අතථ්‍ය මතකය ( Virtual Memory): විස්තීර්ණ දළ විශ්ලේෂණයක්

අතථ්‍ය මතකය යනු නවීන පරිගණක පද්ධතිවල මූලික සංකල්පයක් වන අතර එය පරිගණකයක මතක සම්පත් කාර්යක්ෂමව කළමනාකරණය කිරීමේදී ප්‍රධාන කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. එය භෞතික RAM (සසම්භාවී ප්‍රවේශ මතකය) සීමිත වූ විට පවා බහු ක්‍රියාවලි සමගාමීව ක්‍රියාත්මක කිරීමට හැකි වන පරිදි මෙහෙයුම් පද්ධතිවල තීරණාත්මක අංගයකි. මෙම ලිපිය අතථ්‍ය මතකයේ ගැඹුරට ගොස් එය කුමක්ද, එය ක්‍රියා කරන ආකාරය, එහි ප්‍රතිලාභ, අවාසි සහ සමකාලීන පරිගණකකරණයේ එහි වැදගත්කම පැහැදිලි කරයි.

අතථ්‍ය මතකය අවබෝධ කර ගැනීම

Virtual Memory යනු කුමක්ද?

අතථ්‍ය මතකය යනු පරිගණකයේ භෞතිකව ස්ථාපනය කර ඇති ප්‍රමාණයට වඩා විශාල එක ළඟ සහ පවතින මතක ප්‍රමාණය පිළිබඳ මිත්‍යාව සැපයීම සඳහා මෙහෙයුම් පද්ධති විසින් භාවිතා කරන මතක කළමනාකරණ ක්‍රමයකි. සාරාංශයක් ලෙස, එය පරිගණකයක මතකය ඇත්තට වඩා විශාල යැයි මිථ්‍යාවක් නිර්මාණය කිරීමට RAM සහ තැටි ගබඩා කිරීමේ සංයෝජනයක් භාවිතා කරයි.

අතථ්‍ය මතකයේ අවශ්‍යතාවය

අතථ්‍ය මතකය සඳහා වන මූලික අභිප්‍රේරණය වන්නේ බහු කාර්ය සහ කාර්යක්ෂම මතක වෙන් කිරීම සක්‍රීය කිරීමයි. අතථ්‍ය මතකය නොමැතිව, සෑම ක්‍රියාත්මක වන වැඩසටහනක්ම සීමිත භෞතික RAM වලට සම්පූර්ණයෙන්ම ගැලපීමට අවශ්‍ය වේ. නවීන මෘදුකාංග යෙදුම් ඉතා මතක ශක්තියක් විය හැකි බැවින්, මෙම සීමාව බහු කාර්යයන් සඳහා පරිගණකයේ හැකියාව දැඩි ලෙස සීමා කරනු ඇත. අතථ්‍ය මතකය පරිගණකයකට පවතින භෞතික RAM ප්‍රමාණයට වඩා විශාල වැඩසටහන් ක්‍රියාත්මක කිරීමට ඉඩ සලසයි.

අතථ්‍ය මතකය ක්‍රියා කරන ආකාරය

මතක ධුරාවලිය

අතථ්‍ය මතකය ක්‍රියා කරන ආකාරය ගැන කිමිදීමට පෙර, පරිගණකයක මතක ධුරාවලිය තේරුම් ගැනීම වැදගත් වේ:

රෙජිස්ටර්: මේවා CPU තුළ පවතින කුඩාම සහ වේගවත්ම මතක ස්ථාන වේ. CPU දැනට සකසන දත්ත ඔවුන් ගබඩා කරයි.

Cache: රෙජිස්ටර් වලට වඩා තරමක් විශාල සහ මන්දගාමී, CPU මෙහෙයුම් කඩිනම් කිරීම සඳහා නිතර භාවිතා කරන දත්ත සහ උපදෙස් ගබඩා කරයි.

RAM (Physical Memory): පරිගණකයක ප්‍රධාන මතකය මෙයයි. එය තැටි ගබඩාවට වඩා වේගවත් නමුත් හැඹිලි සහ රෙජිස්ටර් වලට වඩා මන්දගාමී වේ. එය ක්‍රියාත්මක වන වැඩසටහන් මගින් සක්‍රියව භාවිතා කරන දත්ත සහ උපදෙස් ගබඩා කරයි.

අතථ්‍ය මතකය (තැටි ගබඩාව): මෙය මන්දගාමී නමුත් විශාලතම ගබඩා විකල්පයයි. එය RAM අවසන් වූ විට භාවිතා වන අතර භෞතික මතකයේ දැනට අවශ්‍ය නොවන දත්ත රඳවා තබා ගනී.

පිටු පදනම් වූ අතථ්‍ය මතකය

අතථ්‍ය මතකය පේජිං ලෙස හඳුන්වන ක්‍රමයක් භාවිතා කරයි. පිටුකරණයේදී භෞතික RAM එක පිටු ලෙස හැඳින්වෙන ස්ථාවර ප්‍රමාණයේ කුට්ටිවලට බෙදා ඇති අතර ද්විතියික ආචයනය (සාමාන්‍යයෙන් දෘඪ තැටියක් හෝ SSD) එකම ප්‍රමාණයේ කොටස්වලට බෙදා ඇත, එය පිටු රාමු ලෙස හැඳින්වේ. පරිගණකයේ ක්‍රියාත්මක වන සෑම ක්‍රියාවලියකටම එහි අතථ්‍ය ලිපින අවකාශය ඇත, එය පිටු වලට බෙදා ඇත. කිසියම් ක්‍රියාවලියක් යම් පිටුවකින් දත්ත ඉල්ලා සිටින විට, මෙහෙයුම් පද්ධතිය විසින් අවශ්‍ය පිටුව ද්විතියික ගබඩාවෙන් RAM හි ඇති පිටු රාමුවකට ලබා ගනී.

පිටු වගුව

භෞතික ලිපින වෙත අතථ්‍ය ලිපින මෙම සිතියම්ගත කිරීම පහසු කිරීම සඳහා, සෑම ක්‍රියාවලියකටම පිටු වගුවක් ලෙස හැඳින්වෙන සම්බන්ධිත දත්ත ව්‍යුහයක් ඇත. පිටු වගුවේ අතථ්‍ය පිටු අංක භෞතික පිටු රාමු අංක වෙත සිතියම්ගත කරන ඇතුළත් කිරීම් අඩංගු වේ. ක්‍රියාවලියක් අතථ්‍ය ලිපිනයක් යොමු කරන විට, CPU, මෙහෙයුම් පද්ධතිය සමඟ, අදාළ භෞතික ලිපිනය තීරණය කිරීමට පිටු වගුව භාවිතා කරයි.

පිටු දෝෂ

ක්‍රියාවලියක් දැනට භෞතික මතකයේ නොමැති පිටුවකට ප්‍රවේශ වීමට උත්සාහ කරන විට පිටු දෝෂයක් ඇතිවේ. මෙය සිදු වූ විට, මෙහෙයුම් පද්ධතිය තවදුරටත් අවශ්‍ය නොවන පිටුවක් මාරු කර, අවශ්‍ය පිටුව සඳහා පිටු රාමුවක් නිදහස් කරයි. මෙම ක්‍රියාවලිය ධාවන වැඩසටහනට විනිවිද පෙනෙන අතර, පිටුව මතකයට පැටවීමෙන් පසුව ක්‍රියාත්මක කිරීම දිගටම සිදුවේ.

අතථ්‍ය මතකයේ ප්‍රතිලාභ

1. මතකය කාර්යක්ෂමව භාවිතා කිරීම: අතථ්‍ය මතකය බහු ක්‍රියාවලීන්ට භෞතික මතකය කාර්යක්ෂමව බෙදා ගැනීමට ඉඩ සලසයි, පවතින RAM ප්‍රයෝජනය උපරිම කරයි.

2. ක්‍රියාවලි හුදකලා කිරීම: සෑම ක්‍රියාවලියක්ම එහි හුදකලා අථත්‍ය ලිපින අවකාශය තුළ ක්‍රියාත්මක වන අතර, එක් ක්‍රියාවලියක් තවත් ක්‍රියාවලියක මතකයට ප්‍රවේශ වීම හෝ දූෂිත වීම වළක්වයි.

3. සරල කළ මතක කළමනාකරණය: එය ඒකාකාර ලිපින ඉඩක් ලබා දීමෙන් මෙහෙයුම් පද්ධතියට සහ ක්‍රමලේඛකයින් සඳහා මතක කළමනාකරණය සරල කරයි.

4. විශාල මතක සහය: භෞතික RAM මඟින් සැපයිය හැකි ප්‍රමාණයට වඩා වැඩි මතකයක් අවශ්‍ය වන වැඩසටහන් ක්‍රියාත්මක කිරීමට එය පරිගණකවලට හැකියාව ලබා දෙයි.

5. වැඩිදියුණු කළ බහු කාර්ය: භෞතික මතකය තුළ සහ ඉන් පිටත ක්‍රියාවලි වේගයෙන් මාරු කිරීමට ඉඩ දීමෙන් අතථ්‍ය මතකය බහු කාර්යයන් සඳහා පහසුකම් සපයයි.

අවාසි සහ සලකා බැලීම්

අතථ්‍ය මතකය බොහෝ වාසි ලබා දෙන අතර, එයට යම් අවාසි සහ සලකා බැලීම් ද ඇත:

1. කාර්ය සාධන උඩිස්: RAM සහ තැටි ආචයනය අතර දත්ත චලනය කිරීම RAM වෙතින් සෘජුවම දත්ත වෙත ප්‍රවේශ වීමට වඩා මන්දගාමී වන බැවින් Paging මඟින් කාර්ය සාධන පොදු කාර්ය සාධනය හඳුන්වා දිය හැක.

2. පිටු ප්‍රතිස්ථාපන ඇල්ගොරිතම: කාර්ය සාධනය පිරිහීම අවම කිරීම සඳහා කාර්යක්ෂම පිටු ප්‍රතිස්ථාපන ඇල්ගොරිතම ඉතා වැදගත් වේ. දුර්වල ලෙස තෝරාගත් ඇල්ගොරිතම මගින් අධික තැටි ක්‍රියාකාරිත්වයට හේතු විය හැක, එය තෙරපීම ලෙස හැඳින්වේ.

3. තැටි අවකාශය භාවිතය: අතථ්‍ය මතකය තැටි ඉඩ පරිභෝජනය කරයි, එහි කොටසක් පිටු ගොනු සඳහා වෙන් කර ඇත.

4. ප්‍රමාදය: තැටි ගබඩාවෙන් දත්ත වෙත ප්‍රවේශ වීම RAM වලින් ප්‍රවේශ වීමට වඩා විශාලත්වයේ අනුපිළිවෙල මන්දගාමී වේ, පිටු ප්‍රමාදයට තුඩු දෙයි ඇතුලට හා පිටතට මාරු කළ යුතුය.

5. SSD එදිරිව HDD: ද්විතියික ආචයනය තේරීම (SSD එදිරිව HDD) අතථ්‍ය මතක ක්‍රියාකාරිත්වයට සැලකිය යුතු ලෙස බලපෑ හැකිය, SSDs වේගවත් පිටු ලබා ගැනීමේ වේලාවන් ලබා දෙයි.

නවීන පරිගණකකරණයේ වැදගත්කම

අතථ්‍ය මතකය හේතු කිහිපයක් නිසා නවීන පරිගණකකරණයේ අත්‍යවශ්‍ය අංගයකි:

1. සම්පත් වෙන් කිරීම: පවතින භෞතික මතකය කාර්යක්ෂමව භාවිතා කරමින්, ක්‍රියාවලි සඳහා මතක සම්පත් නම්‍යශීලීව වෙන් කිරීමට එය ඉඩ සලසයි.

2. ක්‍රමලේඛ ගැළපුම: අතථ්‍ය මතකය භෞතික මතකයේ සීමාවන් සැලකිල්ලට නොගෙන සංවර්ධනය කර ඇති පැරණි යෙදුම් සමඟ ගැළපීම සහතික කරයි.

3. බහු කාර්ය: මතකය අවසන් නොවී එකවර වැඩසටහන් කිහිපයක් ක්‍රියාත්මක කිරීමේ හැකියාව සමකාලීන පරිගණක පරිසරය තුළ ඉතා වැදගත් වේ.

4. ස්ථායිතාව: එක් වැරදි ක්‍රියාදාමයක් සම්පූර්ණ පද්ධතියම බිඳවැටීම වැළැක්වීම මගින් පද්ධතියේ ස්ථායිතාව පවත්වා ගැනීමට එය උපකාරී වේ.

අතථ්‍ය මතකය යනු නවීන පරිගණක පද්ධතිවල සුමට ක්‍රියාකාරිත්වයට යටින් පවතින මූලික හා සංකීර්ණ සංකල්පයකි. එය බහුල මතකයේ මිත්‍යාව සපයයි, බහු කාර්යයන්, කාර්යක්ෂම මතක කළමනාකරණය සහ වැඩසටහන් ගැළපුම සක්‍රීය කරයි. එය යම් කාර්ය සාධනයක් සහ සලකා බැලීම් සමඟ එන අතර, එහි ප්‍රතිලාභ එහි අවාසි වලට වඩා බොහෝ සෙයින් වැඩි වන අතර එය සමකාලීන පරිගණකකරණයේ අනිවාර්ය අංගයක් බවට පත් කරයි. පවතින සම්පත් වලින් උපරිම ප්‍රයෝජන ගැනීමට සහ පද්ධති ස්ථායිතාව සහතික කිරීමට පරිගණක පරිශීලකයින්ට සහ මෘදුකාංග සංවර්ධකයින්ට අතථ්‍ය මතකය ක්‍රියා කරන ආකාරය අවබෝධ කර ගැනීම ඉතා වැදගත් වේ.

.... ප්‍රසන්න විජයසිංහ..