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Traduction d'adresses virtuelles à la mémoire:un voyage à travers la mémoire
Les adresses virtuelles sont les adresses utilisées par les programmes, tandis que les adresses physiques sont les emplacements réels de la RAM où les données sont stockées. Cette traduction est essentielle pour plusieurs raisons:
1. Protection: Chaque processus s'exécute dans son propre espace d'adressage virtuel, empêchant un processus d'interférer avec un autre.
2. Efficacité: Les processus peuvent être chargés et déchargés en mémoire sans affecter d'autres processus, maximisant l'utilisation de la mémoire.
3. Flexibilité: La même adresse virtuelle peut indiquer différentes adresses physiques, permettant une allocation de mémoire dynamique.
Voici à quel point fonctionne la traduction d'adresses physique à la traduction d'adresses physique:
1. Unité de gestion de la mémoire (MMU): Ce composant matériel est responsable du processus de traduction. Il utilise une table de page pour cartographier les adresses virtuelles aux adresses physiques.
2. Tableau de page: Ce tableau est une structure de données qui stocke les mappages entre les adresses virtuelles et physiques. Chaque entrée du tableau de page représente une page en mémoire, qui est une unité de taille fixe (généralement 4KB).
3. Décomposition d'adresse virtuelle: L'adresse virtuelle est divisée en deux parties:
* Numéro de page: Identifie la page contenant les données souhaitées.
* décalage: Identifie l'emplacement des données dans la page.
4. Recherche de table de page: Le MMU utilise le numéro de page pour localiser l'entrée correspondante dans le tableau de page. Cette entrée contient l'adresse physique de la page en mémoire.
5. Calcul de l'adresse physique: L'adresse physique est calculée en combinant l'adresse de la page physique de la table de page avec le décalage de l'adresse virtuelle.
Exemple:
* Adresse virtuelle: 0x12345678
* Taille de la page: 4KB (4096 octets)
* Numéro de page: 0x12345 (calculé en divisant l'adresse virtuelle par la taille de la page)
* décalage: 0x678 (la partie restante de l'adresse virtuelle)
Le MMU recherche le numéro de page (0x12345) dans le tableau de page et trouve l'adresse de page physique correspondante, disons 0xABCDEF00.
* Adresse physique: 0xabcdef00 + 0x678 =0xabcdef678
Détails supplémentaires:
* Tables de page à plusieurs niveaux: Pour améliorer l'efficacité des plus grands espaces d'adresse, les tables de pages peuvent être hiérarchiques, avec plusieurs niveaux.
* Traduction Lookaside Buffer (TLB): Le MMU utilise souvent un cache appelé TLB pour stocker des traductions récemment utilisées. Cela accélère la traduction d'adresse en évitant les recherches de table de page répétées.
* Mémoire virtuelle: Le concept d'espace d'adressage virtuel permet d'utiliser la mémoire virtuelle, où les données peuvent être stockées sur le stockage secondaire (comme le disque dur) et échangée dans RAM selon les besoins.
Comprendre ce processus est crucial pour comprendre comment les systèmes d'exploitation gèrent la mémoire et comment les programmes accèdent aux données dans RAM.
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