Mikä on sivutaulukko tietokoneen käyttöjärjestelmissä?

Useimmissa tietokoneissa on kaksi muistimuotoa, virtuaalimuisti ja fyysinen muisti. Virtuaalimuisti, kuten nimestä voi päätellä, on vain rakenne, joka sallii ohjelman toimia ikään kuin kaikki sen suorittamiseen tarvittavat tiedot olisi tallennettu samaan paikkaan. Jokainen virtuaalimuistiin tallennettu tieto vastaa fyysistä muistiosoitetta. Sivutaulukko on tietorakenne, jota tietokoneen käyttöjärjestelmä käyttää virtuaalimuistin ja fyysisen muistin välisten yhteyksien seuraamiseen. Virtuaalimuistin ja fyysisen muistin välistä korrelaatioprosessia kutsutaan kartoittamiseksi.

Käsite siitä, miten sivutaulukko järjestää kahdenlaisia ​​muistia, ymmärretään parhaiten tutun esimerkin avulla. Kun tietokoneen käyttäjä luo soittolistan mediasoitinohjelmassa, hän voi ottaa kappaleita useista tietokoneen eri tiedostoista. Fyysisiä tiedostoja ei siirretä, mutta ohjelma tietää, minne mennä, jotta jokainen kappale voidaan käyttää vuorotellen.

Soittolista on kuin virtuaalimuisti. Se on jatkuva tietolohko, johon ohjelma pääsee helposti käsiksi. Yksittäiset tiedostot, joissa on yksittäisiä kappaleita, ovat kuin fyysinen muisti. Ne on tallennettu moniin eri paikkoihin tietokoneella. Fyysinen muisti tallennetaan sivutaulukkoon.

Tietokoneen laitteisto vastaanottaa pyyntöjä virtuaalimuistista ja etsii sitten sivutaulukosta tietojen fyysisen muistipaikan. Tätä laitteistoa kutsutaan joko muistinhallintayksiköksi (MMU) tai dynaamisen osoitteen kääntämisyksiköksi (DAT). Jotta tietojen saanti tapahtuisi mahdollisimman nopeasti, MMU tallentaa rajallisen määrän usein käytettyjä karttoja taulukkoon, jota kutsutaan käännösnäkymäpuskuriksi. Verkkoselaimen suosikit -välilehden tapaan toimiva käännösnäkymäpuskuri mahdollistaa tietokoneen siirtymisen nopeasti usein käytettyyn muistipaikkaan.

Jos kyseinen osoite ei ole se, jota tietokone pyytää usein, MMU pääsee suoraan sivutaulukkoon. Se skannaa taulukon läpi, kunnes löytää kyseisen osoitteen. Sitten se palauttaa osoitteen käännösnäkymäpuskuriin, josta ohjelma voi käyttää tietoja.

Joskus tietokone ei löydä osoitetta sivutaulukosta. Tämä voi tapahtua, jos virtuaalimuistin ja fyysisen muistin välillä ei ole karttaa. Tässä tapauksessa käyttöjärjestelmä lähettää ohjelmalle viestin, joka kehottaa sammuttamaan sen. Haku voi epäonnistua myös, jos fyysinen tiedosto on siirretty, esimerkiksi jos se on asetettu varmuuskopiolevylle ja poistettu järjestelmästä.