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メモリ管理ユニット (MMU)

pointこの用語のポイント

pointメモリのあれやこれやを管理する部品だよ

point物理アドレスと論理アドレスの変換とかをやっているよ

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簡単に書くよ

メモリ管理ユニット (MMU)とは

メモリの読み書きに関するあれやこれやを管理するのがお仕事の部品
です。

image piyo

詳しく書くよ

一言で言えば「メモリを管理するための部品」が「メモリ管理ユニット」です。
Memory Management Unit(メモリ・マネージメント・ユニット)」を省略して「MMU」と表現されることもあります。

メモリは「パソコンさんが作業するときに使う机」です。
パソコンさんは、お仕事道具をメモリの上に広げて、えっちらおっちらと働きます。

メモリ管理ユニット

パソコンさんは、必要に応じて、この机の上に物を乗せます。

メモリ管理ユニット2

あるいは、机の上から物を取ります。

メモリ管理ユニット3

ところがですね。

実は、パソコンさんは整理整頓が苦手なのです。
好き勝手に使っていたら、机の上がごちゃごちゃして、えらいこっちゃになりました。

メモリ管理ユニット4

この状況はマズイです。
そう考えたパソコンさんは、机を管理してくれる人を雇いました。

メモリ管理ユニット5

それ以降、パソコンさんは自分では机に触れません。
ミカンを机に置きたいときは、机の管理人に「このミカン、机に置いておいて」と指示を出します。

メモリ管理ユニット6

逆もしかりです。
ミカンが食べたいときも、自分では机に触れません。
机の管理人に「机に乗ってるミカンを取ってよ」と指示を出します。

メモリ管理ユニット7

これでパソコンさんは、苦手な整理整頓をする必要がなくなりました。
机の管理人さんに言えば、あとは良しなに取り計らってくれます。

メモリ管理ユニット8

この話における、机の管理人さんがメモリ管理ユニットです。

メモリ管理ユニット9

実際には、もっとややこしいですけどね。
細かいことは、専門的に説明しているところで情報を補完してください。

とはいえ、具体的なことに何も触れないのも気が引けます。
せっかくなので、物理アドレス論理アドレスの変換でも説明しておきましょうか。

パソコンさんが使う机(メモリ)は、上から見るとマス目で区切られています。
そして、それぞれのマス目には、使いやすいように番号が振られています。

メモリ管理ユニット10

この「マス目に振られた番号」を「アドレス」と言います。

メモリ管理ユニット11

例えば、13番のマス目にミカンを置いたとしましょう。

メモリ管理ユニット12

この状況を指して

13番アドレスにミカンを置いた

と表現したりします。

さて、この机のマス目に振られた番号ですが

1.実際に割り当てられている番号(物理アドレス)
2.プログラムから見たときの番号(論理アドレス)


の2種類があります。
そして、この2つは一致しません。

プログラムさんが「1番アドレスにミカンを置いたぜ!」と思っても、実際には100番アドレスに置かれていたりするのです。

例えば、そうですね。

ここにミカンを持ったプログラムさんがいます。

メモリ管理ユニット13

プログラムさんは、ミカンを机の上に置きたいです。

メモリ管理ユニット14

このとき、プログラムさんはミカンを机の上に直接は置きません。
メモリ管理ユニットさんに「このミカンを机の上に置いておくれ」と依頼します。

メモリ管理ユニット15

プログラムさんは、メモリ管理ユニットさんに「このミカンを1番アドレスに置いてよ」と依頼しました。

メモリ管理ユニット16

この依頼を受けたメモリ管理ユニットさんは、ミカンを1番アドレスに……置くとは限りません。
メモリ管理ユニットさんの気分で勝手に決めます。
おっと、どうやら今回は13番アドレスにミカンを置いたようですね。

メモリ管理ユニット17

それからしばらくして、プログラムさんが戻ってきました。

メモリ管理ユニット18

プログラムさんは、どうやらお腹が空いたようです。
メモリ管理ユニットさんに「1番アドレスに置いてもらった例のミカンを持ってきてよ」と依頼しました。

メモリ管理ユニット19

この依頼を受けたメモリ管理ユニットさんは、しれっと13番アドレスからミカンを持ってきます。
そして「ほれ、1番アドレスに置いておいたミカンだよ」と渡しました。

メモリ管理ユニット20

ここで、ミカンを置いたマス目の番号に注目してください。

プログラムさんは、ミカンを「1番」のマス目に置いたつもりになっています。
プログラムさんの視点で見れば、メモリ管理ユニットさんを経由したとはいえ、1番のマス目に置いたミカンを1番のマス目から持っていきました。

メモリ管理ユニット21

実際には、どうでしょう?
メモリ管理ユニットさんの手によって「13番」のマス目に置かれていましたよね。

メモリ管理ユニット22

プログラムさん目線でのマス目の番号は「論理アドレス」と言います。

メモリ管理ユニット23

実際に机に割り振られているマス目の番号は「物理アドレス」です。

メモリ管理ユニット24

この状況は

メモリ管理ユニットさんの手によって、論理アドレスと物理アドレスの変換が行われている

と言えるでしょう。
これがメモリ管理ユニットさんの仕事の1つです。

image piyo2

一言でまとめるよ

まぁ「メモリ管理ユニット」って単語が出てきたら「メモリのあれこれを管理する部品なんだな~」と、お考えください。

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