Diferencia entre memoria virtual y caché en OS

2019

La memoria es un dispositivo de hardware que se utiliza para almacenar la información de forma temporal o permanente. En este artículo, he discutido las diferencias entre la memoria virtual y la memoria caché. Una memoria caché es una memoria de alta velocidad que se utiliza para reducir el tiempo de acceso de los datos. Por otro lado, la memoria virtual no es exactamente una memoria física, es una técnica que extiende la capacidad de la memoria principal más allá de su límite.

La principal diferencia entre la memoria virtual y la memoria caché es que una memoria virtual le permite a un usuario ejecutar programas que son más grandes que la memoria principal, mientras que la memoria caché permite un acceso más rápido a los datos que se han utilizado recientemente. Discutiremos algunas diferencias más con la ayuda del cuadro de comparación que se muestra a continuación.

Gráfica comparativa

Bases para la comparación	Memoria virtual	Memoria en caché
BASIC	La memoria virtual amplía la capacidad de la memoria principal para el usuario.	La memoria caché acelera la velocidad de acceso a los datos de la CPU.
Naturaleza	La memoria virtual es técnica.	La memoria caché es una unidad de almacenamiento.
Función	La memoria virtual permite la ejecución del programa que es más grande que la memoria principal.	La memoria caché almacena las copias de los datos originales que se han utilizado recientemente.
Gestión de la memoria	La memoria virtual es administrada por el sistema operativo.	La memoria caché es totalmente gestionada por el hardware.
tamaño	La memoria virtual es mucho más grande que la memoria caché.	La memoria caché tiene un tamaño acotado.
Cartografía	La memoria virtual requiere estructuras de mapeo para asignar la dirección virtual a la dirección física.	No se requieren estructuras de mapeo como tales en una memoria caché.

Definición de memoria virtual

La memoria virtual no es exactamente la memoria física de una computadora, sino que es una técnica que permite la ejecución de un programa grande que puede no estar completamente ubicado en la memoria principal . Permite al programador ejecutar los programas más grandes que la memoria principal.

Ahora entendamos cómo funciona la memoria virtual? El programa tiene su dirección de memoria virtual que se divide en varias páginas . La memoria principal también se divide en una serie de páginas . Ahora, como podemos ver, la dirección virtual de un programa es más grande que la memoria principal disponible. Por lo tanto, el mapa de memoria se utiliza para asignar la dirección virtual a la memoria principal.

La página 0, 1, 2, se asigna en la memoria principal y la memoria principal se llena. Ahora, cuando la página 3 de la memoria virtual solicita espacio en la memoria principal, la página más antigua colocada, es decir, la página 0, se transfiere al disco duro y evacua el lugar para la página 3, en la memoria principal y el proceso continúa. En caso de que la página 0 vuelva a ser necesaria, la página más antigua colocada en ese momento se transfiere al disco duro y ocupa el lugar para la página 0.

Si los dos programas necesitan los mismos datos, colocados en la memoria principal, la unidad de mapeo de memoria permite que ambos programas compartan el mismo espacio de direcciones en la memoria principal donde se almacenan los datos compartidos . Esto hace que compartir archivos sea fácil.

Los beneficios de la memoria virtual son:

Los programas ya no están limitados por el límite de la memoria principal.
La memoria virtual aumenta el grado de multiprogramación.
Aumenta la utilización de la CPU.
La unidad menos de E / S requerirá cargar o intercambiar programas en la memoria.

Pero hay un inconveniente de la memoria virtual, colocar más páginas de un programa en el disco duro ralentizará el rendimiento, ya que el acceso a los datos desde el disco duro lleva más tiempo en comparación con el acceso a los datos desde la memoria principal.

Definición de memoria caché

A diferencia de la memoria virtual, Cache es un dispositivo de almacenamiento implementado en el propio procesador . Lleva las copias de los datos originales a los que se ha accedido recientemente. Los datos originales se pueden colocar en la memoria principal o en una memoria secundaria. La memoria caché acelera la velocidad de acceso de los datos, pero ¿cómo? Entendamos

Podemos decir que la velocidad de acceso de la CPU se limita a la velocidad de acceso de la memoria principal . Cada vez que un programa debe ser ejecutado por el procesador, lo obtiene de la memoria principal. Si ya existe una copia del programa en el caché implementado en el procesador. El proceso podría acceder a esos datos más rápido, lo que resultará en una ejecución más rápida.

Diferencias clave entre la memoria virtual y la memoria caché

La memoria virtual extiende la capacidad de la memoria principal virtualmente para el usuario. Sin embargo, la memoria caché hace que el acceso a los datos sea más rápido para la CPU.
La memoria caché es una unidad de almacenamiento de memoria , mientras que la memoria virtual es una técnica .
La memoria virtual permite las ejecuciones del programa que son más grandes que la memoria principal. Por otro lado, la memoria caché almacena las copias de los datos originales que se usaron recientemente.
La gestión de la memoria virtual se realiza mediante el sistema operativo . Por otro lado, la gestión de la memoria caché es realizada por el hardware .
La memoria virtual es mucho más grande que el tamaño de la memoria caché.
La técnica de memoria virtual requiere que las estructuras de asignación asignen la dirección virtual a la dirección física, mientras que la memoria caché no requiere ninguna estructura de asignación.

Conclusión:

La memoria virtual es una técnica para expandir la capacidad de la memoria principal virtualmente para los usuarios. La memoria caché es una unidad de almacenamiento que almacena los datos a los que se accedió recientemente, lo que permite a la CPU acceder a ella más rápido.