Что такое виртуальная память? Виртуальная память компьютера. как очистить виртуальную память компьютера

При выполнении некоторых программ размер виртуальной памяти оказывается недостаточным. Виртуальная память компьютера складывается из оперативной памяти плюс файл подкачки. Все манипуляции с виртуальной памятью, создание файла подкачки ОЗУ выполняет автоматически. Пользователь может повлиять на этот процесс, изменив его местоположение и размер.

• не размещать его на разделе диска, где стоит операционная система, использовать другой, менее загруженный раздел;
• отводить под файл подкачки место, в полтора раза превышающее ОЗУ. Например, память объемом 2 Гб, значит, файл подкачки задайте 3000 Мб.

В случае появившихся предупреждений о недостатке виртуальной памяти следует добавить объем файлу подкачки, заданный системой по умолчанию. Максимальный и минимальный размеры файла подкачки могут быть одинаковыми или минимальный размер – больше ОЗУ в полтора раза, максимальный – в два. Никогда не следует удалять или отключать файл подкачки.

Виртуальная память - технология, разработанная ради увеличения общего объема памяти, организации множества адресных пространств памяти, их защиты и автоматизации процесса перемещения машинного кода и данных между основной памятью компьютера и вторичным хранилищем.

В настоящее время технология виртуальной памяти имеет аппаратную поддержку на всех современных процессорах.

В случае расположения данных на внешних запоминающих устройствах память может быть представлена отдельным файлом или специальным разделом на жёстком диске.

Также существует термин swap, означающий виртуальную память (точнее способ её представления) или файл подкачки.

Использование технологии виртуальной памяти позволяет:
• упростить адресацию памяти клиентским программным обеспечением;
• рационально управлять оперативной памятью компьютера (хранить в ней только активно используемые области памяти);
• изолировать процессы друг от друга (процесс полагает, что монопольно владеет всей памятью).

Существует несколько способов реализации виртуальной памяти: свопинг, а также страничная и сегментная организации виртуальной памяти.

Свопинг - один из методов реализации виртуальной памяти, при котором отдельные, как правило, неактивные процессы перемещаются из оперативной памяти на жёсткий диск, тем самым освобождая оперативную память для загрузки других процессов. Процессы целиком перемещаются между ОЗУ и жестким диском, поэтому иногда некоторые процессы могут полностью отсутствовать в оперативной памяти. Если процесс снова нужен для работы, то он возвращается диспетчером памяти в ОЗУ. Существуют различные алгоритмы выбора процессов на загрузку и выгрузку, а также различные способы выделения оперативной и дисковой памяти загружаемому процессу.

Использование свопинга наиболее эффективно, если запущено много интерактивных приложений, которые используют большой объем ОЗУ, но при этом практически не занимают процессорное время.

Одним из недостатков механизма свопинга может стать фрагментация файла подкачки (своп-файла). При считывании и записи данных страниц из фрагментированного файла подкачки много времени будет уходить на перепозиционирование головок жёсткого диска на начало очередной области, что может привести к снижению производительности системы.

Для наиболее эффективной организации свопинга и повышения производительности используют следующие методики:
• 1. Под swap-файл выделяется место, объем которого равно объёму оперативной памяти, умноженному на 1, на 2 или на 3.
• 2. Если в компьютере или ноутбуке несколько жестких дисков, то располагать файл подкачки нужно на менее нагруженном из них.
• 3. Располагать файл подкачки следует на диске с наибольшими скоростями чтения/записи и как можно ближе к началу диска.
• 4. При работе в Windows swap-файл лучше размещать на разделе с файловой системой FAT32, при этом не забывать, что она менее надежна, чем NTFS.
• 5. При наличии достаточно большого объема оперативной памяти (более 2Гб) на малонагруженной системе можно вообще отказаться от файла подкачки.

Страничная организация виртуальной памяти

При страничной организации виртуальной памяти оперативная память делится на области памяти фиксированной длины, называемые страницами памяти. Страница является минимальное единицей выделяемой памяти.

Процесс обращается к памяти с помощью адреса виртуальной памяти, который содержит в себе номер страницы и смещение внутри страницы. Операционная система преобразует виртуальный адрес в физический, при необходимости подгружая страницу с жёсткого диска в оперативную память.

В семействе операционных систем Microsoft Windows используется файл pagefile.sys для хранения вытесненных из оперативной памяти страниц. Место под файл должно быть выделено заранее, размер можно указать самостоятельно или же доверить выбор операционной системе.

Сегментная организация виртуальной памяти

Еще один механизм реализации виртуальной памяти, при котором виртуальное пространство делится на части произвольного размера - сегменты, что позволяет, например, разбить данные процесса на логические блоки.

При загрузке процесса часть сегментов помещается в оперативную память, а часть размещается на диске. Сегменты одной программы могут занимать в оперативной памяти несмежные участки. Во время загрузки система создает таблицу сегментов процесса (аналогичную таблице страниц), в которой для каждого сегмента указывается начальный физический адрес сегмента в оперативной памяти, размер сегмента, правила доступа, признак модификации, признак обращения к данному сегменту за последний интервал времени и некоторая другая информация.

Если виртуальные адресные пространства нескольких процессов включают один и тот же сегмент, то в таблицах сегментов этих процессов делаются ссылки на один и тот же участок оперативной памяти, в который данный сегмент загружается в единственном экземпляре. Система с сегментной организацией функционирует аналогично системе со страничной организацией: время от времени происходят прерывания, связанные с отсутствием нужных сегментов в памяти, при необходимости освобождения памяти некоторые сегменты выгружаются, при каждом обращении к оперативной памяти выполняется преобразование виртуального адреса в физический. Кроме того, при обращении к памяти проверяется, разрешен ли доступ требуемого типа к данному сегменту.

Виртуальный адрес при сегментной организации памяти может быть представлен парой (g, s), где g - номер сегмента, а s - смещение в сегменте. Физический адрес получается путем сложения начального физического адреса сегмента, найденного в таблице сегментов по номеру g, и смещения s.

Недостатком данного метода распределения памяти является фрагментация на уровне сегментов и более медленное по сравнению со страничной организацией преобразование адреса.

Виртуальная память выступает в качестве дополнения к оперативной памяти, и образует часть оперативной памяти и жесткого диска. Это дает пользователю ощущение, в то время когда программа работает, что он имеет ОЗУ неограниченной ёмкости, и что он имеет дефрагментированную рабочую память. Виртуальная память стала обычной для большинства операционных систем компьютеров. Компьютеры в наши дни имеют память данных (RAM) доступную в различных размерах. Учитывая огромный спрос, размещенный пользователями компьютеров по применению программ, это пространство не является достаточным. Также пользователи ожидают, что все эти программы будут работать одновременно, что невозможно в пределах доступного пространства. Следовательно, возникает необходимость для виртуальной памяти .

Что это такое?
Это техника, которая имеет свои хитрости для приложений и программ, полагая, что они имеют непрерывное адресное пространство и неограниченное количество рабочей памяти. Хотя тот факт, что память может быть физически фрагментированной для хранения данных на диске. Системы, которые используют виртуальную память, способны выполнять большие приложения на быстрой скорости и использование оперативной памяти более эффективно, чем без неё. Виртуальная память отличается от концепции виртуализации памяти.

Как работает виртуальная память
Это умный способ использования компьютера фактической емкости памяти и манипулировать ею с помощью комбинации операционной системы и памяти, с помощью аппаратных возможностей. Она действует как временный носитель информации, в котором данные хранятся в формате файла. Поскольку операционная система выступает в качестве определителя, она обеспечивает быстрый доступ к данным и позволяет более гладко наращивать рабочую мощность. Виртуальная память работает в координации с ОЗУ, хранит и представляет быстро данные, для выполнения требований приложения программ. Вторичные запоминающие устройства, такие как жесткий диск имеющий большой объем памяти, обеспечивает очень медленный доступ к данным.

Как устроена виртуальная память?

Она организована либо как файл подкачки или сегментация. Большинство систем используют таблицы страниц для перевода виртуальных адресов прикладных программ, в физические адреса, используемые процессором для выполнения инструкций. Таблица хранит записи для отображения виртуального адреса в физический адрес. Системы могут иметь одну страницу таблицы для всей системы или отдельные страницы таблицы для каждой прикладной программы. Таким образом, файл подкачки может быть определён как процесс перемещения неактивных виртуальных страниц памяти на диск и их восстановление в реальной памяти по запросу. Существуют различные алгоритмы, чтобы выбрать, какие страницы должны быть перенесены на жесткий диск, а какие должны быть сохранены.Очень немногие системы используют концепцию сегментации для реализации виртуальной памяти . В сегментации, память делится на переменную размера сегментов. Номер сегмента и смещение внутри него, вместе образуют виртуальный адрес. Если процессор хочет конкретный элемент данных, он сначала ищет число своего сегмента в таблице, чтобы найти дескриптор сегмента. Дескриптор сегмента содержит информацию, которая является смещением в пределах сегмента и она меньше длины сегмента, а если нет, генерируется прерывание, чтобы сообщить, где находится сегмент. Если процессор не в состоянии найти сегмент в основной памяти, он генерирует аппаратное прерывание, побуждая операционную систему обратиться к файлу подкачки в сегменте. Операционная система выполняет поиск сегментов, которые не были в использовании в течение длительного времени и отправляет их свопы из основной памяти, чтобы освободить место для новых сегментов,которые необходимо прочитать.Как увеличить виртуальную память?

Здесь пошаговое руководство, как увеличить виртуальную память компьютера. (Только для ОС Windows):

Нажмите на меню «Пуск», а затем перейдите к панели управления.
Выберите производительность и обслуживание, и под ним, сделайте выбор системы.
Выберите параметры на вкладке Дополнительно в разделе под названием «Представление».
На вкладке Дополнительно в разделе Виртуальная память, выберите изменить.
В списке дисков [метка тома] выберите диск, содержащий файл подкачки, размер которого вы хотите изменить.
В разделе Размер файла подкачки для выбранного диска установите флажок в — размер по заказу.
Вы можете выбрать объем памяти, который вы хотите зарезервировать для виртуальной памяти, введя начальный и максимальный размер.
Нажмите на кнопку set
Перезагрузите компьютер при появлении запроса.

Если вы найдёте ваш компьютер работающий медленно, то увеличение виртуальной памяти не поможет, так как это может быть просто результат ‘перегрузки’ компьютера. Перемешивание блоков виртуальной памяти между оперативной памятью и дисками потребляет большинство времени компьютера, тем самым вызывая пробуксовки. Хотя хорошо разработанные программы могут помочь решить эту проблему в определенной степени, окончательное излечение — это установить больше оперативной памяти.

Чтобы увеличить объем доступной оперативной памяти, компьютер использует виртуальную память, записывая определенный объем данных оперативной памяти (например, 1834 Мбайт) на жесткий диск, в файл подкачки. Далее система может по мере необходимости обращаться к этим данным.

Оперативная память (англ. Random Access Memory, память с произвольным доступом; комп. жарг. Память, Оперативка) - энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции.

Windows 7 записывает файлы подкачки на жесткие диски в формате pagefile.sys.

Начальный файл подкачки создается автоматически для диска, на котором установлена операционная система. По умолчанию на других дисках нет файлов подкачки, но их можно создавать вручную. Однако в большинстве случаев это не понадобится, поскольку размещение файлов подкачки на нескольких дисках не обязательно приводит к улучшению производительности.

В Windows 7 автоматическое управление виртуальной памятью работает гораздо лучше, чем в предыдущих версиях. Как правило, Windows 7 выделяет для виртуальной памяти объем, равный объему оперативной памяти компьютера. Благодаря этому не происходит фрагментации файлов подкачки, что привело бы к снижению производительности.

Фрагментация данных - процесс, при котором файл при записи на диск разбивается на блоки различной длины, которые записываются в разные области жесткого диска. Противоположным процессом является дефрагментация.

Можно вручную регулировать некоторые параметры. Скорее всего, вы захотите ограничить объем виртуальной памяти. Для этого можно задать исходный и максимальный размер файла подкачки, что также поможет избежать фрагментации.

В большинстве случаев оптимальный размер файла подкачки будет вдвое больше объема оперативной памяти системы. Например, для компьютера с оперативной памятью 1024 Мбайт лучше, чтобы Общий объем файлов подкачки на всех дисках был не меньше 2048 Мбайт.

Однако если объем оперативной памяти компьютера больше 4 Гбайт, можно задать размер файла подкачки так, чтобы он был в полтора раза больше, чем оперативная память. Например, для компьютера с оперативной памятью 6144 Мбайт лучше, чтобы Общий объем файлов подкачки на всех дисках был не меньше 9216 Мбайт.

Для оптимальной производительности минимальный размер файла подкачки должен быть равен объему оперативной памяти, а максимальный - объему оперативной памяти, умноженному на число от 1,5 до 2. Преимущество ограничения размера файла подкачки состоит в том, что система изначально выделяет определенный объем этой памяти и не должна увеличивать его по мере запуска программ пользователем.

Чтобы настроить параметры виртуальной памяти, выполните следующие действия:

1. Кликните по кнопке меню Пуск и выберите Панель управление.

Меню Пуск — Панель управления

3. Откройте окно Система. Внизу в левой части щелкните на ссылке Счетчики и средства производительности.

Окно Система — Счетчики и средства производительности

5. Во вкладке Дополнительно щелкните на кнопке Изменить…, и на экране появится диалоговое окно Виртуальная память, в котором вы найдете следующую информацию.

Кнопка Изменить…

• Диск [метка тома] и Файл подкачки (МБ). Показывает текущую конфигурацию виртуальной памяти. В диалоговом окне приводится список всех томов с соответствующими файлами подкачки (если такие есть). Для файлов подкачки приводится исходный и максимальный размер.
• Размер файла подкачки для каждого диска. Показывает сведения о выбранном диске (в частности, количество свободного места) и позволяет изменить размер файла подкачки на нем.
• Общий объем файла подкачки на всех дисках. Показывает рекомендуемый объем виртуальной памяти и объем виртуальной памяти, выделенный в настоящий момент.

6. По умолчанию система Windows сама определяет размер файлов подкачки. Если вы хотите задать этот параметр вручную, снимите флажок Автоматически выбирать объем файла подкачки.

7. В списке Диск выберите том для настройки.

8. Выберите Указать размер, затем введите исходный и максимальный размеры.

10. Повторите действия 6-8, чтобы настроить все тома.

11. Щелкните на кнопке ОК. Если система предложит перезаписать существующий файл pagefile.sys, щелкните на кнопке Да.

12. Если вы изменили настройки файла подкачки, который используется в данный момент, то увидите сообщение о том, что нужно перезагрузить компьютер, чтобы изменения вступили в силу. Щелкните на кнопке ОК.

13. Щелкните на кнопке ОК дважды, чтобы закрыть все диалоговые окна. Система предложит вам перезагрузить Windows. Щелкните на кнопке Перезагрузить сейчас.

Чтобы компьютер настроил все автоматически, выполните следующие действия:

2. Откройте окно Система. Внизу в левой части щелкните на ссылке Счетчики и средства производительности.

4. Во вкладке Дополнительно щелкните на кнопке Изменить…, и на экране появится диалоговое окно Виртуальная память.

5. Установите флажок Автоматически выбирать объем файла подкачки.

6. Щелкните на кнопке OK дважды, чтобы закрыть все диалоговые окна.

Благодаря виртуальной памяти частично увеличивается производительность системы поскольку виртуальная память позволяет освободить основную оперативную память для хранения в ней только активно используемых приложений.

Активные области памяти хранятся в оперативной памяти, а менее активные перемещаются в виртуальную память и сохраняются на одном из разделов жесткого диска. Обращение к виртуальной памяти всегда вызывает задержку, и визуально это выглядит как будто система задумывается на несколько секунд.

Если ваш объем оперативной памяти не превышает 2 Гбайт, и вы регулярно замечаете подобные явления, то возможно оперативной памяти не хватает для всех запущенных на вашем компьютере приложений и служб.

Как узнать работаете ли ваш ПК на пределе возможностей оперативной памяти?

Для этого выведите на Рабочий стол гаджет, отображающий загрузку оперативной памяти и процессора. Для этого проделайте следующее:

1. Наведите указатель мыши на Рабочем столе в свободное место и кликните на правую кнопку мыши. В контекстном меню выберите Гаджеты.

Контекстное меню — Гаджеты

2. В появившемся окне выберите гаджет Индикатор ЦП.

3. Закройте это окно.

На Рабочем столе будет отображен индикатор загрузки центрального процессора и используемый объем оперативной памяти.

Бесперебойная работа компьютера обеспечивается многими факторами, и виртуальная память играет немаловажную роль в этой сложной системе. Если для работы процессора зачастую используется 32 или 64 Мбайт оперативной памяти, то, конечно же, при высокой скорости этой памяти недостаточно, и на помощь приходит виртуальная память. Виртуальная память помогает скопировать приложения, которые давно не используются, на жесткий диск, освободив необходимое место для новых данных. Зачастую при работе системы мы замечаем, что производительность понижается, а это обозначает, что нужно предпринять меры для очистки и увеличения объема виртуальной памяти.

Только систематично проверяя параметры работы компьютера, можно быть уверенными в том, что в самый неподходящий момент он не подведет вас. Очищая от ненужных данных систему, вы способствуете более четкой и быстрой работе компьютера, не дожидаясь сообщений, гласящих, что виртуальной памяти недостаточно.