La mémoire virtuelle est la capacité d’un système informatique à utiliser des périphériques de stockage secondaires tels que des disques durs ou des lecteurs à semi-conducteurs comme une extension de sa mémoire primaire (RAM). Il s’agit d’une fonction qui permet à un ordinateur de compenser les insuffisances de la mémoire physique disponible en transférant temporairement des données de la mémoire vive vers le disque dur. Cette zone de stockage temporaire sur le disque dur est appelée fichier de pagination ou fichier d’échange.
Le rôle de la mémoire virtuelle est de permettre à un ordinateur d’exécuter simultanément plus d’applications que la mémoire physique ne le permettrait normalement. Lorsque la mémoire vive est saturée, le système d’exploitation de l’ordinateur peut transférer une partie des données vers le fichier de pagination afin de libérer de l’espace pour d’autres applications. Une fois que les données sont à nouveau nécessaires, elles sont replacées dans la mémoire vive et le processus se poursuit. Ce processus se déroule automatiquement et est transparent pour l’utilisateur.
Pour vider la mémoire virtuelle d’un ordinateur, il suffit de redémarrer l’ordinateur. Cela efface le contenu du fichier de pagination et recharge le système d’exploitation et toutes les applications. Toutefois, le redémarrage de l’ordinateur n’est pas toujours une solution idéale, surtout si l’utilisateur a des données non sauvegardées sur ses applications. Dans ce cas, il est possible d’effacer manuellement la mémoire virtuelle en désactivant le fichier de pagination, en redémarrant l’ordinateur, puis en réactivant le fichier de pagination.
L’unité de gestion de la mémoire (MMU) est un circuit du processeur qui gère la mémoire virtuelle. Elle traduit les adresses virtuelles utilisées par les applications en adresses physiques dans la RAM ou le fichier de pagination. L’unité de gestion de la mémoire veille à ce que chaque application dispose de son propre espace d’adressage virtuel et qu’elle ne puisse pas accéder à l’espace mémoire d’autres applications. Cette fonction est essentielle pour la stabilité et la sécurité du système d’exploitation.
La taille de la mémoire virtuelle peut être ajustée en fonction des besoins de l’utilisateur. L’augmentation de la taille de la mémoire virtuelle peut améliorer les performances de l’ordinateur en permettant à un plus grand nombre d’applications de fonctionner simultanément. En revanche, réduire la taille de la mémoire virtuelle permet de libérer de l’espace sur le disque dur. Le réglage de la taille de la mémoire virtuelle s’effectue par le biais des paramètres de l’ordinateur ou du panneau de configuration.
La principale différence entre la mémoire vive et la mémoire virtuelle est que la mémoire vive est une mémoire physique, tandis que la mémoire virtuelle est un stockage temporaire sur le disque dur. La RAM est plus rapide que la mémoire virtuelle, ce qui la rend idéale pour l’exécution d’applications nécessitant un accès rapide aux données. La mémoire virtuelle, en revanche, est plus lente que la RAM, ce qui peut entraîner des problèmes de performance si l’ordinateur en dépend fortement.
Pour calculer l’adresse physique, il faut connaître l’adresse virtuelle et l’état actuel de la table des pages. La table des pages est une structure de données qui établit une correspondance entre les adresses virtuelles et les adresses physiques. Le MMU utilise la table des pages pour traduire les adresses virtuelles utilisées par les applications en adresses physiques dans la RAM ou le fichier de pagination. La table des pages est mise à jour régulièrement pour garantir que l’adresse physique correcte est utilisée pour chaque adresse virtuelle.
Pour convertir une adresse logique en adresse physique, le système d’exploitation utilise une table des pages. La table des pages contient des informations sur chaque page, y compris l’adresse physique où la page est stockée en mémoire. L’adresse logique est divisée en deux parties : le numéro de page et le décalage. Le numéro de page est utilisé pour rechercher l’adresse physique correspondante dans la table des pages, et le décalage est ajouté à l’adresse physique pour déterminer l’adresse physique finale.