Adressraums

Adressraums, im Bereich der Informatik oft als Adressräume bezeichnet, beschreibt die Gesamtheit der Adressen, die ein System verwenden kann, um Speicherorte oder Ressourcen zu kennzeichnen. Der Begriff ist grundlegend für die Speicherverwaltung und die Architektur von Rechnern.

Es unterscheidet zwischen physischem und virtuellem Adressraum. Der physische Adressraum ergibt sich aus der Breite des Adressbusses und der tatsächlichen Hardwaregrenzen. Der virtuelle Adressraum umfasst Adressen, die Programme verwenden, und wird durch die Speicherverwaltungseinheit ( MMU ) in physische Adressen übersetzt. Diese Trennung ermöglicht Prozesse Isolation und Schutz vor unbeabsichtigtem Zugriff.

Die Adressübersetzung erfolgt typischerweise durch Paging oder Segmentierung. Beim Paging wird der virtuelle Adressraum in Seiten unterteilt, die auf physische Seitenrahmen abgebildet werden. Die Übersetzung erfolgt über Seitentabellen und wird durch eine Translation Lookaside Buffer (TLB) beschleunigt. Virtuelle Adressräume ermöglichen auch Betriebssystemfunktionen wie Virtualisierung und Gastumgebungen, die eigene Adressräume nutzen.

Die Größe des Adressraums hängt von der Adressbreite des Prozessors ab. 32-Bit-Systeme bieten meist einen begrenzten physischen Adressraum, oft rund 4 GiB, während 64-Bit-Systeme theoretisch sehr große Adressräume ermöglichen; praktisch beschränken Betriebssysteme, Hardware und Treiber diese Grenzen. Zusätzlich können Adressräume durch speicherzuordnende I/O-Geräte (Memory-Mapped I/O) und Kernel- oder Geräteadressierung eingeschränkt sein.

Bedeutungsvoll ist der Adressraum für Prozess-Isolation, Speicherschutz und Sicherheitsmechanismen wie ASLR, die auf klar definierte Adressräume angewiesen sind. See also: Paging, Virtueller Speicher, MMU, Adressraumverwaltung.