「メモリのページング方式管理と断片化」をシミュレーターで体感してみよう！

2022-02-23　

今回はコンピューターでのメモリの管理の仕方の基礎を解説していきます！

コンピューターは「有限のメモリ」を「複数のタスク(アプリ)」に配分する処理をしている

コンピューターやスマホのメモリはもちろん有限で、保存できるサイズが決まっています。
それに対して、コンピューターでは複数のタスクが動きます。そのメモリ領域をどう分配するかが「メモリ管理」になります！

メモリは有限しかないので、自由にタスク(アプリ)に使わせると、めちゃくちゃな状態になります。
そのため、コンピューターのOSでは「ページング方式＝最小の区画を決めて管理する方式」をとります。

その例が↓のようなものです。アルファベットはタスク(アプリ)の種類を指します。メモリを一定の区画ごとにわけて、各区画をどのタスク(アプリ)が使うのか決める形になります。

このようにすると、ページという大きな区画単位で誰が使っているか管理できるので、楽に管理できるようになるんです！ちなみに、windowsでは1ページ=4KBで管理しています。

また、当たり前ですが、同じ領域を二つのタスク(アプリ)が同時に使うなどないように管理/調整してるのです！

POINTOSはページという大きな区画単位で、どのタスク(アプリ)がメモリを使っているかを管理する

ページには番地(アドレス)がつけられて管理されます。
今回は↓のように左上が一番先頭で、右にいくほど番地が大きくなっていくように図で表しています。
（タスクMは途切れているように見えますが、1行目最後と2行目最初はつながってると見てください）

最初は↑のように順番に配置されているのです。各タスク(アプリ)の領域は連続になっていますよね。ただ、タスク(アプリ)は消えたり、稼働開始したりするので、↓のように段々と穴あき状態になっていきます。

そして、空いている領域に新しく稼働するを配置していくと、、、↓のように断片化していきます。

このように、普通に管理していると、自然と各タスク(アプリ)の領域は非連続になり、断片化してしまうというんです！

POINTコンピューターはタスク(アプリ)の各領域が断片化することを前提に管理しないといけない！

実際にタスク(アプリ)がメモリの領域をとっていく状況を見てみましょう！

シミュレーターの説明

コンピューターは↓のようにページという区画で管理します。

この管理の上でタスク(アプリ)が起動停止を繰り返していると、、、↓のような断片化が起こります。

このような断片化がおこるため、このままだと「タスク(アプリ)がメモリが断片化して、連続でないことを意識しないといけない」ことになります！

それを解決するのが、次のページで解説する「仮想アドレス方式」になります！
　

「メモリのページング方式管理と断片化」まとめ

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1．メモリのページング方式管理と断片化(本記事)