スワッピング

記憶装置

仮想記憶:コンピュータのメモリ管理を理解する

- 仮想記憶とはコンピュータの世界では、プログラムを実行するためにメモリ(主記憶装置)が欠かせません。しかし、実際のメモリ容量には限りがあり、規模の大きなプログラムを実行したり、複数のプログラムを同時に起動したりすると、メモリ不足に陥ることがあります。このような問題を解決するのが「仮想記憶」という技術です。仮想記憶は、ハードディスクやSSDといった補助記憶装置の一部を、あたかも主記憶装置の一部であるかのように見せかける技術です。プログラムは、仮想的な広大なメモリ空間を認識しますが、実際に使用されるデータは主記憶装置と補助記憶装置の間でやり取りされます。プログラムが、今必要なデータは主記憶装置に読み込まれ、使用頻度の低いデータは補助記憶装置に一時的に退避されます。このデータの移動は自動的に行われるため、利用者は意識する必要がありません。仮想記憶によって、限られたメモリ容量を有効活用できるだけでなく、大規模なプログラムの実行や複数のプログラムの同時利用が可能になるなど、コンピュータの利便性が飛躍的に向上します。仮想記憶は、現代のコンピュータシステムにとって、必要不可欠な基盤技術と言えるでしょう。
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スワップとは? – メモリの拡張機能を解説

- 仮想メモリの仕組み 計算機は、複数の作業を同時に行ったり、大規模な処理を実行したりする際に、主記憶装置だけでは容量が足りなくなることがあります。そのような場合に活躍するのが仮想メモリです。仮想メモリは、ハードディスクの一部を主記憶装置のように見せることで、あたかも主記憶装置の容量が増えたかのように動作させる技術です。 計算機でプログラムが実行される際、プログラムはまず主記憶装置に読み込まれます。しかし、主記憶装置の容量が不足している場合、仮想メモリは、現在使用頻度の低いプログラムやデータをハードディスク上の仮想メモリ領域に一時的に移動させます。そして、移動させたプログラムやデータが必要になったタイミングで、再び主記憶装置に戻します。 この一連の動作は、まるでページをめくるように行われるため、ページングと呼ばれます。仮想メモリは、ページングを利用することで、限られた主記憶装置の容量を効率的に活用し、多くのプログラムを同時実行したり、大容量のプログラムを実行したりすることを可能にしています。しかし、ハードディスクへのアクセス速度は主記憶装置に比べて遅いため、仮想メモリの使用頻度が高くなると、計算機全体の処理速度が低下する可能性もあります。