操作系统（10）-虚拟内存-外链论坛

m5k1umn 发表于 2024-11-10 15:12:32

操作系统（10）-虚拟内存

哈尔滨网络机构告诉大众定义
内存在计算机中的功效很大，电脑中所有运行的程序都需要经过内存来执行，倘若执行的程序很大或非常多，就会引起内存消耗殆尽。为认识决这个问题，WINDOWS运用了虚拟内存技术，即拿出一部分硬盘空间来充当内存运用，这部分空间即叫作为虚拟内存，虚拟内存在硬盘上的存在形式便是 PAGEFILE.SYS这个页面文件。
虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术。它使得应用程序认为它持有连续的可用的内存（一个连续完整的位置空间），而实质上，它一般是被分隔成多个理学内存碎片，还有部分暂时存储在外边磁盘存储器上，在需要时进行数据交换。日前，大都数操作系统都运用了虚拟内存，如Windows家族的“虚拟内存”；Linux的“交换空间”等。
哈尔滨网站制作告诉大众、虚拟内存的工作方式
虚拟存储器是由于硬件和操作系统自动实现存储信息调度和管理的。它的工作过程包含6个过程： 
中央处理器拜访主存的规律位置分解成组号a和组内位置b，并对组号a进行位置变换，即将规律组号a做为索引，查位置变换表，以确定该组信息是不是存放在主存内。
如该组号已在主存内，则转而执行④；倘若该组号不在主存内，则检测主存中是不是有空闲区，倘若无，便将某个暂时不消的组调出送往辅存，以便将这组信息调入主存。
从辅存读出所要的组，并送到主存空闲区，而后将那个空闲的理学组号a和规律组号a登录在位置变换表中。
从位置变换表读出与规律组号a对应的理学组号a。
从理学组号a和组内字节位置b得到理学位置。
按照理学位置从主存中存取必要的信息。
哈尔滨微X研发告诉打击虚拟内存的调度方式
调度方式有分页式、段式、段页式3种。页式调度是将规律和理学位置空间都分成固定体积的页。主存按页次序编号，而每一个独立编址的程序空间有自己的页号次序，经过调度辅存中程序的各页能够离散装入主存中区别的页面位置，并可据表一一对应检索。页式调度的优点是页内零头小，页表对程序员来讲是透明的，位置变换快，调入操作简单；缺点是各页不是程序的独立模块，不方便于实现程序和数据的守护。段式调度是按程序的规律结构划分位置空间，段的长度是随意的，并且准许伸长，它的优点是消除了内存零头，易于实现存储守护，便于程序动态装配；缺点是调入操作繁杂。将这两种办法结合起来便形成段页式调度。在段页式调度中把理学空间分成页，程序按模块分段，每一个段再分成与理学空间页一样小的页面。段页式调度综合了段式和页式的优点。其缺点是增多了硬件成本，软件亦较繁杂。大型通用计算机系统都数采用段页式调度。
1.页式调度
在页式虚拟存储系统中，虚拟空间被分成体积相等的页，叫作为规律页或虚页。主存空间亦被分成一样体积的页，叫作为理学页或实页。相应地，虚拟位置分为两个字段:高位字段为虚页号，低位字段为页内位置。实存位置亦分为两个字段：高位字段为实页号，低位字段为页内位置。同期，页的体积都取2的整数幂个字。
经过页表能够把虚拟位置转换成理学位置。每一个程序设置一张页表，在页表中，对应每一个虚页号都有一个条目，条目内容最少包括该虚页所在的主存页面位置(实页号)，用它做为实存位置的高位字段;实页号与虚拟位置的页内位置相拼接，就产生完整的实存位置，据此拜访主存。
2.段式调度
页面是主存理学空间中划分出来的等长的固定区域。分页方式的优点是页长固定，因而便于构造页表、易于管理，且不存在外碎片。但分页方式的缺点是页长与程序的规律体积不关联。例如，某个时刻一个子程序可能有一部分在主存中，另一部分则在辅存中。这有害于编程时的独立性，并给换入/换出处理、存储守护和存储共享等操作导致麻烦。
另一种划分可寻址的存储空间的办法叫作为分段。段是根据程序的自然分界划分的、长度能够动态改变的区域。一般，程序员把子程序、操作数和常数等区别类型的数据划分到区别的段中，并且每一个程序能够有多个相同类型的段。
在段式虚拟存储系统中，虚拟位置由段号和段内位置构成，虚拟位置到实存位置的变换经过段表来实现。每一个程序设置一个段表，段表的每一个表项对应一个段，每一个表项最少包含三个字段：有效位(指明该段是不是已然调入主存)、段起址(该段在实存中的首位置)和段长(记录该段的实质长度)。
3.段页式调度
段页式虚拟存储器是段式虚拟存储器和页式虚拟存储器的结合。
首要，实存被等分成页。在段页式虚拟存储器中，把程序按规律结构分段以后，再把每段根据实存的页的体积分页，程序按页进行调入和调出操作，但它又可按段实现共享和守护。因此呢，它能够兼有页式和段式系统的优点。它的缺点是在位置映像过程中需要多次查表，虚拟位置转换成理学位置是经过一个段表和一组页表来进行定位的。段表中的每一个表目对应一个段，每一个表目有一个指向该段的页表的初始位置(页号)及该段的掌控守护信页表指明该段各页在主存中的位置以及是否已装入、已修改等标志。
4、虚拟内存的调度方式
虚拟存储器位置变换基本上有3种形虚拟存储器工作过程式：全联想变换、直接变换和组联想变换。任何规律空间页面能够变换到理学空间任何页面位置的方式叫作为全联想变换。每一个规律空间页面只能变换到理学空间一个特定页面的方式叫作为直接变换。组联想变换指的是各组之间是直接变换，而组内各页间则是全联想变换。替换规则用来确定替换主存中哪一部分，以便腾空部分主存，存放来自辅存要调入的那部分内容。平常的替换算法有4种。
随机算法：用软件或硬件随机数产生器确定替换的页面。 
先进先出：先调入主存的页面先替换。
近期最少运用算法（LRU，Least Recently Used）：替换最长时间不消的页面。
最优算法：替换最长期以后才运用的页面。这是理想化的算法，只能做为衡量其他各样算法优劣的标准。 
虚拟存储器的效率是系统性能评估的重要内容，它与主存容量、页面体积、命中率，程序局部性和替换算法等原因相关。
哈尔滨SEO优化告诉大众虚拟内存的功效
虚拟内存供给了三个重要的能力：缓存，内存管理，内存守护
将主存视为一个存储在磁盘上的位置空间的高速缓存，在主存中只保留活动区域，并按照需要在磁盘和主存之间来回传送数据
为每一个进程供给了一致的位置空间，简化内存管理
 守护了每一个进程的位置空间不被其他进程破坏
哈尔滨微X营销推广的总结
调度问题：决定那些程序和数据应被调入主存。
位置映射问题：在拜访主存时把虚地址变为主存理学位置（这一过程叫作为内位置变换）；在拜访辅存时把虚位置变成辅存的理学位置（这一过程叫作为外位置变换），以便换页。另外还要处理主存分配、存储守护与程序再定位等问题。
替换问题：决定那些程序和数据应被调出主存。
更新问题：保证主存与辅存的一致性。
在操作系统的掌控下，硬件和系统软件为用户处理了以上问题，从而使应用程序的编程大大简化。
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