसा कि प्रक्रिया द्वारा देखा जाता है, सन्निहित ऐड्रेसेज मेमोरी विभाजन के संग्रह के रूप में प्रकट होता है। प्रचालन प्रणाली वर्चुअल ऐड्रेसेज और वर्चुअल मेमोरी को वास्तविक मेमोरी के कार्यभार का प्रबंधन करता है।[5] सीपीयू में ऐड्रेस अनुवाद हार्डवेयर, जिसे अधिकांशतः मेमोरी प्रबंधन इकाई (एमएमयू) के रूप में संदर्भित किया जाता है। इस प्रकार स्वचालित रूप से वर्चुअल ऐड्रेस को भौतिक ऐड्रेस में अनुवाद करता है। प्रचालन प्रणाली के भीतर सॉफ़्टवेयर इन क्षमताओं का उपयोग कर सकता है। इस प्रकार उदाहरण के लिए, डिस्क भंडारण, वर्चुअल ऐड्रेसेज 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।

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

गुण

वर्चुअल 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। इस प्रकार जब प्रत्येक प्रक्रिया को स्वयं के समर्पित ऐड्रेसेज में चलाया जाता है और आवश्यकता से छुटकारा पाने के लिए कंप्यूटर विज्ञान प्रोग्राम कोड पीसी-संबंध-सूचक के साथ मेमोरी तक पहुंचने के लिए है।

मेमोरी वर्चुअलकरण को वर्चुअल मेमोरी की अवधारणा का सामान्यीकरण माना जा सकता है।

उपयोग

वर्चुअल मेमोरी आधुनिक कंप्यूटर संरचना का अभिन्न अंग है। कार्यान्वयन के लिए सामान्यतः हार्डवेयर समर्थन की आवश्यकता होती है। सामान्यतः केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई में निर्मित मेमोरी प्रबंधन इकाई के रूप में आवश्यक नहीं है, जबकि एमुलेटर और वर्चुअल मशीन अपने वर्चुअल मेमोरी कार्यान्वयन के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए हार्डवेयर समर्थन को नियोजित कर सकते हैं।[6] इस प्रकार पुराने प्रचालन प्रणाली, जैसे कि 1960 के दशक के मेनफ़्रेम कंप्यूटर के लिए और 1980 के दशक के मध्य तक के व्यक्तिगत कंप्यूटर के लिए जैसे, डॉस,[7] सामान्यतः कोई वर्चुअल 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। वर्चुअल मेमोरी की प्रारंभ ने कम वास्तविक मेमोरी वाले कंप्यूटरों पर चलने के लिए बड़ी मेमोरी अनुरोध वाले सॉफ़्टवेयर प्रणाली की क्षमता प्रदान की गई थी। इस प्रकार इससे होने वाली बचत ने सभी प्रणालियों के लिए वर्चुअल मेमोरी पर स्विच करने के लिए ठोस प्रोत्साहन प्रदान किया था। इस प्रकार वर्चुअल ऐड्रेसेज प्रदान करने की अतिरिक्त क्षमता सुरक्षा और विश्वसनीयता का स्तर जोड़ा गया था और इस प्रकार वर्चुअल मेमोरी को बाज़ार के लिए और भी आकर्षक बना दिया गया हैं।

वर्चुअल मेमोरी का समर्थन करने वाले अधिकांश आधुनिक प्रचालन प्रणाली भी प्रत्येक प्रक्रिया (कंप्यूटिंग) को स्वयं के समर्पित ऐड्रेसेज में चलाते हैं। इस प्रकार प्रत्येक प्रोग्राम को वर्चुअल मेमोरी तक मात्र पहुंच दिखाई देती है। चूँकि, कुछ पुराने प्रचालन प्रणाली जैसे ओएस/वीएस1 और ओएस/वीएस2 (एसवीएस)|ओएस/वीएस2 एसवीएस) और यहां तक ​​कि आधुनिक वाले जैसे आईबीएम आई एकाकी ऐड्रेसेज प्रचालन प्रणाली हैं जो सभी प्रक्रियाओं को ही ऐड्रेसेज में चलाते हैं। वर्चुअल 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। इस प्रकार नियतात्मक कलन विधि में कमी के कारण वर्चुअल मेमोरी का उपयोग नहीं करने का विकल्प चुन सकते हैं। वर्चुअल मेमोरी प्रणाली अप्रत्याशित ट्रैप (कंप्यूटर) को ट्रिगर करता है जो इनपुट के उत्तर में अवांछित और अप्रत्याशित देरी उत्पन्न कर सकता है, इस प्रकार विशेष करके यदि ट्रैप के लिए आवश्यक है कि डेटा को माध्यमिक मेमोरी से मुख्य मेमोरी में पढ़ा जाए। वर्चुअल ऐड्रेसेज को भौतिक ऐड्रेसेज में अनुवाद करने के लिए हार्डवेयर को सामान्यतः लागू करने के लिए महत्वपूर्ण चिप क्षेत्र की आवश्यकता होती है। इस प्रकार अंतः स्थापित प्रणाली में उपयोग किए जाने वाले सभी चिप्स में वह हार्डवेयर सम्मलित नहीं होता है, जो कारण और है कि उनमें से कुछ प्रणाली वर्चुअल 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 वर्चुअल 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 वर्चुअल मेमोरी के अतिरिक्त कई प्रोग्रामों के बीच मेमोरी को विभाजित किया, जैसे प्रक्रमक पंजीकृत के माध्यम से पीडीपी-10 -10 के प्रारंभ प्रतिरूप हैं।

यह प्रमाणित है कि वर्चुअल 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] इस प्रकार इसकी सावधानीपूर्वक जांच करने के लिए खड़ा नहीं होता है। गुंटश द्वारा प्रस्तावित कंप्यूटर किन्तु कभी नहीं बनाया गया जिसका ऐड्रेसेज 105 था शब्द जो बिल्कुल 105 पर मानचित्र किए गए थे तथा इस ड्रम के शब्द, अर्थात पते वास्तविक पते थे और इस प्रकार अप्रत्यक्ष मानचित्रण का कोई रूप नहीं था, वर्चुअल मेमोरी 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 सकते हैं। इस प्रकार कैश मेमोरी वाले कंप्यूटरों में ठीक यही स्थिति है, जिसका प्रारंभ व्यावसायिक उदाहरण आईबीएम प्रणाली/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। इस प्रकार 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।

मैनचेस्टर विश्वविद्यालय एटलस कंप्यूटर पहला कंप्यूटर था जिसमें वास्तविक वर्चुअल मेमोरी की सुविधा थी।

पहला सत्य वर्चुअल मेमोरी प्रणाली मैनचेस्टर विश्वविद्यालय में -स्तरीय भंडारण प्रणाली बनाने के लिए लागू किया गया था। [13] एटलस कंप्यूटर के भागों के रूप में। इसने प्रोग्रामर के लिए उपलब्ध वर्चुअल ऐड्रेसेज 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 वर्चुअल मेमोरी को सम्मलित करने से उभरती हुई प्रोग्रामिंग समस्या भी समाप्त हो गई थी। इस प्रकार मुख्य मेमोरी के आकार के प्रत्येक परिवर्तन के लिए मुख्य और द्वितीयक मेमोरी और कंपाइल प्रोग्राम के बीच डेटा स्थानांतरण की योजना बनाना और अनुसूची करना भी हैं।[15] इस प्रकार पहला एटलस 1962 में आयोग 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 वर्चुअल मेमोरी, बी5000 के साथ पहला व्यावसायिक कंप्यूटर जारी किया था।[18][19]

आईबीएम विकसित उनके आईबीएम सीपी-40 और सीपी-67 में सूत्र की अवधारणा और 1972 में इसे आईबीएम प्रणाली /370|एस/370 के लिए वर्चुअल मशीन सुविधा/370 के रूप में प्रदान किया।[20] आईबीएम ने 3081 पर 370- के भागों के रूप में व्याख्या करना प्रारंभ कर कार्यान्वयन (एसआईई) निर्देश और इसका फायदा उठाने के लिए वीएम प्रचालन प्रणाली के वीएम/पराक्रम संस्करण प्रस्तुत किए गए हैं।

मुख्यधारा प्रचालन प्रणाली में वर्चुअल मेमोरी को लागू करने से पहले, कई समस्याओं का समाधान किया जाना था। गत्यात्मक ऐड्रेस अनुवाद के लिए महंगे और कठिनाई से बनने वाले विशेष हार्डवेयर की आवश्यकता होती है। प्रारंभिक कार्यान्वयन ने मेमोरी तक पहुंच को थोड़ा धीमा कर दिया।[8]इस बात को लेकर चिंताएं थीं कि द्वितीयक भंडारण का उपयोग करने वाले नए प्रणाली विस्तृत कलन विधि पहले उपयोग किए गए आवेदन-विशिष्ट कलन विधि की तुलना में कम प्रभावी होंगे। 1969 तक, व्यावसायिक कंप्यूटरों के लिए वर्चुअल मेमोरी पर बहस समाप्त हो गई थी।[8]डेविड सायरे के नेतृत्व में आईबीएम की शोध टीम ने दिखाया कि उनकी वर्चुअल मेमोरी उपरिशायी प्रणाली ने सर्वश्रेष्ठ नियमावली रूप से नियंत्रित प्रणालियों की तुलना में लगातार श्रेष्ठतर कार्य किया।[21] इस प्रकार 1970 के दशक के पर्यन्त, आईबीएम 370 श्रृंखला ने अपने वर्चुअल-भंडारण आधारित प्रचालन प्रणाली को चलाने के लिए व्यापार उपयोगकर्ताओं को कई पुराने प्रणाली को कम, अधिक शक्तिशाली, मेनफ्रेम में माइग्रेट करने का साधन प्रदान किया, जिसने मूल्य प्रदर्शन में सुधार किया था। वर्चुअल मेमोरी प्रस्तुत करने वाला पहला मिनी कंप्यूटर नॉर्वेजियन नॉर्ड-1 था। 1970 के दशक के पर्यन्त, अन्य मिनी कंप्यूटर ने वर्चुअल मेमोरी लागू की, विशेष रूप से विवृत वीएमएस चलाने वाले वैक्स प्रतिरूप है।

इंटेल 80286 प्रक्रमक के संरक्षित मोड के साथ वर्चुअल मेमोरी को एक्स86 संरचना में प्रस्तुत किया गया था, किन्तु इसकी खंड अदला-बदली प्रविधि को बड़े खंड आकार में खराब कर दिया गया हैं। इंटेल 80386 ने उपस्तिथा विभाजन (मेमोरी) स्तर के नीचे पृष्ठीकरण समर्थन प्रस्तुत किया था। जिससे पृष्ठ दोष अपवाद को अतिरिक्त किसी दोहरा दोष के अन्य अपवादों के साथ श्रृंखला में सक्षम किया गया हैं। चूंकि, खंड डिस्क्रिप्टर लोड करना महंगा संचालन था, जिससे प्रचालन प्रणाली रचनार पृष्ठीकरण और विभाजन के संयोजन के अतिरिक्त पृष्ठीकरण पर कठोरता से विश्वास करते थे।

पृष्ठांकित वर्चुअल मेमोरी

See also: मेमोरी पृष्ठीकरण

वर्चुअल मेमोरी के लगभग सभी उपस्तिथा कार्यान्वयन वर्चुअल ऐड्रेसेज को पृष्ठ (कंप्यूटर मेमोरी) में विभाजित करते हैं। सन्निहित वर्चुअल मेमोरी ऐड्रेस के खंड समसामयिक पर पृष्ठ प्रणाली सामान्यतः आकार में कम से कम 4 किलोबाइट होते हैं। बड़े वर्चुअल ऐड्रेस श्रेणी या वास्तविक मेमोरी की मात्रा वाले प्रणाली सामान्यतः बड़े पृष्ठ आकार का उपयोग करते हैं।[22]

पृष्ठ टेबल

पृष्ठ टेबल का उपयोग आवेदन द्वारा देखे गए वर्चुअल ऐड्रेसेज को निर्देशों को संसाधित करने के लिए कंप्यूटर हार्डवेयर द्वारा उपयोग किए जाने वाले भौतिक ऐड्रेसेज में अनुवाद करने के लिए किया जाता है।[23] ऐसे हार्डवेयर जो इस विशिष्ट अनुवाद को संभालते हैं। अधिकांशतः मेमोरी प्रबंधन इकाई के रूप में जाने जाते हैं। इस प्रकार पृष्ठ सूची में प्रत्येक प्रविष्टि में ध्वज होता है जो दर्शाता है कि संबंधित पृष्ठ वास्तविक मेमोरी में है या नहीं। यदि यह वास्तविक मेमोरी में है, पृष्ठ सूची प्रविष्टि में वास्तविक मेमोरी ऐड्रेस होगा जिस पर पृष्ठ संग्रहीत है। जब हार्डवेयर द्वारा किसी पृष्ठ का संदर्भ दिया जाता है, यदि पृष्ठ के लिए पृष्ठ सूची प्रविष्टि इंगित करती है कि यह वर्तमान में वास्तविक मेमोरी में नहीं है, तो हार्डवेयर पृष्ठ दोष ट्रैप (कंप्यूटिंग) उठाता है। प्रचालन प्रणाली के पृष्ठीकरण पर्यवेक्षक घटक को लागू करता है। .

प्रणाली में हो सकता है उदाहरण के लिए, पूरे प्रणाली के लिए पृष्ठ टेबल, प्रत्येक ऐड्रेसेज या प्रक्रिया के लिए अलग पृष्ठ टेबल, प्रत्येक खंड के लिए अलग पृष्ठ टेबल। इसी प्रकार, प्रणाली में उदाहरण के लिए, कोई खंड सूची नहीं हो सकती है। इस प्रकार पूरी प्रणाली के लिए खंड सूची प्रत्येक ऐड्रेसेज प्रक्रिया के लिए अलग खंड सूची, पेड़ में प्रत्येक क्षेत्र के लिए अलग खंड सूची प्रत्येक ऐड्रेसेज या प्रक्रिया के लिए क्षेत्र सूची बनाई जाती हैं। यदि केवल पृष्ठ सूची है, तो विभिन्न आवेदन बहु क्रमादेशन वर्चुअल ऐड्रेसेज की ही श्रेणी के विभिन्न भागों का उपयोग करते हैं। यदि कई पृष्ठ या खंड टेबल हैं, तो कई वर्चुअल ऐड्रेसेज हैं और समवर्ती आवेदन अलग-अलग पृष्ठ टेबल के साथ अलग-अलग वास्तविक ऐड्रेस पर पुन: निर्देशित करते हैं।

छोटे वास्तविक मेमोरी आकार वाले कुछ पुराने प्रणाली, जैसे एसडीएस 940, ऐड्रेस अनुवाद के लिए मेमोरी में पृष्ठ टेबल के अतिरिक्त पृष्ठ ऐड्रेस पंजीकृत का उपयोग करते थे।

पृष्ठीकरण पर्यवेक्षक

प्रचालन प्रणाली का यह भाग पृष्ठ टेबल और मुफ्त पृष्ठ फ्रेम की सूची बनाता और प्रबंधित करता है। इस प्रकार यह सुनिश्चित करने के लिए कि पृष्ठ दोषों को जल्दी से हल करने के लिए पर्याप्त मुक्त पृष्ठ फ़्रेम होंगे। प्रणाली समय-समय पर पृष्ठ प्रतिस्थापन कलन विधि का उपयोग करके आवंटित पृष्ठ फ़्रेमों को चुरा सकता है, उदाहरण के लिए हाल ही में उपयोग किए गए (एलआरयू) कलन विधि का उपयोग किया जाता हैं। इस प्रकार चुराए गए पृष्ठ फ़्रेम जिन्हें संशोधित किया गया है, उन्हें मुफ्त श्रेणी में जोड़े जाने से पहले सहायक भंडारण में वापस लिखा जाता है। कुछ प्रणालियों पर पृष्ठीकरण पर्यवेक्षक उन अनुवाद पंजीकृत ों के प्रबंधन के लिए भी उत्तरदायित्व होता है जो पृष्ठ 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 संचालक रखने की अनुमति देती हैं। विवरण के आधार पर पृष्ठीकरण पर्यवेक्षक कई अलग-अलग विधियों से पृष्ठ दोष अपवाद को संचालक कर सकता है,

  • यदि वर्चुअल ऐड्रेस 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 इस प्रकार पृष्ठ की जानकारी पृष्ठ पंजीकृत ों 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।
  • पढ़ें-संरक्षित पृष्ठ में लिखने के प्रयास के कारण हुई गलती के लिए, यदि यह लिखने पर नकल पृष्ठ है तो मुफ्त पृष्ठ फ्रेम निर्धारण किया जाएगा और पुराने पृष्ठ की सामग्री नकल की जाएगी। अन्यथा इसे त्रुटि के रूप में माना जाता है।
  • यदि मेमोरी-मानचित्र की गई फ़ाइल पृष्ठीकरण फ़ाइल में वर्चुअल ऐड्रेस मान्य पृष्ठ है, तो निःशुल्क पृष्ठ फ़्रेम निर्दिष्ट किया जाएगा और पृष्ठ पढ़ा जाएगा।

अधिकांशतः स्थितियों में पृष्ठ सूची में अद्यतन होगा। संभवतः अनुवाद अंतर्रोधी (टीएलबी) को शुद्ध करने के बाद और प्रणाली उस निर्देश को पुनरारंभ करता है जो अपवाद का कारण बनता है।

यदि मुफ्त पृष्ठ फ्रेम श्रेणी खाली है तो पृष्ठीकरण पर्यवेक्षक को पृष्ठ चोरी के लिए समान पृष्ठ प्रतिस्थापन कलन विधि का उपयोग करके पृष्ठ फ्रेम को मुक्त करना होगा।

पिन किए गए पृष्ठ

प्रचालन प्रणाली में मेमोरी क्षेत्र होते हैं जिन्हें पिन किया जाता है। द्वितीयक भंडारण में कभी भी परिवर्तन नहीं किया जाता है। उपयोग किए जाने वाले अन्य शब्द अवरोध, निश्चित पृष्ठ हैं। उदाहरण के लिए, बाधा डालना क्रियाविधि अपने संचालक के लिए संकेत की सरणी पर निर्भर करता है, जैसे कि आई / ओ पूर्णता और पृष्ठ दोष। यदि इन संकेतकों वाले पृष्ठ या उनके द्वारा आह्वान किए गए कोड पृष्ठ करने योग्य थे, तो व्यवधान-प्रबंधन कहीं अधिक जटिल और समय लेने वाला हो जाएगा, विशेष रूप से पृष्ठ दोष रुकावटों के स्थितियों में है। इसलिए, पृष्ठ टेबल संरचना का कुछ भाग पृष्ठांकन योग्य नहीं है।

इस प्रकार 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 पर्यवेक्षक कोड और माध्यमिक भंडारण उपकरण के संचालक जिन पर पृष्ठ रहते हैं। उन्हें स्थायी रूप से पिन किया जाना चाहिए, अन्यथा पृष्ठीकरण कार्य 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 बफ़र जो सीधे परिधीय उपकरणों द्वाराअभिगम किए जाते हैं जो प्रत्यक्ष मेमोरी अभिगम आई/ओ प्रणाली का उपयोग करते हैं। उन्हें पिन किए गए पृष्ठों में रहना चाहिए, जबकि आई/ओ संचालन प्रगति पर है क्योंकि ऐसे उपकरण और बस (कंप्यूटिंग) जिनसे वे जुड़े हुए हैं, आशा करते हैं भौतिक मेमोरी ऐड्रेसेज पर स्थित डेटा बफ़र्स खोजें। इस बात की देखभाल के अतिरिक्त, कि बस में आईओएमएमयू, आई/ओ के लिए मेमोरी प्रबंधन इकाई है। इस प्रकार 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।

प्रणाली/370 और उत्तराधिकारी प्रणाली के लिए आईबीएम के प्रचालन प्रणाली में शब्द निश्चित है और ऐसे पृष्ठ दीर्घकालिक निश्चित हो सकते हैं या अल्पावधि निश्चित हो सकते हैं या अनिर्धारित हो सकते हैं। अर्थात, पृष्ठांकन योग्य प्रणाली नियंत्रण 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। प्रतिष्ठापन जो समय लेने वाली पर्यवेक्षक कॉल निर्देश का सहायता के अतिरिक्त किया जाता है।

मल्टिक्स ने वायर्ड शब्द का उपयोग किया। विवृत वीएमएस और माइक्रोसॉफ़्ट विंडोज़ उन पृष्ठों को संदर्भित करते हैं। जिन्हें अस्थायी रूप से अ-पृष्ठांकन योग्य बनाया गया है। आई/ओ बफ़र्स के लिए अवरोध के रूप में और केवल उन पृष्ठ के लिए नॉनपृष्ठांकन योग्य हैं जो कभी पृष्ठांकन योग्य नहीं होते हैं। एकाकी यूनिक्स विशिष्टता भी mlock() द्वारा विनिर्देशन में अवरोध किए गए शब्द का उपयोग करती है, जैसे mlock() कई यूनिक्स जैसी प्रणालियों पर मुख्य पृष्ठ उपलब्ध हैं।

वर्चुअल-वास्तविक ऑपरेशन

ओएस/वीएस1 और इसी प्रकार के ओएसईएस में प्रणाली मेमोरी के कुछ भागों को वर्चुअल-वास्तविक मोड में प्रबंधित किया जाता है, जिसे वी = आर कहा जाता है। इस मोड में प्रत्येक वर्चुअल ऐड्रेस उसी वास्तविक पते से मेल खाता है। इस प्रकार इस मोड का उपयोग अवरोध क्रियाविधि के लिए, पुराने प्रणाली में पृष्ठीकरण पर्यवेक्षक और पृष्ठ टेबल के लिए और बिना 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 (वर्चुअल-वर्चुअल, वर्चुअल-वास्तविक और वर्चुअल-निश्चित ) हैं।

बीट

जब पृष्ठीकरण और पृष्ठीकरण पृष्ठ चोरी का उपयोग किया जाता है, तो बीट कंप्यूटर विज्ञान नामक समस्या उत्पन्न हो सकती है। जिसमें कंप्यूटर समर्थन 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 संग्रह होता है जो उपयोगी प्रगति करने के लिए मेमोरी में होना चाहिए। बीट तब होती है जब सभी सक्रिय प्रोग्रामों के कार्यरत संग्रह को भंडार करने के लिए पर्याप्त मेमोरी उपलब्ध नहीं होती है। वास्तविक मेमोरी जोड़ना सबसे सरल प्रतिक्रिया है, किन्तु आवेदन रचना अनुसूची और मेमोरी उपयोग में सुधार करने से सहायता मिल सकती है। अन्य समाधान प्रणाली पर सक्रिय कार्यों की संख्या को कम करना है। अधिक प्रक्रियाओं के संपूर्ण कार्य संग्रह की अदला-बदली करके वास्तविक मेमोरी पर मांग को कम करता है।

प्रणाली बीट अधिकांशतः कम संख्या में चल रहे कार्यक्रमों से पृष्ठ अनुरोध में अचानक स्पाइक का परिणाम होता है। इस प्रकार परिवर्तन -टोकन[24] हल्का और गतिशील बीट सुरक्षा तंत्र है। मूल विचार प्रणाली में टोकन संग्रह करना है, जो बेतरतीब ढंग से उस प्रक्रिया को दिया जाता है जिसमें बीट होने पर पृष्ठ दोष होते हैं। जिस प्रक्रिया में टोकन होता है, उसे अपने कार्य संग्रह को बनाने के लिए अधिक भौतिक मेमोरी पृष्ठ आवंटित करने का विशेषाधिकार दिया जाता है, जिससे इसके निष्पादन को जल्दी से पूरा करने और अन्य प्रक्रियाओं के लिए मेमोरी पृष्ठ जारी करने की आशा की जाती है। इस प्रकार टोकन को - करके सौंपने के लिए समय की मोहर का उपयोग किया जाता है। परिवर्तन -टोकन का पहला संस्करण लिनक्स में लागू किया गया है [1] दूसरे संस्करण की जगह ले लेना परिवर्तन -टोकन कहा जाता है। इस अद्यतन परिवर्तन -टोकन कार्यान्वयन में प्रत्येक प्रक्रिया के लिए प्राथमिकता काउंटर निर्धारित किया जाता है परिवर्तन -आउट पृष्ठों की संख्या को ऐड्रेस करें। टोकन सदैव उच्च प्राथमिकता वाली प्रक्रिया को दिया जाता है, जिसमें परिवर्तन -आउट पृष्ठों की संख्या अधिक होती है। समय की मोहर की लंबाई स्थिर नहीं है, किन्तु प्राथमिकता द्वारा निर्धारित की जाती है। इस प्रकार किसी प्रक्रिया के परिवर्तन -आउट पृष्ठ की संख्या जितनी अधिक होगी, उसके लिए समय की मोहर उतना ही लंबा होगा।

खंडित वर्चुअल मेमोरी

कुछ प्रणालियाँ, जैसे बरोज़ कॉर्पोरेशन बी5500,[25] पृष्ठीकरण के अतिरिक्त विभाजन मेमोरी का उपयोग करें। वर्चुअल ऐड्रेसेज को चर लंबाई खंड में विभाजित करें। यहां वर्चुअल ऐड्रेस में खंड नंबर और खंड के भीतर समायोजन 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 प्रणाली, जैसे मल्टिक्स और आईबीएम प्रणाली/38, सामान्यतः पृष्ठीकरण-प्रमुख होते हैं, विभाजन मेमोरी सुरक्षा प्रदान करते हैं।[26][27][28] इस प्रकार इंटेल 80386 और बाद में आईA-32 प्रक्रमक में, खंड 32-बिट रैखिक, पृष्ठांकित ऐड्रेसेज 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 पृष्ठ कर सकते हैं, वर्चुअल मेमोरी के दो स्तर प्रदान करते हैं। यदि कोई प्रचालन प्रणाली ऐसा करता है, तो केवल पृष्ठीकरण का उपयोग करके किया जाता हैं। इस प्रकार प्रारंभिक अ-हार्डवेयर सहायता प्राप्त एक्स86 वर्चुअलकरण समाधान संयुक्त पृष्ठन और विभाजन क्योंकि एक्स86 पृष्ठन केवल दो सुरक्षा डोमेन प्रदान करता है जबकि वीएमएम, अतिथि ओएस अतिथि अनुप्रयोग स्टैक को तीन की आवश्यकता होती है।[29]: 22  पृष्ठीकरण और विभाजन प्रणाली के बीच का अंतर केवल मेमोरी विभाजन 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 ऐड्रेसेज को लंबा करने का सरल विधि नहीं है। विभाजन जो ल-स्तरीय मेमोरी प्रतिरूप प्रदान कर सकता है जिसमें प्रक्रिया मेमोरी और फाइल प्रणाली के बीच कोई अंतर नहीं होता है, केवल प्रक्रिया के संभावित ऐड्रेसेज में मानचित्र किए गए खंड फाइल की सूची होती है।[30] यह एमएमएपी और डब्ल्यूआईएन32 के मानचित्र फ़ाइल का दृश्य जैसे कॉल द्वारा प्रदान किए गए तंत्र के समान नहीं है, क्योंकि स्वयं से इसके स्थानों में फ़ाइलों को मानचित्र करते समय आंतरिक फाइल्स के संकेत के रूप में कार्य नहीं करते हैं। इस प्रकार मल्टिक्स में फ़ाइल या बहु-खंड फ़ाइल से खंड को ऐड्रेसेज में खंड में मानचित्र किया जाता है, इसलिए फ़ाइलों को सदैव खंड सीमा पर मानचित्र किया जाता है। फाइल के लिंकेज खंड में संकेत हो सकते हैं जिसके लिए सूचक को पंजीकृत में लोड करने या इसके माध्यम से अप्रत्यक्ष संदर्भ बनाने का प्रयास जाल का कारण बनता है। इस प्रकार संदिग्ध सूचक में इन खंडों के नाम का संकेत होता है जो सूचक द्वारा संदर्भित किया जाता है और खंड के भीतर समायोजन होता है। ट्रैप के लिए संचालक खंड को ऐड्रेसेज में मानचित्र करता है, खंड नंबर को सूचक में डालता है। इस प्रकार सूचक में टैग क्षेत्र 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।[31] यह लिंकर (कंप्यूटिंग) की आवश्यकता को पूरी प्रकार समाप्त कर देता है[8] और यह इस प्रकार कार्य करता है जब विभिन्न प्रक्रियाएं ही फाइल को उनके निजी ऐड्रेसेजों में अलग-अलग स्थानों पर मानचित्र करती हैं।[32]

स्थानीय पते का परिर्वतन

पृष्ठीकरण और विभाजन के लिए उनके पास जो भी सुविधाएं हैं, उसके अतिरिक्त कुछ प्रचालन प्रणाली पूरे ऐड्रेसेज की अदला-बदली के लिए प्रदान करते हैं। जब ऐसा होता है, तो ओएस उन पृष्ठ और खंड को वर्तमान में फाइलों को परिवर्तन करने के लिए वास्तविक मेमोरी में लिखता है। यह परिवर्तन इन ओएस परिवर्तन फ़ाइलों से डेटा वापस पढ़ता है किन्तु परिवर्तन आउट संचालन के समय पृष्ठ 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 ऐड्रेसेज को अस्वच्छ के रूप में चिह्नित करने के लिए प्रदान करता है। ऐसा करने से ऐड्रेसेज में कोई पृष्ठ पिन नहीं होता है। यह पात्र के नाम को अंकित करके नौकरी की अवधि के लिए किया जा सकता है,[33] प्रोग्राम गुण सूची में मुख्य कार्यक्रम अपरिवर्तनीय ध्वज के साथ। इसके अतिरिक्त, विशेषाधिकार प्राप्त कोड एसवाईएस घटना पर्यवेक्षक कॉल निर्देश (एसवीसी) का उपयोग करके अस्थायी रूप से ऐड्रेसेज को परिवर्तन करने योग्य बना सकता है। कुछ परिवर्तन[34] ऐड्रेसेज गुणों में यह आवश्यक है कि ओएस इसे परिवर्तन करें और फिर इसे एसवाईएस घटना ट्रांसवैप का उपयोग करके वापस परिवर्तन करते हैं।[35] इस प्रकार परिवर्तन के लिए मेमोरी प्रबंधन हार्डवेयर की आवश्यकता नहीं है उदाहरण के लिए, भंडारण के ही क्षेत्र में और बाहर कई नौकरियों का परिवर्तन किया जाता 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.


संदर्भ

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अग्रिम पठन

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बाहरी संबंध

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