dede门户网站模版,网站建设免费免代码,网站开发技术知识,河南网站建设制作前言 操作系统中的虚拟存储器是一项关键技术#xff0c;它为用户提供了一个远大于实际物理内存容量的逻辑内存空间。 一、定义与原理 虚拟存储器是具有请求调入功能和置换功能#xff0c;能从逻辑上对内存容量加以扩充的存储器系统。其逻辑容量由内存容量与外存容量之和决定它为用户提供了一个远大于实际物理内存容量的逻辑内存空间。 一、定义与原理 虚拟存储器是具有请求调入功能和置换功能能从逻辑上对内存容量加以扩充的存储器系统。其逻辑容量由内存容量与外存容量之和决定运行速度接近内存但成本接近于外存。虚拟存储器基于局部性原理构建该原理指出程序在某段时间内主要访问其地址空间的一部分。 二、功能与作用 扩大寻址空间虚拟存储器为用户提供了一个远大于物理内存的虚拟地址空间使得用户能够运行比物理内存实际容量更大的程序。提高开发效率由于虚拟存储器提供了更大的内存空间开发者可以更加自由地编写和调试程序而无需担心内存不足的问题。资源优化虚拟存储器通过自动实现部分装入和部分替换功能优化了内存资源的利用使得多个大内存需求的进程能够并发运行。内存保护每个进程都有自己的虚拟地址空间防止了进程间的非法内存访问提高了系统的安全性。 三、分类与管理方式 虚拟存储器主要分为三类页式虚拟存储器、段式虚拟存储器和段页式虚拟存储器。 页式虚拟存储器将主存空间和程序空间都等分成固定大小的页通过页表实现虚拟地址到物理地址的映射。优点是页内零头小、地址变换快、调入操作简单缺点是各页不是程序的独立模块不便于实现程序和数据的保护。段式虚拟存储器按程序的逻辑结构划分地址空间段的长度是随意的并且允许伸长。优点是消除了内存零头、易于实现存储保护、便于程序动态装配缺点是调入操作复杂。段页式虚拟存储器结合了段式和页式的优点将程序按模块分段每个段再分成与物理空间页同样小的页面。优点是综合了段式和页式的优点缺点是增加了硬件成本软件也较复杂。 四、地址空间与变换 在虚拟存储器中存在三种地址空间虚拟地址空间程序员编写程序时使用的地址空间、主存地址空间存放运行程序和数据的实际内存地址空间和辅存地址空间存放暂时不使用的程序和数据的外存地址空间。 CPU运行程序访问存储器时给出的地址是虚地址虚拟地址首先要进行地址变换。如果要访问的信息在主存中则根据变换所得的物理地址访问主存如果要访问的信息不在主存中则要根据虚地址进行外部地址变换得到辅存地址把辅存中相应的数据块送往主存后再访问。 五、页面置换算法 虚拟存储器中常用的页面置换算法包括 随机算法随机选择一页进行置换。先进先出FIFO算法按照页面进入内存的先后顺序进行置换。最近最少使用LRU算法选择最近最少被使用的页面进行置换。时钟算法一种近似LRU的算法通过环形链表和访问位来实现页面的置换。 六、实现与应用 在不同的操作系统中虚拟存储器的实现方式可能有所不同。例如在Windows XP中采用了分页式的虚拟存储器管理方式而Linux则支持多种页面大小并采用了多级页表来减少页表占用的内存空间。此外虚拟存储器在数据库系统、云计算等领域也有广泛的应用。 总结 综上所述操作系统中的虚拟存储器是一项重要的技术创新它通过提供远大于实际物理内存容量的逻辑内存空间有效地解决了物理内存容量有限与程序对内存空间需求不断增长之间的矛盾。 结语 自信人生二百年 会当水击三千里
