Virtual yaddaş (ing. Virtual Memory) kompüter sistemlərinin işləmə prosesində istifadə olunan çox mühüm anlayışlardan biridir. Bu anlayış fiziki yaddaşın (RAM – Random Access Memory) məhdudiyyətlərini aşmaq və daha çox proqramın eyni anda işləməsini təmin etmək məqsədilə yaradılmışdır. Virtual yaddaş əməliyyat sisteminin və prosessorun birgə işlədiyi texnologiyadır və proqramların RAM-ın həcmini aşmasına imkan verir.

Əsas Məqsəd Nədir?

Virtual yaddaşın əsas məqsədi fiziki yaddaşın həcmini süni şəkildə artırmaqdır. Bu o deməkdir ki, kompüterdə işləyən proqramlar, əslində fiziki RAM-dan çox yaddaş tələb etsə belə, əməliyyat sistemi onları sanki yetərli RAM varmış kimi idarə edə bilir. Beləliklə, istifadəçi daha böyük və çoxlu proqramları eyni vaxtda problemsiz işlədə bilir.

Necə işləyir?

Virtual yaddaşın işləmə prinsipi sadə, lakin texniki baxımdan mürəkkəbdir. Əsas ideya budur: kompüterdə işləyən proqramlar, yaddaş ünvanlarını "virtual" şəkildə istifadə edir. Bu ünvanlar fiziki RAM-ın deyil, sabit diskdə (hard disk) yaradılmış xüsusi bir hissənin – səhifə faylının (page file) və ya swap faylının ünvanlarıdır.

Əməliyyat sistemi aşağıdakı addımlarla virtual yaddaşı idarə edir:

1. Səhifələmə (Paging) – Yaddaş bloklara (səhifələrə) bölünür. Hər səhifə həm fiziki RAM-da, həm də sabit diskdə yerləşə bilər.
2. Səhifə cədvəli (Page Table) – Əməliyyat sistemi hər bir proses üçün səhifə cədvəli saxlayır. Bu cədvəl vasitəsilə virtual ünvan fiziki ünvana çevrilir.
3. Yaddaş çatışmazlığı (Page Fault) – Əgər proqramın lazım olan səhifəsi hal-hazırda RAM-da yoxdursa, əməliyyat sistemi onu sabit diskdən RAM-a köçürür. Bu zaman müəyyən gecikmə baş verir.
4. Swap – RAM dolu olduğu halda, istifadə olunmayan səhifələr sabit diskə köçürülür və boş yer yaranır. Bu prosesə “swap” deyilir.

Faydaları

1. RAM-ın səmərəli istifadəsi: Aktiv istifadə olunmayan proqram hissələri sabit diskə ötürülərək RAM-da yer boşaldılır.
2. Çoxlu proqram dəstəyi: Eyni vaxtda çox sayda proqram işlətmək imkanı verir.
3. Yaddaşdan izolyasiya: Hər proqram öz "virtual" yaddaş sahəsinə malikdir. Bu, proqramlar arasında toqquşmanın və səhvlərin qarşısını alır.
4. Təhlükəsizlik və sabitlik: Proqramlar bir-birinin yaddaşına təsir edə bilmədiyi üçün sistem daha stabil olur.

Dezavantajları

1. Sürət azalması: Sabit diskin oxuma/yazma sürəti RAM-dan qat-qat aşağıdır. Virtual yaddaş çox istifadə olunarsa, kompüter yavaşlaya bilər.
2. Səhifələmə gecikməsi: "Page fault" hadisəsi zamanı əməliyyat sistemi səhifəni RAM-a gətirənədək proqram gözləməlidir.
3. Sabit diskə yük: Tez-tez swap etmək sabit diskə əlavə yük salır və onun ömrünü azalda bilər.

Real Həyatdan Analogiya

Təsəvvür edin ki, sizin masanız (RAM) çox kiçikdir və siz eyni anda bir neçə kitab üzərində işləmək istəyirsiniz. Masaya yalnız 2-3 kitab yerləşir. Digər kitabları isə rəfdə (sabit disk) saxlayırsınız. Əgər yeni kitab lazım olarsa, birini masadan götürüb rəfə qoyursunuz və yenisini gətirirsiniz. Bu işləri sizə köməkçi bir şəxs (əməliyyat sistemi) yerinə yetirir. Bu da virtual yaddaşın məntiqidir.

Virtual Yaddaş və Müasir Əməliyyat Sistemləri

Windows, macOS, Linux və digər müasir əməliyyat sistemləri virtual yaddaş texnologiyasını dəstəkləyir. Məsələn:

• Windows-da: Virtual yaddaş avtomatik olaraq idarə olunur və istifadəçi “pagefile.sys” faylı vasitəsilə bu sahəyə nəzarət edə bilər.
• Linux-da: “swap partition” və ya “swap file” yaradılır.
• macOS-da: Swap prosesi avtomatik idarə olunur və istifadəçiyə gizli saxlanılır.

Virtual Yaddaşın Tənzimlənməsi

İstifadəçilər virtual yaddaşın ölçüsünü müəyyən hallarda əl ilə təyin edə bilərlər. Bununla belə, əməliyyat sisteminin avtomatik idarə etməsi adətən daha sabit nəticə verir. Tənzimləmə zamanı aşağıdakılar nəzərə alınmalıdır:

• Sabit diskin boş sahəsi kifayət qədər olmalıdır.
• Yaddaş çox istifadə olunursa, fiziki RAM artırılması daha yaxşı nəticə verər.
• SSD istifadə olunursa, virtual yaddaşın sürəti daha yüksək olar.

Nəticə

Virtual yaddaş kompüter texnologiyasının əsas sütunlarından biridir və xüsusilə RAM-ı məhdud olan sistemlər üçün əvəzsizdir. Bu texnologiya sayəsində kompüterlər daha çox proqramı eyni vaxtda işlədə bilir, əməliyyat sistemləri daha stabil olur və proqramlar arasında təhlükəsizlik divarı formalaşır. Əlbəttə, virtual yaddaş heç zaman RAM-ın əvəzi deyil, lakin onu tamamlayan və səmərəli işləməyə imkan yaradan vacib bir mexanizmdir.