ئایا بیردۆزی Virtual Memory چییە؟!

ئایا Virtual Memory چییە؟!

بەناوی زیندووکەرەوە.

پێشەکی/ هەر وەک دیارە کە لەگەر بەرەوپێشچوونی تەکنەلۆژیا و فراوانبوونی سنووری بوارە جیاجیاکان بە دیاریکراوی (پڕۆگرامسازی – گرافیک دیزایین – مۆشن گرافیک) بەکارهێنەران و شارەزایانی هەر یەک لەم بوارە گشتگیرانە پێویستیان بە کۆمپیوتەری ئاست بەرز هەیە ، ئەمەش بەهۆی ئەوەی کە لەگەل بەرەوپێشچوونی تەکنەلۆژیا و فراوانبوونی سنووری هەر یەک لەم بوارە ناوبراوانە ئەو ئامراز و نەرمەواڵانەی کە تایبەتن بەم بوارانەش بەرەوپێشچوونێکی گەورەیان بەخۆیانەوە بینیوە کە هەر ئەمەش وای کردووە پێویستیان بە کۆمپیوتەری ئاست بەرز هەبێ و پشتگیری کۆمپیوتەری ئاست نزم نەکەن ، بەڵام زۆرکات بەشێک لە شارەزایانی ئەم بوارانە توانای کڕینی کۆمپیوتەرێکی وا پێشکەوتوویان نییە بۆ بەڕێکردنی کارەکانیان هەر بۆیەش داهێنەر و دکتۆراکانی بواری نەرمەکاڵا و ڕەقەکاڵا بیریان لە ڕێگەیەکی تر کردووە بۆ چارەسەرکردنی ئەم کێشەیە کە ئەمیش بەرهەمهێنانی بیردۆزی (بیرگەی کاتی خەیاڵێ – Virtual Memory) بوو کە لەلایەن فیزیازانێکی ئەڵمانیاوە بە ناوی فرێتز ڕوودۆوڵف گانچ (Fritz-Rudolf Güntsch) گەشەیپێدراوە لە زانکۆی تەکنیکی بەرلین (Technical Universty of Berlin | TUOB) لە ساڵی 1956 ، بەڵام وەک هەمیشە ئەم بیردۆزەش وەک ئەوانی تر وەک سەربازێکی ون ماوەتەوە لە نێو تەکنەلۆژیای کوردیدا و گرینگی پێنەدراوە ، بۆیە ئێمە وەک ماڵپەڕی تێک ئای ئامانجمانە لەم ڕاپۆرتەدا ئەم بیردۆزەتان پێ بناسێنین ، وەک هەمیشە نامەوێ چیتر لە کاتی خوێنەر بگرم بە درێژکردنەوەی ئەم پێشەکییە بۆیە بە ئاماژەکردن بەوەی کە “بۆ تێگەیشتن لەم ڕاپۆرتە پێویستە خوێنەر شارەزایی لە ڕەقەکاڵاکانی کۆمپیوتەر و شێوازی کارکردنیاندا هەبێ کە بێگومان ئەمەش زۆر ئاسانە گەر خوێنەری زنجیرە ڕەپۆرتەکانی پێشووی ماڵپەڕی تێک ئای بووبیت” کۆتایی بەم پێشەکییە دێنم.

بیرگەی خەیاڵی (Virtual Memory) بیتییە لە بیردۆزێک کە یارمەتی بیرگەی دووەم ئەیا کە بەشێک لە ئەرکەکانی بیرگەی کاتی (RAM) ڕاپەڕێنێت کە ئەمەش بە پشتبەستن بە هەردوو لایەنی (نەرمەکاڵا Software – ڕەقەکاڵا Hardware) ئەنجام ئەدرێ کە بەشێوەیەکی گشتی بیرگەی هەمیشەیی (HARD) کۆمپیوتەرەکان ئەکرێنە ئامانج کە لێرەدا لەڕێگەی ئەم بیردۆزەوە بەشێک لە بیرگەی هەمیشەیی کۆمپیوتەر جیائەکرێتەوە تاکو بە بەشێک لە ئەرکەکانی بیرگەی کاتی (RAM) هەڵسێ و بۆ ماوەیەکی کاتی بەشێک لە فرمان و زانیاریەکانی بیرگەی کاتی جێبەجێبکا ، ئەمەش لەکاتێکدا کە زۆربەی کۆمپیوتەرەکانی ئەم سەردەمە بیرگەی کاتی (RAM)ـــان لە 8GB زۆرتر نییە کە زۆربەی جار هۆکاری دارایی وامان لێ ئەکا توانای زیاترمان نەبێ بۆ کڕینی کۆمپیوتەرێکی ئاست بەرز هەر بۆیەش زۆربەی کۆمپیوتەرەکان ئێستا بیرگەی کاتی (RAM)ـــان لە 8GB تێپەڕ ناکا و هەروەها ئاشکراشە کە ئەو بڕە زۆر کەمە بۆ کەسێک کە ئیشی (گرافیک دیزایین و مۆشن گرافیک و پڕۆگرامینگ) ئەکەن ، ئەمەش بەهۆی ئەوەی کە ئەو نەرمەواڵایانەی کە بۆ ئەم کارانە بنیادنراون پشتگیری کۆمپیوتەری ئاست نزم ناکەن و زۆربەیان پێویستیان بە یەکەی چارەسەر (CPU) و بیرگەی کاتی (RAM) ێکی ئاست بەرز هەیە ، کە هەر ئەمەش وای کردووە کۆمپانیاکانی وەبەرهێنان چ لەلایەنی ڕەقەکاڵا (Hardware) خوود وەگەڕخەڕ (OS)ـــەوە بێت بە هەماهەنگی بیردۆزێکی وەک (بیرگەی خەیاڵی – Virtual Memory) بخەنە بەردەم بەکارهێنەرانی کۆمپیوتەر کە گرینگیەکی زۆری هەیە بۆ خێراترکردنی ئاستی ڕاپەڕاندنی کارەکان  بە کاتێکی کەم ، بەڵام پێویستە کە ئەوەش بزانین کە ئەم بیردۆزە ناتوانێ شوێنی بیرگەی کاتی (RAM) بگرێتەوە چونکە بە ڕادەیەکی زۆر هێواشتر لە بیرگەی کاتی کارەکان ئەنجام ئەیا و هەروەها گەر هاتوو وەگەڕخەڕ (OS) بە ڕادەیەکی زۆر زانیاریەکانی بیرگەی کاتی (RAM)ـــی هاوبەشی پێکرد لەگەڵ بیرگەی خەیاڵی (Virtual Memory) ئەوا کۆمپیوتەرەکە بە ڕادەیەکی زۆر خاو دەبێتەوە و هەتا زۆرجار (ئەوەستێ/شەکل ئەکا/جام ئەکا) کە بە ئینگلیزی بە (Trashing) ناودەبردرێ.

ئایا بیردۆزی (بیرگەی خەیاڵی – Virtual Memory) کەی گەشەیپێدرا؟!

 
هەر وەک ئەوەی ئاشکرایە کە بیرگەی کاتی (RAM) سنوردارە و لەگەڵ ئەمەشدا نرخەکەی زۆر گرانە و تا دەڕوا بەپێی پێشکەوتنی تەکنەلۆژیا و بڕاندە جیاوازەکان نرخەکەی گرانتر دەبێ ئەمەش وای لە گەشەپێدەرانی نەرمەکاڵا و ڕەقەکاڵا کرد بە هەماهەنگی بیردۆزی (بیرگەی خەیاڵی – Virtual Memory) بەرهەم بێنن کە بەشێوەیەکی گشت بۆ یەکەمجار لەلایەن فیزیازانێکی ئەڵمانیاوە بە ناوی فرێتز ڕوودۆوڵف گانچ (Fritz-Rudolf Güntsch) گەشەیپێدراوە لە زانکۆی تەکنیکی بەرلین (Technical Universty of Berlin | TUOB) لە ساڵی 1956.

ئایا ئەم بیردۆزە چۆن کار دەکا؟!

 
بۆ تێگەیشتن لە چۆنیەتی کارکردنی ئەم بیردۆزە پێویستە سەرەتا ئاشناییمان هەیە لە پڕۆسەی MMU و هەروەها پێویستە زانیاریمان لەسەر Physical Address و Logical Address هەبێ کە لە خوارەوە بەکورتی باسیان ئەکەین:

 
ئایا ناونیشانی فیزیکی Physical Address چییە؟!

 
ناونیشانی فیزیکی (Physical Address) بریتییە لە ناونیشانێک کە لەلایەن بیرگەی کاتی (RAM)ـــەوە بەرهەم دەهێندرێ کە یارمەتی دەستگەیشتن بە زانیاریەکان ئەیا لەنێوخۆیی بیرگەکەدا بەڵام بە شێوازێکی ڕاستەوخۆ نەرمەواڵەکان ناتوانن دەستیان بەم ناونیشانانە بگات بەڵکو پێویستە ناونیشانێکی لۆژیکی (Logical Address) بە ناونیشانە فیزیکیەکەوە بلکێندرێ بۆ ئەوەی پڕۆگرامەکان بتوانن دەستیان پێ بگات و بەکاری بهێنن کە ئەم پڕۆسەیەش لەلایەن پارچەیەک لە ڕەقەکاڵا کە ناودەبردرێ بە (MMU) کە کورتکراوەی (Memory Management Unit)ـــەوە بە ئەنجام ئەگەیێندرێ ، کە بەرپرسە لە گۆڕینی Logical Address بۆ Physical Address.

 
ئەی ناونیشانی لۆژیک (Logical Address) چییە؟!

 
ناونیشانی لۆژیکی (Logical Address) کە لەهەمانکاتدا ناسراوە بە ناونیشانی خەیاڵی (Virtual Address) بریتییە لە ناونیشانێک کە لەلایەن یەکەی چارەسەر (CPU)ـــەوە دروست دەکرێ لەو کاتەی کە نەرمەواڵەیەک دەست بە کار دەبێ ، ئەم ناونیشانە بەکاردەهێندرێ بۆ دەستگەیشتن بە ناونیشانی فیزیکی (Physical Address)  کە بە شێوەیەکی گشتی ئەم ناونیشانە لە 0 ــــەوە دەست پێ دەکاتا دەگاتە بەرزترین ژمارە و دوای بەرهەمهێنانی ناونیشانەکە لەگەڵ ناونیشانی بنچینەیی MMU یەکدەگرن بۆ پێکهێنانی ناونیشانە فیزیکیەکە و دەستگەیشتن پێی.
ئەم وێنەیەی خوارەوە زیاتر پڕۆسەکە ڕووندەکاتەوە:

هەنگاوی یەکەم: یەکەی چارەسەر (CPU) ناونیشانە لۆژیکیەکە بەرهەم دێنێت کە لەم وێنەیەی سەرەوەدا بریتییە لە 324.
هەنگاوی دووەم: MMU هەڵدەستێ بە دروستکردنی ناونیشانێکی تایبەت بەخۆی کە لەم وێنەیەی سەرەوەدا بریتییە لە 2000 ، کە لە Relocation Registerــدا پاشەکەوت کراوە.
هەنگاوی سێیەم: ناونیشانی بەرهەمهێنراوی Relocation Register کە بریتییە لە 2000 دەبەسترێتەوە بە ناونیشانی لۆژیکی یەکەی چارەسەر (CPU) کە بریتییە لە 324 بەم شێوەیە (2000+324) کە ئەنجامەکەی ئەکاتە 2324 کە پێی دەوترێ Physical Address و ئینجا ئەنێردرێ بۆ بیرگەی کاتی (RAM) بۆ دەستگەیشتن بە ناونیشانی سەرەکی نەرمەواڵە بۆ ئەوەی پەیوەندی دروست ببێ لەنێوان نەرمەواڵەکە و بتوانرێ زانیاری ئاڵوگۆڕبکا لەنێوان بیرگەی کاتی (RAM) و یەکەی چارەسەر (CPU).
تێبینی/ هەموو ئەم هەنگاوانە بە کاتێکی خەیاڵی زۆر کەم ئەنجام ئەدرێن و بەکارهێنەر هەستی پێ ناکات!!

 
ئەمەش واتا ئەگەر هاتوو کۆی قەبارەی زانیاریە گواستراوەکان لەنێوان نەرمەواڵە و بیرگەی کاتی (RAM) زیاتربوون لە قەبارەی دیاریکراوی بیرگەی کاتی (RAM) ئەوا زانیاریەکان دابەش ئەبنە سەر بیرگەی خەیاڵی Virtual Memory.

 
ئایا گرینگی بیرگەی کاتی خەیاڵی (Virtual Memory) چییە؟!

 
هەر وەک ئەوەی باسمان کرد کە ئەم جۆرە بیرگەیە هەرچەند زۆر بەنرخ و گرینگە و ڕۆڵێکی باش دەبینێ بۆ زۆرێک لە پڕۆسەکان بەڵام لەگەڵ ئەمەشدا ناگاتەوە بە هێزی بیرگەی کاتی (RAM) و بە شێوەیەکی خاوتر کاردەکا وەک لە (RAM) و گرینگترین خاڵەکانیش بۆ بەکارهێنانی بیرگەی کاتی خەیاڵی (Virtual Memory) بریتیین لەم خاڵانەی خوارەوە:

 
• توانای بەئەنجامگەیاندنی کاری چەند نەرمەواڵەیەکی هەیە لە یەک کاتدا.
• یارمەتی کارکردنی چەند نەرمەواڵەیەکی قورس ئەدا بۆ ئەوەی لەهەمان کاتدا کاربکەن.
• بەم بیردۆزە پێویستیمان بە کڕینی ڕامێکی ئاست بەرز نابێت.
• پێویستی بە هیچ پارچەیەکی دەرەکی نییە.

وێڕای ئەوەی کە Virtual Memroy چەندان گرینگی خۆی هەیە کە تاکو ئێستاش جێی خۆی لەنێو تەکنەلۆژیادا کردۆتەوە ، بەڵام لە هەمان کاتدا خاڵی لاوازیشی هەیە کە جیای ئەکاتەوە لەگەڵ بیرگەی کاتی (RAM) کە ئەم خاڵانەی خوارەوە بەشێکن لەم لاوازیانە:

 
• ئەو نەرمەواڵانەی کە لەسەر ئەم بیرگەیە دابەش بوون بەشێوەیەکی خاوتر کاردەکەن وەک لەوانەی کە لەسەر بیرگەی کاتی (RAM) کاردەکەن.
• پێویستی بە ڕەقەکاڵای ئاست بەرز هەیە بۆ گۆڕینەوەی ناونیشان (Address Translation).
• ئەگەر زانیاری زاتر لەسەر Virtual Memory دابەشکرا لەو قەبارەیەی کە پێیدراوە و لەهەمانکاتدا لە بیرگەی کاتی (RAM) هیچ شوێنێک نەبوو تاکو ئەو زانیاریانە بگوازێتەوە سەر بیرگەی کاتی (RAM) ئەوا کۆمپیوتەرەکە شەکل ئەکا واتە (Trashing) ڕوو ئەدا.
• لەوانەیە کاتێکی زۆری بوێ بۆ گواستنەوەی نەرمەواڵەکان لە Virtual Memroy ـــەوە بۆ بیرگەی کاتی (RAM).

جیاوازیەکی کورت لە نێوان بیرگەی کاتی (RAM) و بیرگەی کاتی خەیاڵی (Virtual Memory)

هەموو ماڵپەر و دەزگایەكی ڕاگەیاندن ئازادە لە بڵاو كردنەوەی بابەتەكانی ماڵپەری تێك ئای، بەمەرجێك ئاماژەی بە سەرچاوەكە بكات