حافظه مجازی

حافظه مجازی

اسلاید 1: حافظه مجازی چيست؟حافظه مجازی يکی ازبخش های متداول در اکثر سيستم های عامل کامپيوترهای شخصی است . سيستم فوق با توجه به مزايای عمده، بسرعت متداول و با استقبال کاربران کامپيوتر مواجه شده است . اکثر کامپيوترها در حال حاضر از حافظه های محدود با ظرفيت 64 ، 128 و يا 256 مگابايت استفاده می نمايند. حافظه موجود در اکثر کامپيوترها بمنظور اجرای چندين برنامه بصورت همزمان توسط کاربر ، پاسخگو نبوده و با کمبود حافظه مواجه خواهيم شد.

اسلاید 2: مثلا در صورتيکه کاربری بطور همزمان ، سيستم عامل ، يک واژه پرداز ، مرورگر وب و يک برنامه برای ارسال نامه الکترونيکی را فعال نمايد ، 32 و يا 64 مگابايت حافظه، ظرفيت قابل قبولی نبوده و کاربران قادر به استفاده از خدمات ارائه شده توسط هر يک از نرم افزارهای فوق نخواهند بود. يکی از راهکارهای غلبه بر مشکل فوق افزايش و ارتقای حافظه موجود است . با ارتقای حافظه و افزايش آن ممکن است مشکل فوق در محدوده ای ديگر مجددا بروز نمايد

اسلاید 3: . يکی ديگر از راهکارهای موجود در اين زمينه ، استفاده از حافظه مجازی است . در تکنولوژی حافظه مجازی از حافظه های جانبی ارزان قيمت نظير هارد ديسک استفاده می گردد. در چنين حالتی اطلاعات موجود در حافظه اصلی که کمتر مورد استفاده قرار گرفته اند ، از حافظه خارج و در محلی خاص بر روی هارد ديسک ذخيره می گردند. بدين ترتيب بخش ی از حافظه اصلی آزاد و زمينه استقرار يک برنامه جديد در حافظه فراهم خواهد شد. عمليات ارسال اطلاعات از حافظه اصلی بر روی هارد ديسک بصورت خودکار انجام می گيرد

اسلاید 4: مسئله سرعت سرعت خواندن و نوشتن اطلاعات بر روی هارد ديسک بمراتب کندتر از حافظه اصلی کامپيوتر است . در صورتيکه سيستم مورد نظر دارای عملياتی حجيم در رابطه با حافظه مجازی باشد ، کارآئی سيستم بشدت تحت تاثير قرار خواهد گرفت . در چنين مواردی لازم است که نسبت به افزايش حافظه موجود در سيستم ، اقدام گردد. در مواردی که سيستم عامل مجبور به جابجائی اطلاعات موجود بين حافظه اصلی و حافظه مجازی باشد ( هارد ديسک ) ، باتوجه به تفاوت محسوس سرعت بين آنها ، مدت زمان زيادی صرف عمليات جايگزينی می گردد. در چنين حالتی سرعت سيستم بشدت افت کرده و عملا در برخی حالات غيرقابل استفاده می گردد

اسلاید 5: محل نگهداری اطلاعات بر روی هارد ديسک را يک Page file می گويند. در فايل فوق ، صفحات مربوط به حافظه اصلی ذخيره و سيستم عامل در زمان مورد نظر اطلاعات فوق را مجددا به حافظه اصلی منتقل خواهد کرد. در ماشين هائی که از سيستم عامل است swp ويندوز استفاده می نمايند ، فايل فوق دارای انشعابپيکربندی حافظه مجازی ويندوز 98 دارای يک برنامه هوشمند برای مديريت حافظه مجازی است . در زمان نصب ويندوز ، پيکربندی و تنظيمات پيش فرض برای مديريت حافظه مجازی انجام خواهد شد. تنظيمات انجام شده در اغلب موارد پاسخگو بوده و نيازی به تغيير آنها وجود نخواهد داشت

اسلاید 6: برخی موارد لازم است که پيکربندی مديريت حافظه مجازی بصورت دستی انجام گيردبرای انجام اين کار در ويندوز 98 ، گزينه System را از طريق Control panel انتخاب . و در ادامه گزينه Performance را فعال نمائيد. در بخش Advanced setting ، گزينه Virtual memory را انتخاب نمائيدبا نمايش پنجره مربوط به Virtual Memory ، گزينه Let me specify my own virtual memory setting را انتخاب تا زمينه مشخص نمودن مکان و طرفيت حداقل و حداکثر فايل مربوط به حافظه مجازی فراهم گردد..در فيلد Hard disk محل ذخيره نمودن فايل و درفيلد های ديگر حداقل و حداکثر ظرفيت فايل را بر حسب مگابايت مشخص نمائيد

اسلاید 7: برای مشخص نمودن حداکثر فضای مورد نياز حافظه مجازی می توان هر اندازه ای را مشخص نمود . تعريف اندازه ائی به ميزان دو برابر حافظه اصلی کامپيوتر برای حداکثر ميزان حافظه مجازی توصيه می گردد. ميزان حافظه موجود هارد ديسک که برای حافظه مجازی در نظر گرفته خواهد شد بسيار حائر اهميت است . در صورتيکه فضای فوق بسيار ناچيز انتخاب گردد ، همواره با پيام خطائی مطابق Out of Memory ، مواجه خواهيم شد. پيشنهاد می گردد نسبت حافظه مجازی به حافظه اصلی دو به يک باشد. يعنی در صورتيکه حافظه اصلی موجود 16 مگابايت باشد ، حداکثر حافظه مجازی را 32 مگابايت در نظر گرفت

اسلاید 8: يکی از روش هائی که بمنظور بهبود کارائی حافظه مجاری پيشنهاد شده است ، ( مخصوصا در موارديکه حجم بالائی از حافظه مجازی مورد نياز باشد ) در نظر گرفتن ظرفيت يکسان برای حداقل و حداکثر انداره حافظه مجازی است . در چنين حالتی در زمان راه اندازی کامپيوتر، سيستم عامل تمام فضای مورد نياز را اختصاص و در ادامه نيازی با افزايش آن همزمان با اجرای ساير برنامه ها نخواهد بود. در چنين حالتی کارآئی سيستم بهبود پيدا خواهد کرد

اسلاید 9: يکی ديگر از فاکتورهای مهم در کارآئی حافظه مجازی ، محل فايل مربوط به حافظه مجازی است . در صورتيکه سيستم کامپيوتری دارای چندين هارد ديسک فيزيکی باشد ، ( منظور چندين درايو منظقی نيست ) می توان حجم عمليات مربوط به حافظه مجازی را بين هر يک از درايوهای فيزيکی موجود توزيع کرد. روش فوق در موارديکه از حافظه مجازی در مقياس بالائی استفاده می گردد ، کارآئی مطلوبی را بدنبال خواهد داشت

اسلاید 10: اسرار كرنل ويندوزتسريع بوتهنگامي كه شما براي اولين بار ويندوز XP را بر روي يك سيستم نصب مي كنيد،‌ يكي از بارزترين بهبودهايي كه مايكروسافت به كرنل سيستم عامل خود داده است توجه شما را جلب خواهد كرد. در طي سير تغيير و تحولات ويندوز و آمدن نسخه هاي جديدتر، همه انتظار داشتند زمان بوت نيز در نسخه هاي جديدتر طولاني تر شود، اما مايكروسافت حقيقتا با روند سريع بوت ويندوز XP، همه را غافلگير كرده است. اما مايكروسافت چه كار جديدي را در ويندوزXP انجام داده است؟

اسلاید 11: اولين چيزي كه روند بوت را سريعتر مي كند، چيزي است كه براي اولين بار با ويندوزXP،Me و ويندوز 2000 ارائه شد يعني Simple Boot Flag يا.SBF SBF ثباتي در حافظه CMOS‌ در تراشهBIOS است و اولين باري كه ويندوز بوت مي شود مقدار دهي ميگردد. SBF سه دسته اطلاعات مهم را در خود نگهداري مي كند، علاوه بر يك بيتparity در انتها كه ويندوز را قادر مي سازد صحت محتواي اين ثبات را بررسي كند

اسلاید 12: اولين بيت در اين ثباتهست يا خير ، PNPOS نام دارد كه نشان مي دهد آيا سيستم عاملي كه نصب شدهاست يك سيستم عامل آگاه از ادوات در حالت حداقلي، تنها چيزهايي را Plug-and-Playاگر اين بيت برروي1 تنظيم شده باشد،BIOS كه واقعا لازم دارد بارگزاري مي كند و سپس كنترل را به ركورد راه انداز سيستم عامل مي سپارد. ويندوز هميشه اين بيت را بر روي 1 تنظيم مي كند. اين كار به تنهايي زمان بوت را كاهش مي دهد

اسلاید 13: از آنجا كه BIOS تنها حداقل سخت افزار مورد نياز را راه اندازي مي كند، مي تواند از مواردي چون درگاه هاي ورودي/خروجي ووقفه ها صرف نظر كرده و كنترل و راه اندازي آنها را به ويندوز بسپارد كه بسيار سريعتر اين كار را انجام مي دهددر حقيقت تنظيم اين ادوات با مقادري نادرست مي تواند به طور جدي ويندوز را در نسبت دهي منابع سيستم بهطور پويا، دچار مشكل سازد. پس از بيت PNPOS در ثبات SBF بيت ديگري به نام BOOTING وجود دارد كه نشان مي دهد آيا آخرين بوت ويندوز موفقيت آميزبوده است يا خير.اگر اين بيت نشان بدهد كه بوت قبلي موفقيت آميز نبوده BIOS مقدار بيت بعدي رابرابر 1 قرار مي دهد

اسلاید 14: آخرين بيت، DIAG نام دارد و مشخص مي كند كه آيا روال هاي بررسي و تشخيص سخت افزارهاي BIOS بايد اجرا شوند يا خير. اگر اين بيت داراي مقدار صفر باشد، يعني در طول بوت قبلي مشكلي رخ نداده در نتيجه از انجام كنترل هاي قديمي سخت افزاري صرف نظر مي شود كه باعث كاهش زمان بوت مي شود. اما ا گر بوت قبلي موفقيت آميز نبوده باشد، بيتDIAG داراي مقدار1 خواهد بود و روال هاي كنترل و تشخيص سخت افزار انجام مي شود.

اسلاید 15: پيش واكنشي (Pre-fetching)بهبود بعدي و بزرگ هسته ويندوزXP اضافه شدن قابليت پيش واكنشي به آن است.اين بدين معني است كه راه انداز بوت هسته سيستم عامل، تمامي داده هايي را كه نياز دارد به طور يك جا واكشي مي كند كه باعث كاهش زمان دستيابي ديسك و در نتيجه افزايش سرعتبوت سيستم مي گردد. راه انداز بوت ويندوز XP اساسا به منظور پيش واكشي همزماندرايورها و كدهاي ديگري كه بارگذاري و اجراي آنها در هنگام بوت حياتي و مهم است، تماما از اول بازنويسي شده است. علاوه بر بارگذاري همزمان و موازي درايورها و كدهاي راهانداز، ويندوزXPتا آنجا كه بتواند بارگذاري و راه اندازي درايورها را سريعترانجام مي دهددر واقع حتي هنگامي كه شما ميز كار ويندوزنشده اند XP را مي بينيد بسياري از درايورها هنوز نصب

اسلاید 16: در حالي كه نسخه هاي قبلي ويندوز پيش از نمايان ساختن ميز كار، راه اندازي تمامدرايورها را كامل مي كردند. به عنوان مثال ويندوز XP درايورهاي شبكه را در اين مرحلهبارگذاري مي كند، اما آن ها را تا زماني كه ميز كار بالا آمده و در حال اجرا باشد به طور كامل راه اندازي نمي كند. البته يك استثناي بزرگ براي اين حالت وجود دارد وآن حالتيشبكه است، كه در آن حالت است كه كامپيوتر شما بخشي از يككردن، فعال بارگذاري و راه Domain تمام درايورهابايد تماما پيش از رسيدن به مرحله تاييد ورود كاربروشما برخي از منابع شبكه اي مانند درايو شبكه، Login اندازي شوند. اگر در ويندوزچاپگرشبكه، سي دي درايو راه دور در شبكه و... به درايوهاي شبكه نگاشت شده اند، دليل اينكه در بسياري از مواقع، درست بعد از بوت، قادر به كار با آنها نمي باشيدهمين امر است. تسريع و بهبود بزرگ ديگري كه در روند بوت و زمان آن انجام شده است، هنگامي ديده مي XPشود كه ويندوز XP شروع به چيدن پوياي مكان فيزيكي تاييد درايور در ويندوزXP ازنصب بدون اجازه درايورهاي نا معتبرو ناشناس جلوگيري مي كند.

اسلاید 17: بهبود در حافظه : بعد از آنكه سيستم بوت شد و بالا آمد، يكي از بهبودهاي اصلي ويندوز يعني روال هاي مديريت حافظه كه تماما از اول بازنويسي شده اند شروع به ايفاي نقش مي كنند. حافظه بسته به اهميت محتواي آن، توسط ويندوزبه دو دسته تقسيم بندي مي شود. گروه اول، حافظه صفحه بندي نشده است. اين حافظه زمان زمان بسيار زيادي را، حتي براي خود روال مديريت حافظه كه بايد هميشه در حافظه فيزيكي قرار داشته باشد مصرف مي كند. گروه دوم، حافظه صفحه بندي شده است كه اكثريت حافظه سيستم شما را تشكيل مي دهد. استفاده از اين نوع حافظه خطرات كمتري را در مواقع بحراني سيستم در بر دارد و لذا ويندوز مي تواند در صورب نياز به حافظه فيزيكي بيشتر، با خيال آسوده آن را توسط مدير حافظه مجازي به روي ديسك منتقل كند.

اسلاید 18: ويندوز، حافظه رابه صفحات4 كيلو بايتي تقسيم بندي مي كند واين صفحات توسط سيستميازFlagها مديريت مي شوند كه مدخل هاي جدول صفحات يا Page Table Entries(PTE) نام دارند.هرPTE حاوي اطلاعاتي در باره صفحه اي است كه به آن تخصيص داده شده و نيز شامل اينكه آيا آن صفحه در حال استفاده است يا خير. ويندوزXP تعداد اينPTE هارا به اندازه اي افزايش داده است كه بتواند تا 1.3 گيگا بايت حافظه را پوشش دهد كه بدين معني است كه هسته سيستم عامل مي تواند حافظه را به صورت بهينهتري بدون نياز به پاكسازي PTEها و استفاده مجدد از آن ها مورد استفاده قرار دهد.منبع فناوري اطلاعات ايران