【操作系统】第五章：虚拟内存

虚拟内存的起因

随着技术发展，程序对内存的需求越来越大

我们需要更大的内存更强的机器才能让软件跑起来

程序规模的增长远大于存储器容量的增长速度

需要让更多的程序跑在有限的内存里

理想中的存储器：

• 更大
• 更快
• 更便宜
• 非易失性存储器

覆盖技术

目标

• 在较小可用内存中运行较大的程序。常用于多道程序系统，与分区存储管理配合使用。

原理

• 把程序按照其自身逻辑结构，划分为若干功能上相对独立的程序模块，那些不会同时执行的模块共享同一块内存区域，按时间先后来运行
  • 必要部分的代码和数据常驻内存
  • 可选部分在其他程序模块中实现，平时放在外存，需要时装入内存
  • 不存在调用关系的模块不必同时装入到内存，从而可以相互覆盖，即他们可以公用一个分区
• 例子：

缺点：

• coder 把一个大程序分为若干小功能模块并确定覆盖关系，费时费力，增加编程复杂度
• 覆盖模块实际上是时间换空间

交换技术

目标

多道程序在内存中时，让正在运行的程序或需要运行的程序获得更多的内存资源

原理

• 将暂时不能运行的程序送到外存
• OS 将一个进程的地址空间保存到外存（换出），再将外存中某个进程的地址空间读入到内存（换入）。（换入换出大小是整个程序的地址空间）

需要考虑的问题

• 何时交换？

  内存不够或有不够的危险时

• 交换区的大小？

  必须足够大来存放所有用户进程的所有内存映像拷贝

• 换出再换入后地址需要一样嘛？

  最好采用动态地址映射的方法（建立页表）

交换与覆盖区别

交换发生在程序之间，不需要程序员操作

覆盖发生在程序之内，需要程序员！

虚存技术

目标

• 覆盖技术：程序员负担大
• 交换技术：处理器开销大
• 充分解决覆盖技术与交换技术存在的问题

程序局部性原理

• 程序的局部性原理：程序在执行过程中的一个较短时期，所执行的指令地址和指令操作数地址分别局限于一定区域

  • 时间局部性
  • 空间局部性
  

基本概念

基本特征

虚拟页式内存管理

hhh，偷懒直接截屏了~~~

• 需要用到的功能：
  • 请求调页
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