虚拟存储器实现方案(虚拟存储器实现原理)

计算机专业是近年来热门的考研专业，相信2021年参加计算机专业考研的同学会有很多。小编为大家带来了2021计算机考研复习知识点：虚拟内存， 让我们来看看。

1.虚拟内存的基本概念

虚拟内存是主内存的扩展。虚拟内存空间的大小取决于计算机的内存访问能力，而不是实际外部存储器的大小。实际存储空间可以小于虚拟地址空间。从程序员的角度来看，外部存储器被视为逻辑存储空间，访问的地址是逻辑地址（虚拟地址）。虚拟内存使存储系统具有与外存相当的容量和接近主存的访问速度。

虚拟内存访问还涉及到虚拟地址和真实地址的映射、替换算法等，这个和Cache中的类似。前面我们讲的地址映射是以块为单位的，而在虚拟内存中，地址映射是以页为单位的。作为单位。设计虚拟存储系统时需要考虑的指标是主存空间利用率和主存命中率。

虚拟内存和Cache内存的管理方法有很多相似之处。它们都需要地址映射表和地址转换机制。但两者也有不同。

虚拟内存有三种不同的管理方式：根据存储映射算法分为段式、页式和段页式。这些管理方法的基本原理是相似的。

2.页虚拟内存

页面管理：将虚拟存储空间和真实空间划分为固定大小的页面，每个虚拟页面可以加载到主存中不同的实际页面位置。在页存储中，处理器的逻辑地址由两部分组成：虚拟页号和页内地址。实际地址也分为两部分：页号和页内地址。地址映射机制将虚拟页号转换为主存的实际地址。页码。

页管理使用页表，包括页号、每个页在主存中的起始位置、加载位等。页表是虚拟页号和物理页号之间的映射表。页面管理由操作系统执行，并且对应用程序程序员是透明的。

3、分段虚拟内存

段管理： 一种按照段分配主内存的存储管理方法。它是一种模块化的存储管理方法。每个用户程序模块可以分为一个段。程序模块只能访问分配给该模块的段对应的主存空间。段长可任意设定，并可放大、缩小。

系统中用一个段表来表示每个段在主存中的位置。段表包括段名（段号）、段起始点、加载位、段长度等。段表本身也是一个段。段通常分为程序模块。

4.段页虚拟内存

段页管理：是以上两种方法的结合。它将存储空间按照逻辑模块划分为段，每个段又分为若干页。内存访问是通过一个段表和几个页表来执行的。段的长度必须是页长度的整数倍，并且段的起点必须是某个页的起点。

5.TLB（快速表）

在虚拟内存中进行地址转换时，需要进行内部地址转换，将虚拟页号转换为主存中的真实页号。这一般是通过查找内部页表来实现的。当表中该页对应的加载位为真时，表示该页在主存中，可以根据主存地址查询主存；如果加载位为假，则表示该页不在内存中，发生页失败。中断，需要从外部存储器加载页面。

中断处理时，首先对外部地址进行转换，通常是通过查找外部页表，将虚拟地址转换为外部存储器中的实际地址，选择外部存储器中的页面，然后通过I/0 通道。外存页面转入主存时还存在页面替换的问题。

提高页表的访问速度是提高地址转换速度的关键。因为每次访问内存时都要读取页表，如果页面存储在主存中，则意味着访问内存的时间至少是两次访问主存的时间，因此查表的成本非常高。只有提高内部地址转换的速度，使得访问主存的速度接近不使用虚拟内存访问主存的速度，虚拟内存才能实用。

根据内存访问的局部性，表中每一项的使用概率并不是均匀分布的。在一段时间内，表中可能只有少数项被使用，所以我们应该重点提高这部分使用概率较高的页表的访问速度。快速硬件可以用来形成整个表小得多的部分表，并且整个表应该放在主存中，这就引出了快表和慢表的概念和技术。这样，虚拟地址到真实地址的转换方法如下图所示。

查表时，根据虚拟页表同时查找快表和慢表。当在快速表中找到虚拟页号时，可以快速找到对应的真实页号，并将其发送到主存真实地址寄存器。同时，慢表中的搜索失效，主存的访问速度并没有降低太多。

如果在快表中找不到，则经过一段访问主存的延时后，将在慢表中找到的真实页发送到真实地址寄存器，同时将虚拟页号和对应的真实页码将被发送到真实地址寄存器。快速表，这里还涉及到使用替换算法来替换快速表中的一行。

快速表的存在对于所有程序员来说都是透明的。

以上是2021计算机考研复习知识点：虚拟内存。更多2021计算机考研复习知识点将持续更新。

  相关文章:

  第1篇    减法的四种算法(减法的四个运算定律)    作者：admin

   8月底，考研大纲即将公布。预注册将于9月进行，正式注册将于10月进行。考研初试离我们越来越近了。朋友们早出晚归，努力复习、收集各种材料。很多人的状态可以用“忙、累、慌、乱”来形容。是不是意味着复习越努力、收集的信息越多，考研成功的概率就越大呢？并非如此。考研，你要学

  第2篇    mpa管理类联考考什么(管理类mpa联考过国家线难吗)    作者：admin

   1.学校声誉虽然MPA的学习内容与各学校的基础课程非常相似，但附加课程却明显不同，具有很强的特色。课程的设置和重点与各学校的专业特长和教学领域有很大关系。例如，对外经济贸易学校有以海关为主的课程，农业院校有以农业或扶贫为主的课程等。考生在选择时应根据自己的喜好考虑学校的声

  第3篇    考研政治真题试卷pdf(考研政治真题试卷2022)    作者：admin

   摘要本文主要从五个角度论证研究生政考试卷的重要性和必要性。首先，研究生政治考试试卷是研究生政治考试的重要组成部分。掌握真题真题可以帮助你更好的应对考试。其次，通过分析真题，可以了解考研政治的考点和命题思路，有助于提高备考效果。第三，通过分析真题，可

  第4篇    云南大学2021年硕士研究生拟录取(2020年云南大学研究生)    作者：admin

   云南大学研究生2023录取摘要云南大学是云南省重点大学之一，以优良的学风和丰富的研究资源而闻名。随着时间的流逝，云南大学2023年研究生招生即将拉开帷幕。本文将从五个角度论证并详细介绍云南大学2023年研究生招生的重要性以及招生政策的变化。1.录取政策的变化云南大学的研究生招生政策将随着时间的推移进行调整，以更好地适应当今社会的需求。2023年招生

  第5篇    南京大学的新闻传播研究生好考吗(南京大学新闻传播专业考研)    作者：admin

   南京大学新闻传播硕士考研经验摘要本文旨在分享我作为南京大学新闻与传播专业研究生的经历。我将从多个角度来论证这一点，包括准备计划、复习方法和技巧、面试准备、学术研究和准备阶段的实践经验。本文总结了我在考研期间所学到的知识，希望对即将考