Я постараюсь начать медленно, а затем соберу все это для вас. Это вот так:
Виртуальная память, как обычно используется, относится к "пейджингу". Как следует из названия, пейджинг похож на блокнот для человека.
Когда вы работаете с простыми суммами или изучаете простую информацию, вы делаете все это в своей голове: вы просто загружаете всю информацию, обрабатываете ее и получаете ответ. Это как компьютер, загружающий файлы с жесткого диска - он загружает программы или изображения или другую информацию, необходимую ему для работы, в свою "реальную память" (или "физическую память") и работает с ними "мозгом" ( его процессор).
Однако, когда вы изучаете сложную информацию или работаете со сложными суммами, вы, возможно, не сможете вместить все это сразу. Вы запутываетесь, начинаете замедляться, не можете сразу все держать там, и вам нужно что-то забыть, чтобы вспомнить что-то еще.
Человеческое решение состоит в том, чтобы использовать блокнот. Мы записываем на страницах все вещи, которые мы не можем вспомнить сразу, но обращаемся к ним при выполнении сумм. Возможно, нам не удастся запомнить огромный список показателей продаж за месяц, но мы можем просматривать страницы, получать информацию по очереди и обрабатывать каждый бит. Это похоже на то, как компьютер "пейджирует" свою память - пишет страницы, полные информации, и помещает ее в "виртуальную память" для последующего использования, понимая, что ему нужна страница, и загружая эту страницу из виртуальной памяти в реальную память. В Linux и Unix место, где хранятся эти страницы, буквально называется "файл подкачки", а страницы данных в памяти буквально называются "страницы". Различные системы имеют разные названия для этих вещей, но общая концепция во многом одинакова.
На самом деле, пейджинг очень прост. Все страницы информации не помещаются в памяти, поэтому некоторые страницы помещаются на диск и загружаются позже.
Теперь, когда все становится сложнее, современные системы поддерживают отображение памяти и защиту памяти, которые обычно обрабатываются одной и той же аппаратной системой компьютера: блоком управления памятью или MMU.
На (современном) многозадачном компьютере, который может запускать много программ одновременно и имеет защиту памяти, каждая программа обычно отделена от других программ, работающих в той же системе. Таким образом, одна программа не может изменить другую программу, просто обращаясь к ее памяти - MMU физически отделяет адресное пространство одной программы от адресного пространства других. Другими словами, программы пользователя не видят программы других пользователей или даже другие программы. Они не видят "реальную память" - они видят свою собственную "виртуальную память".
Теперь, эта концепция изоляции памяти и концепция файла подкачки - это две концептуально разные вещи, поэтому, вероятно, вы запутались. Тем не менее, ключ в том, что они оба работают, используя MMU - модуль управления памятью, который разделяет память на страницы и отображает страницы в виртуальное адресное пространство.
Таким образом, когда программа запрашивает память по определенному "адресу памяти", на самом деле происходит то, что страницы памяти для этой программы и их соответствующие адреса ("адресное пространство" программы) ищутся, и страница, которая соответствует этот блок памяти найден. Эта страница может быть загружена где-то в реальной памяти, в этом случае программе предоставляется доступ, или она может быть выгружена на диск. Если он выгружен, он вызывает "сбой страницы" - доступ к диску и страница загружаются в память. Таким образом, программа работает даже тогда, когда не хватает памяти, но работает МЕДЛЕННО, если ей приходится использовать диск для того, что обычно обеспечивает очень быстрый доступ к памяти.
Теперь, если недостаточно места для загрузки этой страницы в память, у вас проблема. В этом случае некоторую ДРУГУЮ страницу, которая уже находится в памяти, необходимо "переставить" на диск, чтобы можно было загрузить страницу первой программы. Или это могут быть страницы из одной и той же программы. Иногда вы видите это в графических программах, например, в сильно загруженных системах, когда часть изображения загружается медленно и рисуется быстро, затем следующая часть загружается одинаково медленно и рисуется быстро, и когда вы возвращаетесь к работе с первым часть, она медленная СНОВА. Это потому, что они загружаются для дальнейшей работы, а затем снова выгружаются, так что можно заняться чем-то другим. Очевидно, что это очень медленный способ работы, и что вам действительно нужно, так это больше РЕАЛЬНОЙ памяти.
