仮想記憶とページング

仮想アドレス空間・ページング・ページフォールト・スラッシング・置換アルゴリズムを整理。

仮想記憶は『主記憶以上のアドレス空間』を補助記憶で実現する技術。OS の中核機能です。

鳴海 理央(普段) 鳴海 理央

仮想記憶 は、各プロセスに独立した広大なアドレス空間を提供し、主記憶と補助記憶を組み合わせて実現します。
ページング が代表的な実装方式。

砂原 ニコ(普段) 砂原 ニコ

ページングって何?

緒方 ナオミ 先生(笑顔) 緒方 ナオミ 先生

仮想アドレス空間を固定長 (例: 4KB) のページに分割し、物理メモリのフレームに対応付ける方式よ。
テーブル (ページテーブル) で仮想→物理のマッピングを管理するの。

藤咲 まりあ(普段) 藤咲 まりあ

ページフォールト って…?

鳴海 理央(普段) 鳴海 理央

アクセスしたページが主記憶にない場合に、補助記憶から読み込むための割込みのことです。
これが頻発してシステムが極端に遅くなる現象を スラッシング と呼びます。

緒方 ナオミ 先生(普段) 緒方 ナオミ 先生

頻繁な変換を高速化するために、TLB (Translation Lookaside Buffer) というキャッシュを置いているのよ。
応用情報では、FIFO・LRU・LFU・Optimal などのページ置換アルゴリズムを比較する問題が出るわ。

確認クイズ

仮想記憶において、頻繁にページフォールトが発生し、システムが極端に遅くなる現象を何と呼ぶか。

  1. フラグメンテーション
  2. スラッシング
  3. リソースリーク
  4. メモリリーク
こたえを見る

正解: 2. スラッシング

スラッシングは、主記憶不足によりページの読み書きが頻発し、本来の処理が進まない現象。多重度を下げる、メモリを増設する、ワーキングセットを減らすなどの対策があります。

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