メモリ管理ユニット(MMU)とは？コンピュータシステムの基本概念をわかりやすく解説
MMUとは？
メモリ管理ユニット(MMU)とは、コンピュータにおいてメモリアクセスを管理するための回路である。MMUの主な役割は、仮想アドレス空間と物理アドレス空間をマッピングし、プログラムが使用する仮想メモリアドレスを物理メモリアドレスに変換することである。つまり、MMUはプログラムが使用するメモリを物理メモリに割り当て、保護するための機能を担う。
MMUの機能
MMUには以下のような機能がある。
- 仮想アドレス空間と物理アドレス空間のマッピング
- ページング
- セグメンテーション
- アクセス権限の管理
仮想アドレス空間と物理アドレス空間のマッピングとは、プログラムがアクセスする仮想メモリアドレスを物理メモリアドレスに変換することである。ページングは、メモリをページと呼ばれる固定サイズのブロックに分割して、仮想アドレス空間と物理アドレス空間をマッピングする方法である。セグメンテーションは、メモリを複数のセグメントに分割して、仮想アドレス空間と物理アドレス空間をマッピングする方法である。アクセス権限の管理は、メモリにアクセスできるプログラムの権限を制限することである。
MMUの重要性
MMUは、プログラムが使用するメモリを正しく管理し、保護するために重要な役割を果たしている。また、仮想アドレス空間を使用することで、各プログラムが独立したメモリ空間を使えるため、プログラムの安定性やセキュリティの向上につながる。さらに、ページングやセグメンテーションを使用することで、物理メモリの効率的な使用が可能になる。これにより、複数のプログラムを同時に実行する場合でも、物理メモリの使用量を最適化することができる。
まとめ
MMUは、コンピュータにおいてメモリアクセスを管理するための回路であり、仮想アドレス空間と物理アドレス空間をマッピングし、プログラムが使用するメモリを保護する役割を持つ。MMUを使用することで、プログラムの安定性やセキュリティの向上、物理メモリの効率的な使用などが可能になる。