Perché la memoria virtuale esiste in primo luogo:
* Esecuzione di programmi più grandi della RAM: Il motivo principale è quello di consentire programmi più grandi della RAM fisica disponibile. Il sistema operativo scambia porzioni della memoria del programma tra RAM e il disco rigido (spazio di scambio/file di pagina) secondo necessità. Senza memoria virtuale, saresti rigorosamente limitato alla quantità di RAM che hai.
* Protezione e isolamento della memoria: La memoria virtuale fornisce a ogni processo il proprio spazio di indirizzi virtuali. Ciò impedisce a un processo di accedere o modificare accidentalmente (o maliziosamente) alla memoria appartenente a un altro processo. Ogni processo pensa di avere una sua memoria dedicata, semplificando la programmazione e migliorando la stabilità del sistema.
* Allocazione di memoria efficiente: La memoria virtuale consente al sistema operativo di allocare la memoria in blocchi non contigui nella RAM. Quando la memoria fisica viene assegnata direttamente, è possibile sottoporsi a problemi di frammentazione in cui c'è abbastanza RAM totale libera, ma non abbastanza blocchi contigui per un nuovo processo o allocazione.
* Mappatura della memoria: La memoria virtuale abilita la mappatura della memoria dei file direttamente nello spazio degli indirizzi di un processo. Questo è un modo molto efficiente per leggere e scrivere file di grandi dimensioni, poiché il sistema operativo gestisce il caricamento e il salvataggio dei contenuti del file nelle pagine, se necessario.
Perché avere una memoria virtuale più piccola della RAM fisica è cattiva:
* Limita la dimensione del programma: Stai effettivamente limitando la dimensione massima di qualsiasi programma che può essere eseguito alle dimensioni della memoria virtuale. Questa è una limitazione significativa, in particolare con le grandi applicazioni e set di dati di oggi.
* Errori fuori memoria aumentati: Anche se il codice e i dati di un programma * potrebbero * adattarsi alla RAM, il sistema operativo potrebbe comunque provare ad allocare lo spazio di indirizzi più virtuali di quanto disponibile, portando a errori fuori memoria e arresti anomali del programma.
* Protezione della memoria rotta: Sebbene tu abbia ancora tecnicamente spazi di indirizzi virtuali, il grado in cui il sistema operativo può utilizzare il sistema di memoria virtuale per proteggere dai problemi di memoria sarà gravemente limitato.
* Impede Le prestazioni del sistema: Se hai un sacco di RAM, vuoi che il sistema operativo lo gestisca in modo efficiente. Limitare la memoria virtuale ostacola questo processo.
Quando potrebbe * sembrare * utile? (Casi rari e specifici)
Esistono scenari di nicchia in cui potrebbe essere considerata una dimensione della memoria virtuale molto più piccola * *, ma sono altamente specializzate e non consigliate per gli utenti generali:
* Sistemi incorporati con vincoli di risorse: In sistemi integrati molto limitati dalle risorse (ad es. MicroController), in cui la RAM è estremamente limitata e si sa che le dimensioni del programma sono piccole, disabilitanti o significativamente limitare la memoria virtuale potrebbe essere una scelta di progettazione per ridurre la complessità e gli sovraccarichi del sistema operativo. Tuttavia, anche in molti sistemi incorporati, un sistema di memoria virtuale minimo è spesso vantaggioso.
* Calcolo scientifico specializzato (molto raro): In alcuni scenari di elaborazione ad alte prestazioni molto specifici, in cui i modelli di accesso alla memoria sono estremamente prevedibili e ben ottimizzati e l'applicazione è attentamente progettata per adattarsi interamente all'interno della RAM, ci potrebbe * essere un guadagno teorico delle prestazioni (molto minore) eliminando il sovraccarico della traduzione della memoria virtuale. Tuttavia, questa è una tecnica di ottimizzazione molto avanzata e i benefici sono probabilmente trascurabili rispetto ai potenziali rischi.
* Debug/Test (temporaneo): Una dimensione della memoria virtuale più piccola potrebbe essere utilizzata * temporaneamente * durante il debug o il test per simulare la pressione della memoria e identificare le perdite di memoria o altri problemi relativi alla memoria in un programma. Questa non è una configurazione per l'uso normale.
in conclusione:
Per quasi tutti i moderni sistemi informatici e applicazioni, si consiglia vivamente di avere una dimensione della memoria virtuale * almeno * uguale alla dimensione della RAM fisica. Nella maggior parte dei casi, è ancora meglio averlo significativamente più grande (ad esempio, da 1,5 a 2 volte la RAM fisica) per gestire compiti ad alta intensità di memoria e prevenire errori fuori memoria. I vantaggi delle prestazioni della memoria virtuale superano di gran lunga i potenziali svantaggi nella stragrande maggioranza delle situazioni. A meno che tu non sia un amministratore di sistema molto esperto o uno sviluppatore di sistemi incorporato che lavora su un progetto altamente specializzato, è necessario attenersi alle impostazioni di memoria virtuale predefinite fornite dal sistema operativo.
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