虚拟内存

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在计算中,虚拟内存或虚拟存储是一种内存管理技术,它提供“对给定计算机上实际可用的存储资源的理想化抽象”。 计算机的操作系统,使用硬件和软件的组合,映射存储器地址由程序,称为使用虚拟地址,到物理地址在计算机存储器中。从流程或任务的角度看,主存储器显示为连续的地址空间或连续段的集合。操作系统管理虚拟地址空间以及实际内存到虚拟内存的分配。CPU中的地址转换硬件,通常称为内存管理单元(MMU),自动将虚拟...

虚拟内存

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在计算中,虚拟内存或虚拟存储是一种内存管理技术,它提供“对给定计算机上实际可用的存储资源的理想化抽象”。

计算机的操作系统,使用硬件和软件的组合,映射存储器地址由程序,称为使用虚拟地址,到物理地址在计算机存储器中。从流程或任务的角度看,主存储器显示为连续的地址空间或连续段的集合。操作系统管理虚拟地址空间以及实际内存到虚拟内存的分配。CPU中的地址转换硬件,通常称为内存管理单元(MMU),自动将虚拟地址转换为物理地址。操作系统内的软件可以扩展这些功能,以提供虚拟地址空间,该地址空间可以超过实际内存的容量,因此可以引用比计算机中实际存在的内存更多的内存。

虚拟内存

虚拟内存的属性

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虚拟内存通过隐藏物理内存的碎片来简化应用程序的编程。通过将管理内存层次结构的负担委托给内核(消除了程序显式处理覆盖的需求);并且,当每个进程都在其自己的专用地址空间中运行时,无需重新定位程序代码或使用相对寻址来访问内存。

可以将内存虚拟化视为虚拟内存概念的概括。

虚拟内存的用法

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虚拟内存是现代计算机体系结构不可或缺的一部分; 实现通常需要硬件支持,通常以内置在CPU中的内存管理单元的形式。虽然不是必需的,但是仿真器和虚拟机可以利用硬件支持来提高其虚拟内存实现的性能。因此,较旧的操作系统,例如1960年代大型机的操作系统和1980年代初至中期的个人计算机的操作系统(例如DOS),通常没有虚拟内存功能,但1960年代大型机的显着例外包括:

  • 该地图集主管的图集
  • the作业系统的Electrologica X8(没有硬件支持软件基于虚拟存储器)
  • 适用于Burroughs B5000的MCP
  • 适用于IBM System / 360 Model 67的MTS,TSS / 360和CP / CMS
  • Multics的为GE 645
  • 在分时操作系统的RCA谱70 /46

和用于该操作系统苹果莉莎是,具有虚拟存储器1980的个人计算机操作系统的一个例子。

在1960年代和70年代初,计算机内存非常昂贵。虚拟内存的引入为具有大量内存需求的软件系统提供了在实际内存较少的计算机上运行的能力。从中节省的资金为所有系统切换到虚拟内存提供了强大的动力。提供虚拟地址空间的附加功能增加了另一级别的安全性和可靠性,因此使虚拟内存对市场更具吸引力

大多数支持虚拟内存的现代操作系统也都在其自己的专用地址空间中运行每个进程。因此,每个程序似乎只能访问虚拟内存。但是,某些较旧的操作系统(例如OS / VS1和OS / VS2 SVS)甚至是现代的操作系统(例如IBM i)都是单地址空间操作系统,它们在由虚拟化内存组成的单个地址空间中运行所有进程。

由于确定性降低,需要非常快速和/或非常一致的响应时间的嵌入式系统和其他专用计算机系统可能会选择不使用虚拟内存;虚拟内存系统会触发不可预测的陷阱,这些陷阱可能会响应于输入而产生不必要的和不可预测的延迟,尤其是在陷阱要求将数据从辅助存储器读入主存储器的情况下。将虚拟地址转换为物理地址的硬件通常需要很大的芯片面积才能实现,并且嵌入式系统中使用的所有芯片并非都包含该硬件,这是其中一些系统不使用虚拟内存的另一个原因。

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  1. 虚拟内存
  2. 虚拟内存的属性
  3. 虚拟内存的用法

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