虛擬存儲器有什么好處?虛擬存儲器對換技術(shù)介紹

存儲器有很多具體的類別，比如說高速緩沖存儲器、隨機(jī)存取存儲器、只讀存儲器、半導(dǎo)體存儲器等等。為增進(jìn)大家對存儲器的認(rèn)識，本文將對虛擬存儲器、虛擬存儲器對換技術(shù)、虛擬存儲器限制予以介紹。如果你對虛擬存儲器具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、什么是虛擬存儲器

虛擬存儲器(Virtual Memory)：在具有層次結(jié)構(gòu)存儲器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)部分裝入和部分替換功能，能從邏輯上為用戶提供一個(gè)比物理貯存容量大得多，可尋址的“主存儲器”。虛擬存儲區(qū)的容量與物理主存大小無關(guān)，而受限于計(jì)算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)和可用磁盤容量。根據(jù)所用的存儲器映像算法，虛擬存儲器管理方式主要有段式、頁式、和段頁式三種。

虛擬存儲器(VirtualMemory)是用戶能作為可編址內(nèi)存對待的虛擬存儲空間，它使用戶邏輯存儲器與物理存儲器分離，是操作系統(tǒng)給用戶提供的一個(gè)比真實(shí)內(nèi)存空間大得多的地址空間。就是說，虛擬存儲器并不是實(shí)際的內(nèi)存，它的大小比內(nèi)存空間大得多;用戶感覺所能使用的“內(nèi)存”非常大，這是操作系統(tǒng)對邏輯內(nèi)存的擴(kuò)充。

實(shí)現(xiàn)虛擬存儲技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)是二級存儲器結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。經(jīng)過操作系統(tǒng)的改造，將內(nèi)存和外存有機(jī)地聯(lián)系在一起，在用戶面前呈現(xiàn)一個(gè)足以滿足編程需要的特大內(nèi)存空間。

虛擬存儲器實(shí)質(zhì)上是把用戶地址空間和實(shí)際的存儲空間區(qū)分開來，當(dāng)作兩個(gè)不同的概念。動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)在程序運(yùn)行時(shí)把邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)定位。

二、引入虛擬存儲器的好處

①用戶編制程序時(shí)不必考慮內(nèi)存容量的限制，只要按照實(shí)際問題的需要來確定合適的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就可簡化程序設(shè)計(jì)的任務(wù)。

②由于每個(gè)進(jìn)程只有一部分裝入內(nèi)存，因而占用內(nèi)存空間較少，在一定容量的內(nèi)存中就可同時(shí)裝入更多的進(jìn)程，也相應(yīng)增加了CPU的利用率和系統(tǒng)的吞吐量。

為了給用戶(特別是大作業(yè)用戶)提供方便，操作系統(tǒng)應(yīng)把各級存儲器統(tǒng)一管理起來。就是說，應(yīng)該把一個(gè)程序當(dāng)前正在使用的部分放在內(nèi)存中，而其余部分放在磁盤上，在這種情況下啟動(dòng)進(jìn)程執(zhí)行。操作系統(tǒng)根據(jù)程序執(zhí)行時(shí)的要求和內(nèi)存的實(shí)際使用情況，使用對換技術(shù)隨機(jī)地對每個(gè)程序進(jìn)行換入/換出。

三、虛擬存儲器對換技術(shù)

對換技術(shù)也稱作交換技術(shù)。它的實(shí)現(xiàn)方式就類似于日常生活中幾個(gè)單位租用一個(gè)會(huì)議廳那樣，甲單位租用時(shí)間到了，就退出會(huì)議廳，由乙單位使用;乙單位到時(shí)后，也退出去，由丙單位使用，等等。如甲單位還需使用，就再租用，由管理者安排占用時(shí)間。

多道程序環(huán)境中也采用對換技術(shù)。此時(shí)，內(nèi)存中保留多個(gè)進(jìn)程。當(dāng)內(nèi)存空間不足以容納要求進(jìn)入內(nèi)存的進(jìn)程時(shí)，系統(tǒng)就把內(nèi)存中暫時(shí)不能運(yùn)行的進(jìn)程(包括程序和數(shù)據(jù))換出到外存上，騰出內(nèi)存空間，把具備運(yùn)行條件的進(jìn)程從外存換到內(nèi)存中。在UNIX/Linux系統(tǒng)中對內(nèi)存的管理就利用了這種多道程序的對換技術(shù)。

四、虛擬存儲器限制

應(yīng)注意，虛擬存儲器雖然給用戶提供了特大地址空間，用戶在編程時(shí)一般不必考慮可用空間有多大，但虛擬存儲器的容量不是無限大的。它主要受到兩方面的限制：

①指令中表示地址的字長。機(jī)器指令中表示地址的二進(jìn)制位數(shù)是有限的，如果地址單元以字節(jié)編址，且表示地址的字長是16位，則可以表示的地址空間最大是64KB。如果表示地址的字長是32位，則可以表示的地址空間最大是4GB。

②外存的容量。從實(shí)現(xiàn)觀點(diǎn)來看，用戶的程序和數(shù)據(jù)都必須完整地保存在外存(如硬盤)中。然而，外存容量、傳送速度和使用頻率等方面都受到物理因素的限制。就是說，磁盤的容量有限，并非真正“無窮大”，其傳送速度也不是“無限快”，所以，虛擬空間不可能無限大。

以上就是小編這次想要和大家分享的有關(guān)的虛擬存儲器的內(nèi)容，希望大家對本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類別的文章，可以在網(wǎng)頁頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。