虛擬內存

為了更加有效地管理內存並且少出錯，現代系統提供了一種對主存的抽象概念，叫做虛擬內存(VM)。虛擬內存是硬件異常、硬件地址翻譯、主存、磁盤文件和內核軟件的完美交互，它為每個進程提供了一個大的、一致的和私有的地址空間。通過一個很清晰的機制，虛擬內存提供了三個重要的能力:

1.它將主存看成是一個存儲在磁盤上的地址空間的高速緩存，在主存中只保存活動區域，並根據需要在磁盤和主存之間來回傳送數據，通過這種方式，它高效地使用了主存。
2.它為每個進程提供了一致的地址空間，從而簡化了內存管理。
3.它保護了每個進程的地址空間不被其他進程破壞。

虛擬內存是核心的
虛擬內存是強大的
虛擬內存是危險的

• 9.1物理和虛擬尋址
  計算機系統的主存被組織成一個由M個連續的字節大小的單元組成的數組，每字節都有一個唯一的物理地址PA，第一個字節地址為0。根據物理地址尋址的是物理尋址。

虛擬尋址

• 9.2地址空間
  地址空間是一個非負整數地址的有序集合
• 9.3虛擬內存作為緩存的工具

1. 虛擬頁面的集合都分為三個不相交的子集：未分配的、緩存的、未緩存的。

2. 頁表
   

3. 頁命中
   
   DRAM緩存不命中稱為缺頁。
   缺頁異常：會調用內核中的缺頁異常處理程序，選擇一個犧牲頁。
   頁：虛擬存儲器的習慣說法，就是塊
   交換=頁面調度：磁盤和存儲器之間傳送頁的活動
   按需頁面調度：直到發生不命中時才換入頁面的策略，所有現代系統都使用這個。
   虛擬存儲器中的局部性

局部性原則保證了在任意時刻，程序將往往在一個較小的活動頁面集合上工作，這個集合叫做工作集/常駐集。

• 9.4虛擬內存作為內存管理的工具

1. 簡化鏈接
2. 簡化加載
3. 簡化共享
4. 簡化內存分配
   

• 9.6地址翻譯
  

使用頁表的地址翻譯

2018-2019-1 20165303 《信息安全系統設計基礎》第十一周學習總結