文章目錄

• 1. 虛擬儲存的需求背景
• 2. 覆蓋和交換技術 （過時技術）
• 3. 區域性性原理（虛擬儲存的可實現前提）
• 4. 虛擬儲存概念
• 4. 虛擬頁式儲存
• 5. 缺頁異常

1. 虛擬儲存的需求背景

   虛擬儲存可以看出是非連續分割槽儲存的延續，在非連續分割槽的基本上，把一部分內容放到外存裡，從而增大應用程式的使用空間。

1. 儲存層次結構
   通過下圖的層次結構，使系統處於繁忙的狀態，實現價格、容量、訪問速度方面的均衡。
   
2. 解決計算系統常出現的記憶體不夠用問題的辦法

1. 覆蓋：應用程式手動把需要的指令和資料儲存在記憶體中，這種方式加大了應用開發的難度
2. 交換：作業系統自動把暫時不能執行的程式儲存到外存中，這種方式開銷大
3. 虛擬儲存：在有限容量的記憶體中，以頁為單位自動裝入更多更大的程式。

2. 覆蓋和交換技術 （過時技術）

1. 覆蓋
   
2. 交換
   
   

3. 區域性性原理（虛擬儲存的可實現前提）

虛擬儲存是把原來放在記憶體中的一部分地址資訊放到外存中。

1. 虛擬儲存的目標

1. 只把部分程式放到記憶體中，從而執行比實體記憶體大的程式。不同於覆蓋技術，這部分工作由作業系統自動完成。
2. 實現程序在記憶體與外存之間的交換，從而獲得更多的空閒記憶體空間

2. 區域性性原理
   分支區域性性就比如迴圈
   

4. 虛擬儲存概念

1. 原理

1. 裝載程式時：只講當前指令執行需要的部分頁面或段裝入記憶體中，不同於之前的需要把整個程序放到記憶體中
2. 當指令執行過程中需要的指令或者資料不在記憶體中時（稱為缺頁或者缺段），處理器通知作業系統將相應的內容調入記憶體
3. 作業系統將記憶體中暫時不用的頁面或段儲存到外面（引出置換演算法來決定調出哪些）。

2. 實現方式：虛擬頁式儲存+虛擬段式儲存

3. 虛擬儲存的基本特徵
   

4. 支援技術

   • 硬體：頁式或短時儲存中的地址轉換機制
   • 作業系統：管理記憶體和外存間頁面或段的換入和換出

4. 虛擬頁式儲存

在頁式儲存管理的基礎上，增加請求調頁和頁面置換。

1. 實現思路
   
   頁式儲存管理是將所有的頁面都加入到記憶體中，只是可以實現儲存的不連續，因此也不會出現所謂的缺頁異常。

2. 地址轉換
   
   地址轉換過程和頁式儲存管理差不多，只不過增加了缺頁異常的一些處理機制，這樣就會導致很多東西需要修改

3. 頁表項結構（區別於頁式儲存管理的頁表項）
   在頁表項中添加了4個標識位：駐留位，保護位，修改位，訪問位
   
   
   =
   

5. 缺頁異常

1. 缺頁異常（中斷）的處理流程（頁面置換演算法）
   
2. 上圖第4步詳細流程
   
3. 虛擬頁式儲存的外存管理
   
4. 管理的效能