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虚页存储内存上

发布时间: 2022-06-21 14:33:36

A. 页表存放在内存还是磁盘上

页表有单级和多级之分。

单级页表:OS给进程所分配的内存空间并不大的话,就只需要几张页表,这样也没有占据很多的内存空间,所以这个时候页表是全部在内存的。

多级页表:给进程分配的内存空间很大的话,对应页表也很大。于是就要建立多级页表,把高层页表(相对级别比较高的)放在内存,靠这个高层页表找底层页表,再在底层页表里找到对应的实页号。部分底层页表在内存,另外的一些就被塞在磁盘,被高层页表点名之后,才调入内存。

作用

实现从页号到物理块号的地址映射。

逻辑地址转换成物理地址的过程是:用页号p去检索页表,从页表中得到该页的物理块号,把它装入物理地址寄存器中。同时,将页内地址d直接送入物理地址寄存器的块内地址字段中。这样,物理地址寄存器中的内容就是由二者拼接成的实际访问内存的地址,从而完成了从逻辑地址到物理地址的转换。

以上内容参考:网络-页表

B. 虚拟页式存储系统

二维数组在内存中表现为连续的数据,100行 150列数据,则有15000个数据,存放在100个页面中,因此,缺页中断为100次

C. 在虚拟页式存储管理方案中,下面哪一部分完成将页面调入内存的工作

分配给改作业的共3页,刚开始已经把第0页装进去了,按照FIFO算法,
第一次寻找的字地址为115,在第一页,但是他不在该作业的内存中,发生一次缺页中断,将第一页调入内存;
第二次访问228,所在的第二页也不在内存中,发生缺页中断,并把第二页调入内存;
第三次访问88所在0页在内存中,所以就没发生缺页中断;
第四次访问446,所在的4页不在内存中,发生缺页中断,并把最早装进去的0页淘汰,用第四页替换;
第五次访问102,第一页在内存中,所以就不发生缺页中断;
.
共访问10次,发生了5次缺页中断,所以0.5的缺页中断率.
lru算法累似.

D. 页式虚拟存储器有什么作用

虚拟存储器(Virtual Memory):在具有层次结构存储器的计算机系统中,自动实现部分装入和部分替换功能,能从逻辑上为用户提供一个比物理贮存容量大得多,可寻址的“主存储器”。虚拟存储区的容量与物理主存大小无关,而受限于计算机的地址结构和可用磁盘容量。虚拟内存的作用 内存在计算机中的作用很大,电脑中所有运行的程序都需要经过内存来执行,如果执行的程序很大或很多,就会导致内存消耗殆尽。为了解决这个问题,Window
虚拟存储器

s中运用了虚拟内存技术,即拿出一部分硬盘空间来充当内存使用,当内存占用完时,电脑就会自动调用硬盘来充当内存,以缓解内存的紧张。举一个例子来说,如果电脑只有128MB物理内存的话,当读取一个容量为200MB的文件时,就必须要用到比较大的虚拟内存,文件被内存读取之后就会先储存到虚拟内存,等待内存把文件全部储存到虚拟内存之后,跟着就会把虚拟内存里储存的文件释放到原来的安装目录里了。下面,就让我们一起来看看如何对虚拟内存进行设置吧。

E. 虚拟页式存储的 一对寄存器和其高速缓存,是放在哪里的硬件

⑴ 虚拟存储技术的基本思想

答:虚拟存储技术的基本思想是利用大容量的外存来扩充内存,产生一个比有限的实际内存空间大得多的、逻辑的虚拟内存空间,以便能够有效地支持多道程序系统的实现和大型作业运行的需要,从而增强系统的处理能力。

⑵ 虚拟存储技术的理论基础(局部性原理)

答:程序局部性原理:虚拟存储管理的效率与程序局部性程序有很大关系。根据统计,进程运行时,在一段时间内,其程序的执行往往呈现出高度的局限性,包括时间局部性和空间局部性。

1、时间局部性:是指若一条指令被执行,则在不久的将来,它可能再被执行。

2、空间局部性:是指一旦一个存储单元被访问,那它附近的单元也将很快被访问。

⑶ 虚拟存储管理的基本原理

答:虚拟存储的基本原理是:当进程要求运行时,不是将它的全部信息装入内存,而将将其一部分先装入内存,另一部分暂时留在外存。进程在运行过程中,要使用的信息不在内存时,发生中断,由操作系统将它们调入内存,以保证进程的正常运行。

⑷ 虚拟存储管理的分类

答:虚拟存储管理分为:虚拟页式、虚拟段式和虚拟段页式。

⑸ 以虚拟页式存储管理为例介绍虚拟存储管理的实现过程

答:虚拟页式存储管理的基本思想是,在进程开始执行之前,不是装全部页面,而是只装一个(甚至0个)页面,然后根据进程执行的需要,动态地装入其它页面。

1、页表 2、缺页中断处理 3、页面淘汰

⑹ 在虚存中,页面在内存与外存中频繁地调试,系统效率急剧下降,

F. 在虚拟存储器中页应多大

具体步骤如下:右键单击“我的电脑”→属性→高级→性能 设置→高级→虚拟内存 更改→选择虚拟内存(页面文件)存放的分区→自定义大喧确定最大值和最小值→设置。一般来说,虚拟内存为物理内存的1.5倍,稍大一点也可以,如果你不想虚拟内存频繁改动

G. 磁盘缓存,虚拟内存,页面文件,和物理内存的关系

如果它不存在,但是你能看见它 -- 它是虚拟的(IBM宣传虚拟内存之用语)。虚拟内存技术是计算机发展史上的一项重要的技术,它帮助应用程序摆脱了“体积”的限制。

记得上大学时,有一本书好像叫做“计算机网络 - 自顶向下”,全名记不太清了。书中从人们接触最多也最熟悉的“应用层”开始讲,一直讲到“物理层”,看完这本书后感觉效果不错。所以按照这种方法我也尝试着自上而下的去学习“虚存”,从我们最熟悉的C库接口调用说起,一直谈到底层的硬件支持设施。

1、初学者的疑惑
初学者往往都会写出以下这样的例子程序来学习malloc和free的使用。
int main() {
int *p = malloc(10000);
printf("p's address is 0x%p\n", p);
free(p);
return 0;
}
但往往结果让这些初学者们感到疑惑。比如上述的例子,在SUN SPARC 64编译后其输出如下:
p's address is 0x100100dc0
看到这样的结果,初学者往往心里嘀咕,“这台机器物理内存才4G,其地址空间总共才4294967296(dec),而0x100100dc0转换十进制为4296019392(dec),这个地址明显已经超出了我的物理内存的限制,这是怎么回事呢?”。其实这里的解释很简单:因为我们看到的都是“虚拟内存地址”。

2、“堆”为何物
malloc是个极其常见的内存分配接口函数,它主要负责运行时在“堆”上为程序动态分配内存空间。我们总是在口头上谈论着“堆”,那么“堆”到底为何物呢?我们已经知道了有“虚拟地址”这个东西的存在,想必“堆”和“虚拟地址”有着千丝万缕的联系^_^。我们来翻看一些经典书籍中的描述。在CS.APP[注1]中的描述是这样的:“堆是进程地址空间中的一段“虚拟地址”空间。在大多数的Unix系统中,堆是映射“二进制零区域(demand-zero)”实现的。其位置在bss段后,其增长方向为高地址方向”。

3、内存映射
前面谈到“demand-zero”这个新名词,那么什么叫“映射到demand-zero”呢?这里蕴含着一个极其重要的概念“内存映射”。内存映射好似一道桥梁,将放在物理磁盘上的对象和一段进程“虚拟地址”空间连接起来。磁盘上的对象,主要指的就是文件,在多数Unix的实现中支持两种文件的内存映射,分别为Regular File和匿名文件(如demand-zero)。映射的过程大致为将文件分成若干“虚拟内存基本单元(页)”大小存于“交换区”,直到CPU指令第一次访问到某个单元时,这个单元才真正被加载到物理内存中。

4、虚拟内存,何方神圣
看到这是不是有些“云里雾里”的感觉亚^_^。其实对于用户进程来说,它是看不到CPU和OS是如何相互配合完成内存管理的。它只认为它面前的是一个这样的情景:“一个完全被我拥有的CPU、一个从拥有M地址空间的物理内存(M = 2的n次方,n为地址总线宽度)...”。这里的用户进程眼中的“物理内存”实际就是“虚拟内存”。虚拟意味着假象,我们知道一个用户进程运行时可能仅仅占用的物理内存的一小部分。看来用户进程被欺骗了。而这个骗局是由操作系统和CPU共同布置的。为了让这个骗局一直维持下去,CPU和OS还是做了很多工作的,究竟有哪些工作呢?我们一一来看看。

1) 交换区(swap)
为了支持虚拟内存,操作系统在物理内存、磁盘之间交换数据的基本单元为“页”。页的大小是固定的,其因操作系统而异。这样一个用户进程在被加载之前首先要被分成若干个“页”,这些页存储在磁盘上。那么是不是进程启动后所有的页都被加载到物理内存中呢?答案是NO。在当前的Unix操作系统中,都有一个叫“交换区”的地方,“交换区”在磁盘上,它存储的是“已分配的虚拟内存页”。又有些糊涂是吧,什么叫已分配的页呢?一个进程虚拟内存页的加载流程大致是这样的:一旦用户进程一虚拟页需要被加载,则操作系统会在“交换区”中为该页分配一个页,一旦CPU访问的虚拟地址落入该页地址空间,则该页才被换入到物理内存中。在这个过程中虚拟页有多个状态,分别如下:
未分配的 - 进程虚拟页未得到加载指令,仍安静的待在磁盘上;
未缓存的 - OS为该进程虚拟页在交换区分配了一个空间,但是该虚拟页还未被引用;
已缓存的 - 该虚拟页被引用,被载入到物理内存中。

2) 换入换出
物理内存容量有限,当物理内存无空间存储新的内存页的时候,就需要将某些内存页从物理内存中移出以为新页腾出空间。这个过程对于那些被移出的页来说,就叫“换出”;相反对于那些新加入到物理内存中的页来说就叫做“换入”。

5、从缓存角度看虚存
现代计算机的存储体系是呈金字塔状的。越接近顶层,速度越快,容量越小,价格越贵;越接近底层,速度越慢,容量越大,价格越低。这样就形成了一个逐级缓存的机制。第K层设备永远是第K+1层设备的缓存。按照这种说法,在早期计算机中,主存是磁盘的缓存,CPU内的高级Cache是主存的缓存。现代计算机基本都支持虚拟内存机制,而虚存页是存储在磁盘上的,虚存页在主存中换入换出。按照缓存的概念,虚存属于容量大,速度慢的第K+1层,而处于第K层的主存就可以看作是虚拟内存的缓存。那么一切缓存理论就都可以应用在虚存和物理内存之间了,比如换入换出算法等。

6、硬件支持
在支持虚拟内存机制的计算机中,CPU都是以虚拟地址形式生成指令地址或者数据地址的,而这个虚拟地址对于物理内存来说是不可见的,那么是谁来屏蔽这个差异的呢?答案是MMU(Memory Management Unit)。MMU负责将CPU发出的虚拟地址转换成相应的物理内存地址。MMU不是孤立工作的,OS为其提供了很好的支持,OS在物理内存中为MMU维护着一张全局的页表,来帮助MMU找到正确地物理内存地址。

H. 虚存和内存有什么区别

虚拟空间:即虚拟主机。 虚拟主机(Virtual Host Virtual Server)是使用特殊的软硬件技术,把一台计算机主机分成一台台"虚拟"的主机,每一台虚拟主机都具有独立的域名和IP地址(或共享的IP地址),具有完整的Internet服务器功能。

虚存空间:把内存与外存有机的结合起来使用的空间,从而得到一个容量很大的“内存”空间,这就是虚存空间。

虚拟储存器:虚拟存储器只是一个容量非常大的存储器的逻辑模型,不是任何实际的物理存储器.它借助于磁盘等辅助存储器来扩大主存容量,使之为更大或更多的程序所使用.
希望我的回答对你有帮助!
1) 内存的基本概念
内存(内存储器)是微型计算机主机的组成部分,用来存放当前正在使用的或随时要使用的程序或数据。
CPU可以直接访问内存。
微机以字节为单位线性地组织内存储器,每个存储单元(一个字节)都有一个唯一的编号。24位地址总线可以提供的地址编号为224=16M字节。
内存储器按其工作特点分为:只读存储器ROM(Read-Only Memory)和随机存取存储器RAM(Random Access Memory)。
虚拟存储器的工作原理

虚拟存储器可以分为三类:页式、段式和段页式。本节我们主要学习页式虚拟存储器。

在页式虚拟存储器中通过把主存空间和程序空间都机械等分成固定大小的页(页面大小随机器而定,一般为4KB到4MB),按页顺序编号,用相应的映像表机构来指明该程序的某页是否已经装入主存。若已经装入主存,则应同时指明其在主存中所处的位置;如果未装入主存,则去辅存中调页,并建立起程序空间和实存空间的地址映像关系。这样,程序执行时通过查映像表将程序地址(虚拟地址)变换成实际主存地址(物理地址)再访问主存。

此存储系统具有主存的速度和辅存的容量,提高了存储器系统的性能价格比。CPU直接访问主存,主存与辅存之间的信息交换由操作系统和硬件来完成,这种把辅存看作是主存的一部分,以扩大主存容量的技术,称之为虚拟技术。用虚拟技术设计的存储器,称为虚拟存储器。

这些主存与辅存之间实际存在的操作和辅助软、硬件,对应用程序设计者来讲是透明的。但虚拟存储器对系统程序员来讲基本上是不透明的,只是某些部分(如虚拟地址到主存地址的变换)由于采用硬件实现才是透明的。

虚拟地址----又称逻辑地址,是指访问虚拟空间的地址。由于指令中给出的地址码是按虚存空间来统一编址的,因此指令的地址码实际上是虚拟地址。