第6章虚拟存储器
6.1虚拟存储器引入
6.2虚拟存储器的实现方法
6.3虚拟存储器的特征
6.4请求分页存储管理技术
6.5页面置换算法
6.6“抖动”与工作集
6.7请求分段存储管理方式
第5章虚拟存储器
6.1虚拟存储器引入
n前面所介绍的几种存储管理方式有一个共同的特
点，都要求将一个作业全部装入内存之后才能运
行，于是，就可能出现以下两种情况：
?(1)有的作业很大，其要求的内存空间超过了内存
总容量，从而导致作业不能全部被装入内存，致使
该作业无法运行。
?(2)有多个作业要求运行，其要求的内存空间超过
了可用的内存空间，只能将少数作业装入内存让它
们先运行，而将其它作业留在外存等待。
6.1虚拟存储器的引入
n1.传统存储管理方式的特征
?(1)一次性。前面介绍的几种存储管理方式有一个共同的特
点，都要求将作业全部装入内存之后才能运行，即作业在运
行前需要一次性地全部装入内存，正是这一特征导致了上述
两种情况的发生。另外，许多作业在每次运行时，并非要用
到全部程序和数据，因此一次性地装入全部程序和数据，对
内存空间是一种极大的浪费。
?(2)驻留性。作业装入内存直到运行结束，便一直驻留在内
存中。尽管进程在运行中会因I/O等原因而长期处于阻塞状
态，或有的程序模块在运行过一次后就不再需要，但它们都
仍将继续占用宝贵的内存资源。
6.1虚拟存储器的引入
n2.局部性原理
?早在1968年，Denning.P就曾指出：程序的执行表现出局部性特征，
即程序在执行过程中的一个时间段内，程序的执行仅局限于某个
部分。相应地，它所执行的指令地址或操作数地址也局限于一定
的存储区域中。
l(1)程序执行时，只有少量分支转移和过程被调用，在大部分情况下仍
是顺序执行的指令。
l(2)程序中包含许多循环结构，由相对较少的指令组成，但是它们将多
次执行。在循环过程中，计算被限制在程序中很小的相邻部分中。
l(3)程序中过程调用的深度限制在小范围内，很少出现连续的过程调用，
大多数情况下都不超过5。一段时间内，指令引用被局限在很少几个过
程中。
l(4)对于连续访问数组之类的数据结构，往往是对存储区域中相邻位置
的数据进行操作。
l(5)程序中有些部分是彼此互斥的，不是每次运行时都用到，如出错处
理程序。
6.1虚拟存储器的引入
n2.局部性原理
n局限性还表现在下述两个方面；
?(1)时间局部性。如果程序中的某条指令正在执行，
则不久后，该指令可能会再次执行。同样，如果某
数据被访问过，则不久后，该数据可能会被再次访
问。时间局部性的产生原因是由于在程序中存在着
大量的循环操作。
?(2)空间局部性。程序在运行过程中，一旦访问了
某个内存单元，则在不久后，其邻近的存储单元也
将可能被访问，即程序在一段时间内所访问的内存
地址，可能集中在一定的范围之内。空间局部性的
产生原因是由于程序的顺序执行。
6.1虚拟存储器的引入
n3.虚拟存储器的概念
?虚拟存储器是指在具有层次结构存储器的计算机系统中，具
有请求调入和交换功能，为用户提供一个比实际物理内存容
量大得多的可寻址的一种存储器系统，它能从逻辑上对内存
容量进行扩充。其逻辑容量由内存容量和外存容量之和决定，
其运行速度接近于内存速度，而每位的成本却又接近于外存。
?虚拟存储器的容量主要受到两方面的限制：
l(1)指令中表示地址的字长。一个虚拟存储器的最大容量是
由计算机的地址结构确定的。如：若CPU的有效地址长度为
32位，则程序可以寻址的范围就是0～232-1，即虚存容量为
4GB。
l(2)外存的容量。虚拟存储器的容量与主存的实际大小没有
直接关系，而是由主存与辅存的容量之和确定。虚拟存储技
术是一种性能非常优越的存储器管理技术，已被广泛应用于
大、中、小型机器和微