虚拟存储器

1、常规存储器管理方式的特征

---- 一次性：即作业在运行前需一次性地全部装入内存。这会导致两种情况的发生：

-- 当作业很大，所要求的内存空间超过了内存总容量，作业不能全部被装入内存，致使该作业无法运行。

-- 在多道程序中，有多个作业要求运行，但由于内存容量不足以容纳所有这些作业，只能将少数作业装入内存让它们先运行，而将其他的作业

留在外存上等待。导致多道程序度的下降。

---- 驻留性：作业装入内存后，便一直驻留在内存中，直至作业运行结束。

上述的一次性和驻留性，使许多在程序运行中不用或暂时不用的程序（数据）占据了大量的内存空间，使得一些需要运行的作业无法装入运行。

2、局部性原理

早在1968年，Denning.P就曾指出：程序在执行时将呈现出局部性规律，即在一较短的时间内，程序的执行仅局限于某个部分；相应地，它所

访问的存储空间也局限于某个区域。他提出了下述几个论点：

1）程序执行时，除了少部分的转移和过程调用指令外，在大多数情况下仍是顺序执行的。

2）过程调用将会使程序的执行轨迹由一部分区域转至另一部分区域，但经研究看出，过程调用的深度在大多数情况下都不超过5。这就是说，

程序将会在一段时间内都局限在这些过程的范围内运行。

3）程序中存在许多循环结构，这些虽然只由少数指令构成，但是它们将多次执行。

4）程序中还包括许多对数据结构的处理，如对数组进行操作，它们往往都局限于很小的范围内。

---  局限性还表现在下述两个方面：

---- 时间局限性。如果程序中的某条指令一旦执行，则不久以后该指令可能再次执行；如果某数据被访问过，则不久以后该数据可能再次被访问。

产生时间局限性的典型原因是由于在程序中存在着大量的循环操作。

---- 空间局限性。一旦程序访问了某个存储单元，在不久之后，其附近的存储单元也将被访问，即程序在一段时间内所访问的地址，可能集中在

一定的范围之内，其典型情况便是程序的顺序执行。

3、虚拟存储器

基于局部性原理，应用程序在运行之前，没有必要全部装入内存，仅需将那些当前要运行的少数页面或段先装入内存便可运行，其余部分暂留在

盘上。程序在运行时，如果它所要访问的页（段）已调入内存，便可继续执行下去；但如果程序所要访问的页（段）尚未调入内存（缺页/缺段），

此时程序应利用OS所提供的请求调页（段）功能，将它们调入内存，以使进程能继续执行下去。

---- 如果此时内存已满，无法再装入新的页（段），则还需再利用页（段）的置换功能，将内存中暂时不用的页（段）调至外存上，腾出足够的

内存空间后，再将要访问的页（段）调入内存，使程序继续执行下去。这样，便可使一个大的用户程序能在较小的内存空间中运行，也可在内存

中同时装入更多的进程使它们并发执行。

---- 从用户角度看，该系统所具有的内存容量，将比实际内存容量大的多。但用户所看到的大容量只是一种感觉，是虚的。故人们把这样的存储器

称为虚拟存储器。

---- 所谓虚拟存储器，是指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一种存储器系统。其逻辑容量由内存容量和外存容量

之和所决定，其运行速度接近于内存速度，而成本接近于外存。可见，虚拟存储技术是一种性能非常优越的存储器管理技术，故被广泛的应用于

大、中、小型机器和微型机中。