A MMU (Memory Management Unit) é um componente essencial dos sistemas computacionais modernos. Ela desempenha um papel crucial no gerenciamento da memória do sistema e na garantia de que os processos em execução no sistema tenham acesso aos recursos necessários para sua correta execução. A MMU fica entre a CPU e a memória, e sua principal função é traduzir os endereços virtuais usados pelos processos em endereços físicos usados pela memória do sistema.
A hierarquia de memória é usada para gerenciar a memória do sistema de forma eficiente. Esta hierarquia inclui a memória primária (RAM), a memória secundária (disco rígido) e a memória terciária (unidades de fita). A hierarquia foi concebida para garantir que os dados utilizados com mais frequência são armazenados na memória mais rápida, enquanto os dados utilizados com menos frequência são armazenados na memória mais lenta. Esta abordagem optimiza a utilização dos recursos de memória disponíveis, assegurando que o sistema funciona da forma mais eficiente possível.
A MMU é um componente de hardware responsável pela gestão do sistema de memória virtual. Quando um processo em execução no sistema solicita memória, a MMU traduz o endereço virtual utilizado pelo processo para um endereço físico na memória do sistema. Esse processo é chamado de tradução de endereço. A MMU faz isso usando uma tabela de páginas que mapeia endereços virtuais para endereços físicos.
Os métodos de gestão do espaço livre em disco incluem o particionamento do disco, a utilização de compressão de ficheiros e a implementação de quotas no sistema de ficheiros. O particionamento envolve a divisão do disco em secções separadas, cada uma com o seu sistema de ficheiros. A compressão de ficheiros é uma técnica que reduz o tamanho dos ficheiros, libertando espaço no disco. As quotas do sistema de ficheiros limitam a quantidade de espaço em disco que pode ser utilizada por utilizadores individuais ou grupos.
A memória virtual é uma técnica utilizada pelos sistemas operativos para dar a ilusão de que existe mais memória do que a fisicamente disponível. Permite que os processos utilizem mais memória do que a disponível na memória física, transferindo temporariamente dados da RAM para uma área reservada no disco rígido. Esta técnica permite que o sistema execute vários processos ao mesmo tempo, mesmo quando a memória física é limitada.
Em conclusão, a MMU desempenha um papel crucial na gestão da memória do sistema e na garantia de que os processos em execução no sistema têm acesso aos recursos de que necessitam para serem executados correctamente. Ao traduzir endereços virtuais em endereços físicos, a MMU permite que os processos utilizem a memória do sistema de forma eficiente. A hierarquia de memória foi concebida para optimizar a utilização dos recursos de memória disponíveis, enquanto a memória virtual permite que o sistema execute vários processos em simultâneo, mesmo quando a memória física é limitada. O gerenciamento eficaz do espaço livre em disco também é fundamental para garantir que o sistema seja executado com eficiência.
Um endereço físico é a localização física real dos dados na memória do computador, enquanto um endereço virtual é um endereço temporário usado por programas que é mapeado para um endereço físico pela unidade de gerenciamento de memória (MMU). A MMU permite que vários programas partilhem a mesma memória física sem interferirem uns com os outros, gerindo o mapeamento entre endereços virtuais e endereços físicos. Compreender a função da MMU é crucial para entender como os processos são executados num sistema de computador.
A memória virtual é uma técnica de gestão de memória em que o sistema operativo de um computador permite que um processo utilize mais memória do que a RAM física instalada no sistema. Isso é feito através da transferência temporária de dados da RAM para o disco rígido. Isto cria mais espaço na RAM para ser utilizado por outros processos, e os dados transferidos podem ser acedidos quando necessário. A memória virtual ajuda a evitar que um sistema fique sem memória e trave, e também permite que programas maiores sejam executados.
A hierarquia da Unidade de Gerenciamento de Memória (MMU) funciona dividindo a memória em páginas e mapeando essas páginas para quadros de memória física. A MMU mantém uma tabela de páginas que contém as informações de mapeamento para cada página. Quando um processo tenta aceder a uma localização de memória, a MMU verifica a tabela de páginas para encontrar a estrutura de memória física correspondente. Se a moldura não estiver na memória, a MMU dispara uma falha de página e o sistema operativo carrega a página em falta do disco para a memória. A MMU actualiza então a tabela de páginas para reflectir o novo mapeamento e tenta novamente o acesso à memória. Esse processo continua até que o processo seja concluído ou encerrado, e a MMU libera os quadros de memória alocados.