Виртуальная оперативная память. Физическое и виртуальное увеличение оперативной памяти компьютера

Виртуальная память – это часть объема жесткого диска, выделяемая системой при нехватке оперативной памяти для повышения быстродействия. При этом данные, которые на данный момент не используются компьютером, перемещаются в так называемый файл подкачки. Размер этого файла совпадает с объемом виртуальной памяти. Как правило, для нормального функционирования системы размер файла подкачки должен в 1,5 раза превышать объем оперативной памяти. Но если пользователь часто играет в компьютерные игры со сложной графикой или 3D-анимацией, или сам создает сложные программы, то размер файла должен быть увеличен вдвое, а то и втрое относительно оперативной памяти.Подключение виртуальной памяти позволяет более рационально использовать ресурсы оперативной памяти, перемещая второстепенные данные во вторичное хранилище. При этом процессы, идущие одновременно, работают изолированно, «не зная» друг о друге.Различают два способа реализации виртуальной памяти: страничная и сегментная. При страничной реализации память делится на области одинакового объема (страницы), которые принимаются за единицу памяти. Работающий процесс отправляет запрос к памяти по адресу, содержащемуся в виртуальной памяти. Адрес представляет собой номер страницы и смещение в ней. Система может сбросить на жесткий диск страницу, которая давно не использовалась.При сегментной организации виртуальная память делится на сегменты произвольного размера. При обращении процесса к памяти часть сегментов перемещается в оперативную память , а часть остается на жестком диске. Для каждого сегмента может быть назначен определенный уровень прав доступа. Работа сегментной памяти аналогична страничной, но обладает меньшей скоростью доступа.В большинстве случае увеличение виртуальной памяти происходит автоматически, но бывают ситуации, когда пользователю необходимо сделать это вручную. Однако в этом случае нужно иметь в виду, что быстродействие системы может превысить допустимые и компьютер, наоборот, станет работать гораздо медленнее.Ручное увеличение виртуальной памяти производится на Панели управления в разделе «Система» или «Система и ее обслуживание». По команде «Изменить параметры» появляется окно «Свойства системы», в котором нужно выбрать вкладку «Дополнительные». В разделе «Быстродействие» - кнопку «Параметры». В окне «Параметры быстродействия» - вкладка «Дополнительно», «Виртуальная память » -> «Изменить». Чтобы увеличить объем файла подкачки, необходимо снять галочку с команды «Автоматически выбирать объем файла подкачки» и задать необходимое значение.

К нам обратилась клиентка со следующей проблемой: компьютер часто пишет «заканчивается виртуальная память», особенно после того как я в фотошопе поработаю, а там очень объемные работы получаются. Как увеличить эту память ?

Решение: Иногда для запуска и работы программы может не хватать объема оперативной памяти (ОЗУ). В этом случае, Windows использует виртуальную память. Физическим воплощением файла подкачки является файл win386.swp в каталоге Windows для Win9x/ME и файл pagefile.sys в корне диска, куда установлена операционная система, для WinNT, 2000, XP? Vista, 7 и 8.

Что такое виртуальная память и как она работает?

Виртуальная память или файл подкачки (swap-файл) представляет собой совмещение оперативной памяти и временного хранилища файлов на жестком диске или винчестере. В случае если памяти ОЗУ не достаточно, данные перемещаются во временное хранилище, называемое файлом подкачки. Подобное перемещение данных (как в файл подкачки, так и из него) позволяет освобождать оперативную память в количестве достаточном для выполнения необходимых операций.

От объема ОЗУ зависит производительность компьютера, чем его больше, тем быстрее функционируют программы. Если оперативной памяти недостаточно, то ее можно увеличить путем изменения размера виртуальной памяти в большую сторону. Однако здесь необходимо учитывать то обстоятельство, что все данные с ОЗУ считываются намного быстрее, нежели с винчестера. Поэтому лучшим вариантом в данной ситуации будет добавление оперативной памяти.

Иногда могут всплывать сообщения об ошибках, вследствие нехватки виртуальной памяти. Чтобы обеспечить надлежащую работу программных приложений, необходимо выполнить одно из следующих действий: или .

Сообщения об ошибках нехватки виртуальной памяти

В случае появления сообщений об ошибках, вызванных нехваткой виртуальной памяти, для обеспечения надлежащей работы приложений необходимо либо добавить оперативной памяти, либо увеличить размер файла подкачки. Как правило, операционная система Windows автоматически контролирует размер файла подкачки , но если размер по умолчанию недостаточен для удовлетворения потребностей пользователя, то его можно изменить вручную.

Как определить требуемый объем файла подкачки?

При определении объема файла виртуальной памяти лучше исходить не из объема RAM, а из задач, выполняемых на данном компьютере. Для этого нужно запустить какую-либо программу мониторинга, умеющую регистрировать объем swap-файла (например, встроенный в Windows «Системный монитор») и заняться типичной для данного компьютера работой. Максимальный объем файла свопинга, зарегистрированный в течении этого сеанса, и будет требуемым размером.

Где хранить файл подкачки?

Если в системе несколько винчестеров, то на самом быстром из них. Если винчестер разбит на несколько разделов, то на разделе, расположенном в начале диска, однако это может не работать для ноутбуков, винчестеры которых могут располагать данные не «по цилиндрам», а «по поверхностям».

Как дефрагментировать файл подкачки?

Стандартный дефрагментатор Windows не умеет перемещать файл свопинга. Поэтому надо использовать утилиты других фирм. Например, можно использовать Speed Disk из состава Norton Utilities, разумеется, как можно более новых версий.

Постоянный размер файла подкачки

Windows активно использует файл подкачки, значительно разгружая оперативную память компьютера. Microsoft сделала файл подкачки динамическим, т.е. размер файла изменяется в зависимости от нужд Windows, хотя наилучшая производительность системы достигается при статическом файле. Причин для этого множество — Windows не требуется каждый раз изменять размер файла подкачки , исчезает фрагментация и т.д. Для того что бы ее объем не менялся, нужно установить значения минимальной и максимальной памяти — одинаковыми. Для этого воспользуйтесь инструкцией ниже.

Добавить виртуальную память?

Данная процедура чаще всего нужна людям у которых мало физической оперативной памяти на компьютере, а покупать новую оперативку, а скорее всего новый компьютер нет возможности или желания.

Последовательность действий для увеличения файла подкачки:

1. Правый клик на «Компьютер»
2. Далее на «Свойства»
3. Слева найти и нажать: «Дополнительные параметры системы»
4. Найти и нажать: «Быстродействие: Параметры»
5. Нажать «Дополнительно»
6. Найти и нажать: «Виртуальная память: Изменить»
7. Выбрать диск, но на котором много свободного места.
8. Выберите ниже «Указать размер»
9. В «Исходный размер» поставить цифру в размер оперативной памяти
10. В «Максимальный» — 1,5 раза больше размера оперативной памяти
11. Нажать «Задать», а потом ОК.

Таким образом вы увеличите виртуальную память компьютера для улучшения работы системы. Возможно это поможет, когда компьютер при просмотре видео тормозит и зависает. Тоже лечит и торможение компьютера от нагрузки компьютерными играми.

Добавить виртуальной памяти в Windows 7

В случае получения предупреждений о нехватке виртуальной памяти необходимо увеличить минимальный размер файла подкачки. ОС Windows задает исходный минимальный размер файла подкачки равным объему установленных ОЗУ, а максимальный размер файла подкачки в три раза превосходит объем ОЗУ компьютера. Если предупреждения появляются при использовании этих рекомендованных значений, необходимо увеличить минимальный и максимальный размеры.

1. Откройте компонент «Система». Для этого нажмите кнопку Пуск, щелкните правой кнопкой мыши Компьютер и выберите пункт Свойства.
2. В левой области выберите Дополнительные параметры системы. Если отображается запрос на ввод пароля администратора или его подтверждения, укажите пароль или предоставьте подтверждение.
3. На вкладке Дополнительно в разделе Производительность нажмите кнопку Настройка.
4. Откройте вкладку Дополнительно и в разделе Виртуальная память нажмите кнопку Изменить.
5. Снимите флажок Автоматически выбирать объем файла подкачки.
6. В списке Диск [метка тома] выберите диск, содержащий файл подкачки, размер которого необходимо изменить.
7. Выберите переключатель Указать размер, введите в поле Исходный размер (МБ) или Максимальный размер (МБ) новый размер в мегабайтах, нажмите кнопку Установить, а затем — ОК.

Примечание

Как правило, после увеличения размера перезагрузка не требуется. Однако в случае уменьшения размера файла подкачки следует перезагрузить компьютер, чтобы изменения вступили в силу. Корпорация Майкрософт рекомендует не отключать и не удалять файл подкачки.

Советы по настройки виртуальной памяти и файла подкачки

• Если у Вас несколько жестких дисков, то установка файла подкачки на другой HDD, чем установлена операционная система, обычно значительно ускоряет быстродействие.
• Если у Вас несколько жестких дисков — то файл подкачки ставится на самый быстрый из них.
• Если у Вас несколько разделов на жестком диске, то файл подкачки надо ставить на самый первый из них — физически расположенный самым первым, так как доступ к этим областям жесткого диска наиболее быстрый.
• Лучше всего ограничить минимальный объем файла подкачки, чтоб предотвратить излишнюю его фрагментацию примерно объемом 1-1.5 объема вашей оперативной памяти. Впрочем если Вы используете графику или компьютер работает в роли сервера базы данных, то можно поставить размером 2-3 объема RAM.
• Практически не имеет смысла ограничивать максимальный объем, так как это может привести к сбою программ из-за нехватки памяти, а если уж и ограничивать, то никак не меньше чем 4 объема RAM.
• После этих настроек компьютер надо перезагрузить и запустить какой-нибудь дефрагментатор (типа Norton Speed Disk) чтоб полностью дефрагментировать файл подкачки и поместить его в начало раздела.
• Учтите, что после выключения компьютера, файл подкачки может содержать Ваши пароли, логины, остатки Вашей конфиденциальной информации и т.п. Это возможностью иногда пользуются дяди из компетентных органов и хакеры, загрузившись в ДОС и покопавшись в остатках Ваших программ в файле подкачки могут найти интересные вещи.

Максимальная производительность любого компьютера обеспечивается четырьмя основными его составляющими. К ним относятся: центральный процессор, оперативная память, процессор и память видеокарты и жёсткий диск. Сюда, конечно же, можно отнести и материнскую плату, ведь если пропускная способность её интерфейсов и частота шины недостаточно велики, это негативно скажется на максимальной производительности компьютера в целом. Но в данный момент нас интересует лишь одна составляющая компьютера, которая играет одну из главных ролей в спектакле под названием «Быстродействие компьютера». И как ясно из названия статьи, речь пойдёт о файле подкачки и виртуальной памяти.

Что же такое файл подкачки ? Думаю, Вы уже и сами догадались, что это файл. Но почему он называется файлом подкачки и для чего он нужен? Ответ очень простой. При одновременном использовании большого количества приложений (например, у Вас запущен Photoshop, 3ds Max, браузер и на фоне ещё играет музыка) объёма оперативной памяти для их обработки может попросту не хватить. И тогда система обращается к файлу, который создаётся на жёстком диске (или винчестере), чтобы использовать его пространство в качестве недостающего объёма оперативной памяти. Этот файл как бы дополняет, подкачивает объём оперативной памяти своим объёмом. Именно поэтому он и получил такое название.

В совокупности объём оперативной памяти и файл подкачки принято называть виртуальной памятью. То есть объём виртуальной памяти состоит из объёма оперативной памяти и файла подкачки. Надеюсь, Вам понятно. И иногда может случится так, что при работе в каких-то сложных ресурсоёмких приложениях у вас вдруг иссякнет запас виртуальной памяти. В таком случае далеко не каждый побежит в магазин, чтобы докупить дополнительную планку оперативной памяти для увеличения объёма виртуальной памяти. Проще всего будет увеличить размер самого файла подкачки. Всё-таки найти на жёстком диске пару гигабайт свободного места куда легче, чем докупать «оперативку».

Файл подкачки представляет собой файл, который носит имя «pagefile.sys» и располагается по умолчанию на системном локальном диске «C». Предлагаю Вам ознакомится с настройкой этого файла. Я много экспериментировал и сделал вывод, что расположение файла подкачки на системном диске всё-таки негативно сказывается на скорости работы виртуальной памяти. Поэтому рекомендую расположить его на другом локальной диске, например, на диске «D». Чтобы открыть настройки файла подкачки, нажмите на значке «Компьютер» правой клавишей мыши и из появившегося списка выберите пункт «Свойства». Либо нажмите сочетание клавиш на клавиатуре «Win»+«Pause» (где «Win» - клавиша со значком Windows).


Откроется окно с основными сведениями о Вашем компьютере. Здесь, кстати, Вы сможете посмотреть, какой объём оперативной памяти установлен на в Вашем системном блоке. Нас интересуют «Дополнительные параметры системы», куда мы и заходим.

Откроется небольшое окно «Свойств системы». Здесь необходимо в закладке «Дополнительно» и области «Быстродействие» нажать кнопку «Параметры».

Откроется ещё одно небольшое окно, где можно настроить параметры быстродействия системы. Нас интересует закладка «Дополнительно», её и выбираем.

Здесь в области «Виртуальная память » выбираем «Изменить».

Появится ещё одно маленько окно, в котором и производится настройка файла подкачки. Это так называемая оптимизация системы Windows 7. Итак, я уже говорил, что лучше всего файл подкачки размещать на любом локальном диске, кроме системного «C». Чтобы отключить файл подкачки с диска «C», просто выделите его нажатием левой клавишей мыши, установите переключатель левой клавишей мыши в положение «Без файла подкачки», после чего нажмите кнопку «Задать».

Сразу же появится уведомление о том, что при отключении файла подкачки отладочные данные при возникновении критической ошибки в системе некуда будет записывать. Но переживать не стоит, файл подкачки мы создадим сразу же, только на другом диске. Поэтому смело нажмите кнопку «Да». Всё, файл подкачки с диска «С» мы убрали.


Теперь я предлагаю расположить его на диске «D». Нажимаем на диск «D» (у Вас это может быть и другой диск, например «E» или «F»), чтобы он оказался выделенным. И ставим переключатель в положение «Указать размер». Система рекомендует выставлять размер файла подкачки в полтора раза больше общего объёма установленной оперативной памяти (то есть, если у Вас установлено 4 Гигабайта «оперативки», файл подкачки должен быть 6 Гигабайт). Но я не спешил бы на Вашем месте этого делать. Размер файла подкачки зависит в первую очередь, конечно, от объёма «оперативки», а во вторую – от того, какие приложения (или программы) Вы будете использовать. Предположим, что у Вас установлено 4 Гигабайта оперативной памяти, и Вы в основном ничего, кроме Интернета, просмотра фильмов и прослушивания музыки, не используете. В таком случае файла подкачки размером 2 Гигабайта будет, как говорится, за глаза. Но если Вы будет использовать ресурсоёмкие приложения и современные игры, смело ставьте 8 Гигабайт или даже больше.

Переживать особо не стоит, в любой момент размер файла подкачки Вы сможете увеличить. Также рекомендую Вам устанавливать в полях «Максимальный размер» и «Исходный размер» одинаковое значение. В этом случае размер файла подкачки будет фиксированным. Делается это для того, чтобы не происходило фрагментации жёсткого диска. Но об этом мы поговорим в другой теме. Обращаю также Ваше внимание, что значения вводят в мегабайтах. Напоминаю, в одном гигабайте содержится 1024 мегабайт. Предположим, нам необходимо установить размер файла подкачки в Windows 7, равный четырём гигабайтам. Умножим 1024 на 4 и получим 4096 мегабайт. Вводим это значение в поля «Максимальный размер» и «Исходный размер» и нажимаем кнопку «Задать». Для сохранения установленных параметров нажмите кнопку «OK».

Появится сообщение о том, что для применение параметров требуется перезагрузка компьютера. Нажмите кнопку «OK».


После этого нажмите кнопку «Применить», а затем «OK».

В следующем окне нажмите «OK».

Откроется маленькое окошко, предлагающее Вам перезагрузиться. Жмите «Перезагрузить сейчас».

После перезагрузки будут действовать установленные Вами параметры, с чем Вас и поздравляю. Настройка системы Windows 7 , точнее одна из многих настроек операционной системы, окончена.

Виртуальная память компьютера выступает в качестве дополнения к оперативной памяти и является частью оперативной памяти, расположенной на жестком диске. Пользователю компьютера это дает ощущение, что он имеет ОЗУ с неограниченным объемом.

Виртуальная память встречается практически во всех операционных системах, предназначенных для настольных компьютеров. Системные требования многих прикладных программ растут очень быстрыми темпами от версии к версии. И несмотря на то, что объем оперативной памяти, устанавливаемый на современные модели настольных компьютеров значительно вырос, все равно довольно часто возникает ситуация, когда его оказывается недостаточно.

Особенно в случаях, когда пользователь одновременно запускает несколько ресурсоемких программ. Отсюда возникает необходимость в наличии виртуальной памяти.

Что такое виртуальная память?

Скажем так, это технология, позволяющая прикладной программе «считать», что она имеет неограниченный объем и непрерывное адресное пространство памяти. Хотя на деле память физически фрагментирована и ее объем искусственно увеличен на жестком диске.

Системы, использующие виртуальную память, способны выполнять приложения превышающие возможности оперативной памяти с высокой скоростью и использовать физическую память более эффективно, чем без нее. Виртуальная память отличается от технологии виртуализации.

Как работает виртуальная память?

Это очень полезная и нужная технология, которая использует фактическое пространство винчестера, манипулируя данными с помощью операционной системы и перемещая их в случае необходимости из оперативной памяти на жесткий диск. Часть пространства на жестком диске действует как временный носитель. Операционная система определяет, какие данные и в каком месте сохранены и обеспечивает к ним быстрый доступ, позволяя работать системе максимально быстро.

Виртуальная память работает в координации с оперативной памятью, операционная система определяет, какие данные, находящиеся в оперативной памяти, сравнительно долго не используются системой и сбрасывают их в виртуальную память. В случае необходимости они могут быть перемешены обратно в оперативную память. Вторичные устройства хранения данных, такие как жесткий диск, имеет большую емкость хранения, но предоставляют очень медленный доступ к данным.

Как организована виртуальная память?

Виртуальная память использует технологию файла подкачки, либо сегментации. Большинство систем используют таблицы страниц, для перевода виртуальных адресов в физические адреса, используемые процессором для выполнения инструкций. Таблица страниц сохраняет записи для отображения виртуальных адресов в физические адреса. Системы могут иметь одну таблицу страниц для всей системы или отдельные таблицы страниц для каждой прикладной программы.

Таким образом, файл подкачки может быть определен, как процесс перемещения неактивных страниц виртуальной памяти на диск и восстановление их в оперативной памяти по запросу. Существуют различные алгоритмы, чтобы выбирать, какие страницы должны быть перенесены на жесткий диск и которые должны быть сохранены.

Очень немногие системы используют концепцию сегментации для реализации виртуальной памяти. В сегментации память делится на сегменты переменного размера. Номер сегмента и смещение внутри сегмента вместе образуют виртуальный адрес.

Если процессор хочет получить конкретный элемент данных, он сначала ищет для своего сегмента номер в сегменте таблицы, чтобы найти дескриптор (описание) сегмента. Дескриптор сегмента дает информацию, является ли смещение внутри сегмента меньше, чем длина отрезка, и если не генерируется прерывание, уведомляет о том, что сегмент найден.

Если процессор не может найти сегмент в основной памяти, он генерирует аппаратное прерывание запроса операционной системы, чтобы поменять сегмент. Затем операционная система ищет сегменты, которые не были в эксплуатации в течение длительного времени и меняет их, перемещая из оперативной памяти на жесткий диск, чтобы освободить место для новых сегментов для чтения.

Как увеличить виртуальную память?

Если вы хотите увеличить объем виртуальной памяти на своей системе, то ознакомьтесь с пошаговой инструкцией. (Для Windows XP):

Откройте меню «Пуск», выберите команду «Панель управления» Выберите пункт «Производительность и обслуживание» Далее выберите «Система» Выбираем вкладку «Дополнительно» Выбираем секцию «Быстродействие» и нажимаем кнопку Параметры Выбираем вкладку «Дополнительно» В секции «Виртуальная память» нажимаем на кнопку «Изменить» В списке Диск [метка тома] выберите диск, содержащий файл подкачки, если вы хотите изменить размер его виртуальной памяти. Вы можете выбрать объем памяти, который хотите зарезервировать для виртуальной памяти, введя начальный и максимальный размер. Нажмите кнопку «Задать» Перезагрузите компьютер

Если вам кажется, что ваш компьютер работает слишком медленно, то увеличение виртуальной памяти не поможет, это может быть только результатом «пробуксовки». Слишком частая перетасовка блоков виртуальной памяти между реальной памяти и дисков потребляет большую часть времени работы компьютера, тем самым вызывая пробуксовку. Хотя и существует некоторые меры, оптимизирующие работу виртуальной памяти, все же лучшим решением будет увеличение объема оперативной памяти.

связь между аппаратным и программным обеспечением. В начале будут рассмотрены аппаратные аспекты виртуальной памяти , а затем вопросы, возникающие при ее программной реализации.

Понятие виртуальной памяти

Разработчикам программного обеспечения часто приходится решать проблему размещения в памяти больших программ, размер которых превышает объем доступной оперативной памяти. Один из вариантов решения данной проблемы – организация структур с перекрытием – рассмотрен в предыдущей лекции. При этом предполагалось активное участие программиста в процессе формирования перекрывающихся частей программы. Развитие архитектуры компьютеров и расширение возможностей операционной системы по управлению памятью позволило переложить решение этой задачи на компьютер . Одним из главных достижений стало появление виртуальной памяти ( virtual memory ). Впервые она была реализована в 1959 г. на компьютере "Атлас", разработанном в Манчестерском университете.

Суть концепции виртуальной памяти заключается в следующем. Информация, с которой работает активный процесс, должна располагаться в оперативной памяти. В схемах виртуальной памяти у процесса создается иллюзия того, что вся необходимая ему информация имеется в основной памяти. Для этого, во-первых, занимаемая процессом память разбивается на несколько частей, например страниц. Во-вторых, логический адрес (логическая страница), к которому обращается процесс, динамически транслируется в физический адрес (физическую страницу). И, наконец, в тех случаях, когда страница, к которой обращается процесс, не находится в физической памяти, нужно организовать ее подкачку с диска. Для контроля наличия страницы в памяти вводится специальный бит присутствия , входящий в состав атрибутов страницы в таблице страниц .

Таким образом, в наличии всех компонентов процесса в основной памяти необходимости нет. Важным следствием такой организации является то, что размер памяти, занимаемой процессом, может быть больше, чем размер оперативной памяти. Принцип локальности обеспечивает этой схеме нужную эффективность.

Возможность выполнения программы, находящейся в памяти лишь частично, имеет ряд вполне очевидных преимуществ.

• Программа не ограничена объемом физической памяти. Упрощается разработка программ, поскольку можно задействовать большие виртуальные пространства, не заботясь о размере используемой памяти.
• Поскольку появляется возможность частичного помещения программы (процесса) в память и гибкого перераспределения памяти между программами, можно разместить в памяти больше программ, что увеличивает загрузку процессора и пропускную способность системы.
• Объем ввода-вывода для выгрузки части программы на диск может быть меньше, чем в варианте классического свопинга, в итоге каждая программа будет работать быстрее.

Таким образом, возможность обеспечения (при поддержке операционной системы) для программы "видимости" практически неограниченной (характерный размер для 32-разрядных архитектур 2 32 = 4 Гбайт) адресуемой пользовательской памяти (логическое адресное пространство ) при наличии основной памяти существенно меньших размеров (физическое адресное пространство ) – очень важный аспект.

Но введение виртуальной памяти позволяет решать другую, не менее важную задачу – обеспечение контроля доступа к отдельным сегментам памяти и, в частности, защиту пользовательских программ друг от друга и защиту ОС от пользовательских программ. Каждый процесс работает со своими виртуальными адресами , трансляцию которых в физические выполняет аппаратура компьютера. Таким образом, пользовательский процесс лишен возможности напрямую обратиться к страницам основной памяти, занятым информацией, относящейся к другим процессам.

Например, 16-разрядный компьютер PDP-11/70 с 64 Кбайт логической памяти мог иметь до 2 Мбайт оперативной памяти. Операционная система этого компьютера тем не менее поддерживала виртуальную память , которая обеспечивала защиту и перераспределение основной памяти между пользовательскими процессами.

Напомним, что в системах с виртуальной памятью те адреса, которые генерирует программа (логические адреса), называются виртуальными, и они формируют виртуальное адресное пространство . Термин " виртуальная память " означает, что программист имеет дело с памятью, отличной от реальной, размер которой потенциально больше, чем размер оперативной памяти.