虛擬內(nèi)存技術(shù)的工作原理
虛擬內(nèi)存技術(shù)的工作原理
虛擬內(nèi)存技術(shù)的工作原理是什么?虛擬內(nèi)存有什么技術(shù)?下面由學(xué)習(xí)啦小編來和大家一起了解吧！
虛擬內(nèi)存技術(shù)介紹
虛擬內(nèi)存別稱虛擬存儲器(Virtual Memory)。電腦中所運行的
程序均需經(jīng)由內(nèi)存執(zhí)行，若執(zhí)行的程序占用內(nèi)存很大或很多，則會導(dǎo)致內(nèi)存消耗殆盡。為解決該問題，Windows中運用了虛擬內(nèi)存[2] 技術(shù)，即勻出一部分硬盤空間來充當(dāng)內(nèi)存使用。當(dāng)內(nèi)存耗盡時，電腦就會自動調(diào)用硬盤來充當(dāng)內(nèi)存，以緩解內(nèi)存的緊張。若計算機運行程序或操作所需的隨機存儲器(RAM)不足時，則 Windows 會用虛擬存儲器進行補償。它將計算機的RAM和硬盤上的臨時空間組合。當(dāng)RAM運行速率緩慢時，它便將數(shù)據(jù)從RAM移動到稱為“分頁文件”的空間中。將數(shù)據(jù)移入分頁文件可釋放RAM，以便完成工作。 一般而言，計算機的RAM容量越大，程序運行得越快。若計算機的速率由于RAM可用空間匱乏而減緩，則可嘗試通過增加虛擬內(nèi)存來進行補償。但是，計算機從RAM讀取數(shù)據(jù)的速率要比從硬盤讀取數(shù)據(jù)的速率快，因而擴增RAM容量(可加內(nèi)存條)是最佳選擇。虛擬內(nèi)存是Windows 為作為內(nèi)存使用的一部分硬盤空間。虛擬內(nèi)存在硬盤上其實就是為一個碩大無比的文件，文件名是PageFile.Sys，通常狀態(tài)下是看不到的。必須關(guān)閉資源管理器對系統(tǒng)文件的保護功能才能看到這個文件。虛擬內(nèi)存有時候也被稱為是“頁面文件”就是從這個文件的文件名中來的。[2] 內(nèi)存在計算機中的作用很大，電腦中所有運行的程序都需要經(jīng)過內(nèi)存來執(zhí)行，如果執(zhí)行的程序很大或很多，就會導(dǎo)致內(nèi)存消耗殆盡。為了解決這個問題，WINDOWS運用了虛擬內(nèi)存技術(shù)，即拿出一部分硬盤空間來充當(dāng)內(nèi)存使用，這部分空間即稱為虛擬內(nèi)存，虛擬內(nèi)存在硬盤上的存在形式就是 PAGEFILE.SYS這個頁面文件。
工作原理
虛擬存儲器是由硬件和操作系統(tǒng)自動實現(xiàn)存儲信息調(diào)度和管理的。它的工作過程包括6個步驟：
①中央處理器訪問主存的邏輯地址分解成組號a和組內(nèi)地址b，并對組號a進行地址變換，即將邏輯組號a作為索引，查地址變換表，以確定該組信息是否存放在主存內(nèi)。
?、谌缭摻M號已在主存內(nèi)，則轉(zhuǎn)而執(zhí)行④;如果該組號不在主存內(nèi)，則檢查主存中是否有空閑區(qū)，如果沒有，便將某個暫時不用的組調(diào)出送往輔存，以便將這組信息調(diào)入主存。
③從輔存讀出所要的組，并送到主存空閑區(qū)，然后將那個空閑的物理組號a和邏輯組號a登錄在地址變換表中。
?、軓牡刂纷儞Q表讀出與邏輯組號a對應(yīng)的物理組號a。
?、輳奈锢斫M號a和組內(nèi)字節(jié)地址b得到物理地址。
⑥根據(jù)物理地址從主存中存取必要的信息。
調(diào)度方式有分頁式、段式、段頁式3種。頁式調(diào)度是將邏輯和物理地址空間都分成固定大小的頁。主存按頁順序編號，而每個獨立編址的程序空間有自己的頁號順序，通過調(diào)度輔存中程序的各頁可以離散裝入主存中不同的頁面位置，并可據(jù)表一一對應(yīng)檢索。頁式調(diào)度的優(yōu)點是頁內(nèi)零頭小，頁表對程序員來說是透明的，地址變換快，調(diào)入操作簡單;缺點是各頁不是程序的獨立模塊，不便于實現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)的保護。段式調(diào)度是按程序的邏輯結(jié)構(gòu)劃分地址空間，段的長度是隨意的，并且允許伸長，它的優(yōu)點是消除了內(nèi)存零頭，易于實現(xiàn)存儲保護，便于程序動態(tài)裝配;缺點是調(diào)入操作復(fù)雜。將這兩種方法結(jié)合起來便構(gòu)成段頁式調(diào)度。在段頁式調(diào)度中把物理空間分成頁，程序按模塊分段，每個段再分成與物理空間頁同樣小的頁面。段頁式調(diào)度綜合了段式和頁式的優(yōu)點。其缺點是增加了硬件成本，軟件也較復(fù)雜。大型通用計算機系統(tǒng)多數(shù)采用段頁式調(diào)度。
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