Unterschied zwischen virtuellem und Cache-Speicher im Betriebssystem

2019

Speicher ist ein Hardwaregerät, das zum temporären oder dauerhaften Speichern der Informationen verwendet wird. In diesem Artikel habe ich die Unterschiede zwischen virtuellem und Cache-Speicher erläutert. Ein Cache-Speicher ist ein Hochgeschwindigkeitsspeicher, mit dem die Zugriffszeit für Daten reduziert wird. Auf der anderen Seite ist der virtuelle Speicher kein physischer Speicher, sondern eine Technik, die die Kapazität des Hauptspeichers über seine Grenzen hinaus erweitert.

Der Hauptunterschied zwischen dem virtuellen Speicher und dem Cache-Speicher besteht darin, dass ein virtueller Speicher einem Benutzer die Ausführung von Programmen ermöglicht, die größer als der Hauptspeicher sind, während der Cache-Speicher den schnelleren Zugriff auf die Daten ermöglicht, die kürzlich verwendet wurden. Wir werden einige weitere Unterschiede mit Hilfe der unten gezeigten Vergleichstabelle besprechen.

Vergleichstabelle

Vergleichsgrundlage	Virtueller Speicher	Zwischengespeicherter Speicher
Basic	Der virtuelle Speicher erweitert den Hauptspeicher für den Benutzer.	Der Cache-Speicher beschleunigt die Datenzugriffsgeschwindigkeit der CPU.
Natur	Virtueller Speicher ist Technik.	Cache-Speicher ist eine Speichereinheit.
Funktion	Der virtuelle Speicher ermöglicht die Ausführung des Programms, das größer als der Hauptspeicher ist.	Der Cache-Speicher speichert die Kopien der ursprünglichen Daten, die kürzlich verwendet wurden.
Speicherverwaltung	Der virtuelle Speicher wird vom Betriebssystem verwaltet.	Der Cache-Speicher wird vollständig von der Hardware verwaltet.
Größe	Der virtuelle Speicher ist viel größer als der zwischengespeicherte Speicher.	Der Cache-Speicher hat eine begrenzte Größe.
Kartierung	Virtueller Speicher erfordert Zuordnungsstrukturen, um eine virtuelle Adresse einer physischen Adresse zuzuordnen.	In einem Cache-Speicher sind keine Abbildungsstrukturen als solche erforderlich.

Definition des virtuellen Speichers

Virtueller Speicher ist kein physischer Speicher eines Computers, sondern eine Technik, mit der ein großes Programm ausgeführt werden kann, das möglicherweise nicht vollständig im Hauptspeicher abgelegt ist . Es ermöglicht dem Programmierer, Programme auszuführen, die größer als der Hauptspeicher sind.

Lassen Sie uns nun verstehen, wie der virtuelle Speicher funktioniert. Das Programm hat seine virtuelle Speicheradresse, die in mehrere Seiten unterteilt ist . Der Hauptspeicher ist ebenfalls in mehrere Seiten unterteilt . Wie wir sehen, ist die virtuelle Adresse eines Programms größer als der verfügbare Hauptspeicher. Daher wird die Speicherzuordnung verwendet, um die virtuelle Adresse dem Hauptspeicher zuzuordnen.

Seite 0, 1, 2 wird im Hauptspeicher zugeordnet und der Hauptspeicher füllt sich. Wenn nun Seite 3 des virtuellen Speichers nach Speicherplatz im Hauptspeicher fragt, wird die älteste Seite, dh Seite 0, auf die Festplatte übertragen und der Platz für Seite 3 im Hauptspeicher wird evakuiert, und der Vorgang wird fortgesetzt. Falls die Seite 0 erneut benötigt wird, wird die zu diesem Zeitpunkt älteste Seite auf die Festplatte übertragen, um Platz für Seite 0 zu erhalten.

Wenn beide Programme dieselben Daten benötigen, die sich im Hauptspeicher befinden, ermöglicht die Speicherzuordnungseinheit, dass beide Programme denselben Adressraum im Hauptspeicher gemeinsam nutzen, in dem die gemeinsam genutzten Daten gespeichert sind. Dies erleichtert das Freigeben von Dateien.

Die Vorteile des virtuellen Speichers sind:

Die Programme sind nicht mehr an die Begrenzung des Hauptspeichers gebunden.
Virtueller Speicher erhöht den Grad der Multiprogrammierung.
Erhöht die CPU-Auslastung.
Die weniger E / A-Einheit muss Programme laden oder austauschen.

Es gibt jedoch einen Nachteil des virtuellen Speichers. Wenn Sie mehr Seiten eines Programms auf der Festplatte speichern, wird die Leistung beeinträchtigt, da der Zugriff auf die Daten von der Festplatte im Vergleich zum Zugriff auf die Daten aus dem Hauptspeicher mehr Zeit in Anspruch nimmt.

Definition des Cache-Speichers

Im Gegensatz zum virtuellen Speicher ist Cache ein Speichergerät, das auf dem Prozessor selbst implementiert ist. Es enthält die Kopien der ursprünglichen Daten, auf die kürzlich zugegriffen wurde. Die Originaldaten können im Hauptspeicher oder einem Sekundärspeicher abgelegt werden. Der Cache-Speicher beschleunigt die Zugriffsgeschwindigkeit von Daten, aber wie? Lass uns verstehen.

Man kann sagen, dass die Zugriffsgeschwindigkeit der CPU auf die Zugriffsgeschwindigkeit des Hauptspeichers beschränkt ist . Immer wenn ein Programm vom Prozessor ausgeführt werden soll, ruft es es aus dem Hauptspeicher ab. Wenn bereits eine Kopie des Programms in dem auf dem Prozessor implementierten Cache vorhanden ist . Der Prozess könnte schneller auf diese Daten zugreifen, was zu einer schnelleren Ausführung führt.

Hauptunterschiede zwischen virtuellem und Cache-Speicher

Virtueller Speicher erweitert die Kapazität des Hauptspeichers virtuell für den Benutzer. Der Cache-Speicher beschleunigt jedoch den Zugriff auf Daten für die CPU.
Cache ist eine Speichereinheit, während der virtuelle Speicher eine Technik ist .
Der virtuelle Speicher ermöglicht die Ausführung des Programms, die größer als der Hauptspeicher ist. In den anderen Händen speichert der Cache-Speicher die Kopien der ursprünglichen Daten, die kürzlich verwendet wurden.
Die Verwaltung des virtuellen Speichers erfolgt durch das Betriebssystem . Andererseits wird die Cache-Speicherverwaltung von der Hardware übernommen .
Der virtuelle Speicher ist viel größer als der zwischengespeicherte Speicher.
Die Technik des virtuellen Speichers erfordert, dass die Abbildungsstrukturen die virtuelle Adresse auf die physische Adresse abbilden, während der Cache-Speicher keine Abbildungsstrukturen erfordert.

Fazit:

Der virtuelle Speicher ist eine Technik, um die Kapazität des Hauptspeichers für die Benutzer virtuell zu erweitern. Der Cache-Speicher ist eine Speichereinheit, in der die Daten gespeichert sind, auf die kürzlich zugegriffen wurde, wodurch die CPU schneller darauf zugreifen kann.