Sanal Bellek

Sanal bellek, işletim sisteminin her process'e büyük, özel ve kesintisiz bir bellek bloğunun tamamen kendisine ait olduğu yanılsamasını vermesinin bir yoludur. Bir programın kullandığı adresler sanal adreslerdir; işletim sistemi CPU'nun yardımıyla bunları fiziksel RAM'deki gerçek konumlara çevirir.

Bellek, yaygın olarak her biri 4 KB olan, sabit boyutlu sayfalar (page) denen parçalara bölünür. Her process için bir sayfa tablosu (page table), her sanal sayfanın gerçekte nerede yaşadığını kaydeder ve bellek yönetim birimi (MMU) denen bir donanım birimi her bellek erişiminde çeviriyi yapar. Bir sayfa o anda RAM'de değilse CPU bir sayfa hatası (page fault) yükseltir ve kernel onu yükler; bu sırada daha az kullanılan bir sayfayı takas alanı (swap space) ya da sayfa dosyası (page file) denen bir bölgede diske taşıyabilir.

Sanal belleği, bir kapıcının yönettiği bir binadaki daire numaralarına benzetin. Her kiracı yalnızca kendi daire numaralarını bilir; kapıcı ise eşyalarının hangi odalarda durduğuna dair özel bir harita tutar, hatta bazı kutular bina dışı bir depodadır. Bu tasarım process'leri birbirinden yalıtır, programların fiziksel olarak var olandan fazla bellek kullanmasına olanak tanır ve sistem kütüphaneleri gibi paylaşılan kodun bir kez yüklenip birçok process tarafından kullanılmasını sağlar.

Sanal bellek çoğu zaman sanal makine (virtual machine) ya da swap alanıyla karıştırılır. Sanal makine bütün bir bilgisayarı taklit eder; sanal bellek ise tek bir işletim sistemi içindeki bir adresleme düzenidir. Swap, sanal belleğin yalnızca bir parçasıdır ve ona ağır biçimde güvenmek (thrashing) sistemi çok yavaşlatır; çünkü diskler RAM'den çok daha yavaştır.