操作系统（八）―虚拟存储管理
虚拟存储管理
在前面总结了集中存储管理的刚上，要求作业的逻辑地址空间连续的寄存主存储器
的某个区域中。当主存储器中没有足够大的区域是，则作业是没法装入的，或必须移动
某些作业后才能装入。是不是有可能吧作业的连续逻辑地址空间分散到几个不连续的主存
区域，且仍能使作业正确履行呢？ 若可行的话，则可充分利用主存空间有可减少移动所
花费的开消。不但如此，还可采取虚拟存储管理技术，实现在较小的主存空间里运行较
大的作业。
虚拟存储管理：实现较小主存空间运行较大的作业。
1、页式存储管理：把主存储器分成大学相当的许多区，每个区称块，编制逻辑分成
页，页与块等大小。
分页式存储器的逻辑地址由两部份组成：
例如：地址总长15，其中页号5，页内地址10――得出逻辑地址32
就是2的5次方得32，其中编号是从0―31；每页2的10次方为1024，编号从0―1023.
注意：1、 逻辑地址是连续的，编程序时无需斟酌如何分页。
2、分左右主存块可以不连续，可按页分散主存空间中。
1、页管理条件：
1）怎样知道哪些块用或未用
2）左右分散后如何正确履行
分配条件：首先空闲块能否满足左右要求。
2、相干的计算：
1）、块号=字号*字长 + 位号
2）、柱面号=块号/32
3）、磁头号=块号先Mod32 / 4
4）、扇区号= 块号先Mod32 在Mod 4
3、页表和 地址转换（动态重定位）：
在主存中空闲块能满足作业要求是，存储管理就找出这些空闲块分配给作业，同时
为作业建立1张页表，指出逻辑地址中的页号与主存中的块号的对应关系。
页表：首先空闲块能满足作业要求同时，为作业建1张表，指出逻址页号与主存中块号
对应关系。
页表长度：有作业所占页的多少而定。比如：4页――A页表长度4个登记项。4、页式存储管理：
1）、动态重定位方式装入作业，要硬件地址转换机构，逻址――绝址。
地址=块号*块长+页内地址
2）、页表放主存储器中，访问两次主存，1是读出页表，2是按计算出绝址进行读写。――延长指令履行周期，下降履行速度。
3）、引入高速缓冲存储器。
快表：寄存在高速缓冲存储器中的页表叫块表。
块表容量小，填满后要新登记，所以要淘汰旧的：“先进先出”发。
比如：主存储器200 ，高速缓冲存储器40（运行90%），如果没有高速缓冲存储器：
200+200=400
有了高速缓冲存储器的话：（200+40）*90%+（200+200)*10%=256
4）、全部系统只1个高速缓冲存储器，只占用途理器者才能使用它。
快表是动态的，左右占处理器时快表在高速缓冲存储器中，否则快表在进程块中。
5、页表同享保护：页表同享可节省主存空间，所以同享又必须解决信息保护问题，
――在页表中增“标志”。比如“只可履行”、“只可读”、“只可写”表等。
2、虚拟存储器
甚么是虚拟存储器呢？
程序有些事互斥的，即把作业都装入主存中，作业的履行实际上没有同时履行这些
信息，有些在全部进程中乃至没有用到。所以我们能不能不把作业都同时准个人主存储
器中，而是将其中的1部份先装入主存中，另外一部份先放入磁盘上，作业履行时要用到
不在存储器中信息时，在把他们调入主存储器中。
从这我们引出，当主存空间小于作业需求是，作业也能履行，用户编制程序是可以
没必要斟酌主存储器的实际容量，可以用户逻辑地址空间大于主存储器的绝对地址空间，
这对用户来讲，好久计算机系统具有1个容量很大的主存储器，这称为虚拟存储器。
特点：
1、不把作业全同时装入主存，先装1部份，另外一部份放磁盘，作业履行中用到不在主存
中的再将其装入主存。
2、主存空间小于作业需求量，作业也能履行，主存空间充分利用，没必要斟酌主存器实际
大小。
3、虚拟存储器容量有计算机的地址结构和辅助存储器容量决定。
4、实质上是为扩大主存容量而采取的1种管理技能。
允许用户逻辑 > 主存储器绝址空间。
对用户来讲好像有1个容量很大的主存储器，这叫虚拟存储器。
程序互斥：程序1次运行中，履行了这部份程序，就不会去履行那部份程序。
3、页式 虚拟存储管理
1、页式管理如何改成虚拟存储器：将作业全信息作为副本寄存磁盘上。
支持哪些页已在主存器，指出每页副本在磁盘上的位置。若“1” 装，有硬件地
址转换机构差页表为“1”转绝址，如“0”发出“缺页中断”（该页不在主存器中，查
有没有空闲块）
2、页面调度：欲调入1页是，主存器没有空闲块是，先调出已在主存器中某页，在调
入当前页，同时对页表做相应修改的方法叫页面调度。
调度法分类：
1）先进先出FIFO：淘汰呆最久那1页。（对经常使用的不利）
2）最近最久未用Least Recently Used(LRU) 距离当前最长时间内没有用过的调出。
（1）增加1个“援用位”标志，必须对每页时时刻刻记录，更新；实现困难、开消大。
（2）页号队列法：规定队首最久未用页，队尾最近页，所以产生中断时队首页面调出，比FIFO中断次数少，好。
3）最近不经常使用：（最近1段时间使用最少的。）
3、抖动（颠簸）：选用1不适调度法，刚被调出要立即用又被调入，调入不久有被调
出，频繁的调度，使大部份时间在来回的调度上的现象叫抖动。
4、多级页表：程序履行时有局部性的。
1级页表：：第1级的页面组表，成为1级页表。
2级页表：组内页面表，吧页表存 辅助存储器中。
注：1个主存块正好放1张表。
5、程序履行的进程：程序履行时1级页表――到主器地址转换，按逻辑地址查1级页
表――根据“标志位”至2级页表是不是在主存中（在房屋2次），若没（访问4次）――
可按页号2查2级页表，表项若无，应先装入主存中。
2级页表不想把页表1次装入主存器，它是分散寄存，用高速缓冲存储器加快地址转
换。
注：页表级别越多，灵活性越大，但是管理起来越复杂。
小结：
首先了解甚么是页式存储，再了解甚么是虚拟存储，以后再结合起来页式虚拟存储
器，并且分别掌握他们对应的管理方式，调度方式和相应的计算就容易上手了。
这在我们的现实生活中用途极大，比如自己的内存不够大，就能够建立虚拟内存，使
得计算机用起来顺手、方便。赶快试1试，让自己的计算机运行起来更高效、更方便。