1. 什麼事虛擬存儲器.其實現方式有哪些
指將多個不同類型、獨立存在的物理存儲體，通過軟、硬體技術，集成轉化為一個邏輯上的虛擬的存儲單元，集中管理供用戶統一使用。這個虛擬邏輯存儲單元的存儲容量是它所集中管理的各物理存儲體的存儲量的總和，而它具有的訪問帶寬則在一定程度上接近各個物理存儲體的訪問帶寬之和。
從虛擬化存儲的拓撲結構來講主要有兩種方式：即對稱式與非對稱式。對稱式虛擬存儲技術指虛擬存儲控制設備與存儲軟體系統、交換設備集成為一個整體，內嵌在網路數據傳輸路徑中；非對稱式虛擬存儲技術指虛擬存儲控制設備獨立於數據傳輸路徑之外。從虛擬化存儲的實現原理來講也有兩種方式；即數據塊虛擬與虛擬文件系統。
(1)虛擬的存儲器擴展閱讀
虛擬存儲器地址變換基本上有3種形虛擬存儲器工作過程式：全聯想變換、直接變換和組聯想變換。任何邏輯空間頁面能夠變換到物理空間任何頁面位置的方式稱為全聯想變換。每個邏輯空間頁面只能變換到物理空間一個特定頁面的方式稱為直接變換。
組聯想變換是指各組之間是直接變換，而組內各頁間則是全聯想變換。替換規則用來確定替換主存中哪一部分，以便騰空部分主存，存放來自輔存要調入的那部分內容。常見的替換演算法有4種。
1、隨機演算法：用軟體或硬體隨機數產生器確定替換的頁面。
2、先進先出：先調入主存的頁面先替換。
3、近期最少使用演算法（LRU，Least Recently Used）：替換最長時間不用的頁面。
4、最優演算法：替換最長時間以後才使用的頁面。這是理想化的演算法，只能作為衡量其他各種演算法優劣的標准。
2. 計算機組成原理——虛擬存儲器
（1）程序員在比實際主存大得多的邏輯地址空間中編寫程序
（2）程序執行時，把當前需要的程序段和數據塊掉入主存，其他暫不使用的放在磁碟上
（3）執行指令時，通過硬體將邏輯地址轉化為物理地址。虛擬地址高位為虛頁號，低位為頁內偏移地址
（4）當程序發生數據訪問或程序訪問失效(缺頁時)，由操作系統把信息從磁碟調入主存中
（1）基本思想：
內存被分成固定長度且長度較小的存儲塊（頁框，實頁，物理頁）
每個進程也被劃分為固定長度的程序塊（頁，虛頁，邏輯頁）
通過頁表，實現邏輯地址想物理地址的轉化
（2）邏輯地址
程序中指令所使用的地址（進程所在地址空間）
（3）物理地址
存放指令或數據的實際內存地址
（1）與「cache-主存」層次相比，頁大小遠比cache的行大小要大（windows中的頁位4k）
（2）採用全相聯映射方式：磁碟中的任意一個頁能用射到內存中的任意一個頁
因為缺頁導致中斷時，操作系統從磁碟拿數據通常要耗費幾百萬個時鍾周期。增大頁大小，可以減少缺頁中斷
（3）為什麼讓軟體處理「缺頁」
因為訪問磁碟需要好粉幾百萬個時鍾周期，硬體即使能立刻把地址打給磁碟，磁碟也不能立即響應
（4）為什麼地址轉換用硬體實現
硬體實現地址轉換可以加快指令的執行速度
（5）為什麼頁寫會策略採用write back
避免頻繁的慢速磁碟訪問
頁表的首地址放在基址寄存器。採用基址定址方式
每個頁表項前面有一個虛頁號：從0開始遞增的序號。頁表項又分為幾個結構：
（1）裝入位：該頁是否在內存中
（2）修改位：該也在內存中是否被修改
（3）替換控制位：用於clock演算法
（4）其他
（5）實頁號（8進制）
（1）一次磁碟引用需要訪問幾次主存？2次，一次查頁表，一次查物理地址。於是，把經常查的頁表放到cache中。這種在cache頁表項組成的頁表稱為TLB（Translation Lookside Buffer）
（2）TLB的頁表結構：tag + 主存中的頁表項
當採用全相連映射時，tag為頁表項前面的虛頁號。需要把tag和虛頁號一一比較
當採用組相聯映射時，tag被分為tag+index，虛頁號的高位為tag，虛頁號的低位為index，做組內索引(屬於組內第幾行)
1.段式存儲是根據程序邏輯，給程序分段。使得每段大小不同。這種虛擬地址劃分方法適合程序設計
2.段式存儲的虛擬地址由段號和段內偏移地址組成。段式虛擬存儲器到物理地址的映射通過段表實現
3.段式虛擬存儲會造成空頁
1.段頁式虛擬存儲，先把程序按照邏輯分成段，再把每段分成固定大小的頁。
2.程序對主存的調入調出是按照頁面進行的；但他有可以根據段實現共享和保護
3.缺點是段頁式虛擬地址轉換成物理地址需要查詢2個表：段表和頁表。段表找到相應頁表的位置，頁表找到想也頁的位置
4.段頁式細膩地址的結構可以為以下形式：
程序地址： 用戶號(進程pid) | 段號 | 頁號 | 頁內偏移地址
（1）某計算機的cache塊工16塊，採用二路組相聯映射方式，每個主存塊大小為32位元組，按照位元組編制。則主存129號單元的主存塊硬裝如刀cache的組號是：（C）A、0 B、2 C、4 D、6
解：二路組相聯，所以每組2塊，共有16/2=8組，所以組號佔3位。
每塊32位元組，所以塊內地址佔5位。
129轉化為二進制：1000 0001：前3位為組號，100：=4
（2）假設用若干個2K4位的晶元組成一個8K8位的存儲器，則地址0B1FH所在晶元的最小地址為：
解：用2片組成一行，共4行，所以片選地址佔2位。片內地址有2k=211，所以佔11位
0B1FH：000|0 1|011 0001 1111 這三段為前綴，片選地址，片內地址。
該片晶元的最小地址是片內地址全0：000|0 1|000 0000 0000 = 0800H
（3）某計算機的主存地址空間大小為256MB，按位元組編址，指令cache和數據cache分離，均有8個cache行，每行大小為64B，數據cache採用直接映射方式，現有兩個程序A，B對數組int a[256][256]進行遍歷，程序A按行遍歷，程序B按列遍歷。假定int類型數據用32位補碼表示，數組a按行優先方式存儲，其地址為320（十進制）。
問：(1) 若不考慮cache一致性維護和替換演算法所需的控制位，則數據cache的總容量佔多少？
(2) 數組元素a[0][31]和a[1][1]各自所在主存塊對應的cache行號分別為多少（cache從0行開始）？
(3)程序A和B的數據訪問命中率各自為多少？哪個程序的執行時間更短？
解：(1) 因為cache的總容量是cache每行的數據存儲大小+tag位+數據是否有效位+其他一致性控制位。
主存地址空間256MB，佔28位。直接映射方式，8行，行號佔3位。每行64B，所以塊內地址佔6位，因此，tag佔28-3-6=19位
每行有一個數據有效位。因此，cache共（19+1+648）8 = 532位元組
(2) 因為int類型佔32位，所以一個int佔4B。a[0][31] = 320 + 314 = 444 a1 = 320 + 4(256+1) = 1348。
塊內地址佔6位，直接映射下行號佔3位，因此444 = 110 | 111100，所以行號為6
1348 = 10 | 101 | 000100，所以行號為5
(3) 因為1行cache佔64B，每個int數佔4B，所以一行有16個數。第一個數會因cache缺失而不命中，然後調入cache。，使得後面的15個int訪問全部命中。所以命中率為1516 對於程序B，每次調入16個數，小於數組每行的128個元素，因此每次都不會命中，命中率為0
3. 什麼是虛擬存儲器
虛擬存儲器(VirtualMemory)：在具有層次結構存儲器的計算機系統中，自動實現部分裝入和部分替換功能，能從邏輯上為用戶提供一個比物理貯存容量大得多，可定址的「主存儲器」。
虛擬內存的作用內存在計算機中的作用很大，電腦中所有運行的程序都需要經過內存來執行，如果執行的程序很大或很多，就會導致內存消耗殆盡。
為了解決這個問題，Windows中運用了虛擬內存技術，即拿出一部分硬碟空間來充當內存使用，當內存佔用完時，電腦就會自動調用硬碟來充當內存，以緩解內存的緊張。
舉一個例子來說，如果電腦只有128MB物理內存的話，當讀取一個容量為200MB的文件時，就必須要用到比較大的虛擬內存，文件被內存讀取之後就會先儲存到虛擬內存，等待內存把文件全部儲存到虛擬內存之後，跟著就會把虛擬內存里儲存的文件釋放到原來的安裝目錄里了。
4. 什麼是虛擬存儲器特點是什麼
虛擬存儲器是計算機系統內存管理的一種技術。它使得應用程序認為它擁有連續的可用的內存（一個連續完整的地址空間），而實際上，它通常是被分隔成多個物理內存碎片，還有部分暫時存儲在外部磁碟存儲器上，在需要時進行數據交換。
特點有以下4點：
1.虛擬擴充： 不是物理上而是邏輯上擴充了內存容量。
2.部分裝入： 每個作業不是全部一次性地裝入內存，而是只裝入一部分。
3.離散分配：不必佔用連續的內存空間，而是「見縫插針」。
4.多次對換：所需的全部程序和數據要分成多次調入內存。
(4)虛擬的存儲器擴展閱讀：
虛擬存儲器是由硬體和操作系統自動實現存儲信息調度和管理的。它的工作過程包括6個步驟：
1.中央處理器訪問主存的邏輯地址分解成組號a和組內地址b，並對組號a進行地址變換，即將邏輯組號a作為索引，查地址變換表，以確定該組信息是否存放在主存內。
2.如該組號已在主存內，則轉而執行④；如果該組號不在主存內，則檢查主存中是否有空閑區，如果沒有，便將某個暫時不用的組調出送往輔存，以便將這組信息調入主存。
3.從輔存讀出所要的組，並送到主存空閑區，然後將那個空閑的物理組號a和邏輯組號a登錄在地址變換表中。
4.從地址變換表讀出與邏輯組號a對應的物理組號a。
5.從物理組號a和組內位元組地址b得到物理地址。
6.根據物理地址從主存中存取必要的信息。
5. 虛擬存儲器是什麼
虛擬存儲器是計算機系統內存管理的一種技術。 它使得應用程序認為它擁有連續的可用的內存（一個連續完整的地址空間），而實際上，它通常是被分隔成多個物理內存碎片，還有部分暫時存儲在外部磁碟存儲器上，在需要時進行數據交換。其效率是系統性能評價的重要內容，它與主存容量、頁面大小、命中率等因素有關。
1、虛擬內存的作用：內存在計算機中的作用很大，電腦中所有運行的程序都需要經過內存來執行，如果執行的程序很大或很多，就會導致內存消耗殆盡，從而使計算機進入假死狀態。為了解決這個問題，Windows中運用了虛擬內存技術，即拿出一部分硬碟空間來充當內存使用，當內存佔用完時，電腦就會自動調用硬碟來充當內存，以緩解內存的緊張。舉一個例子來說，如果電腦只有128MB物理內存的話，當讀取一個容量為200MB的文件時，就必須要用到比較大的虛擬內存，文件被內存讀取之後就會先儲存到虛擬內存，等待內存把文件全部儲存到虛擬內存之後，跟著就會把虛擬內里儲存的文件釋放到原來的安裝目錄里了。下面，就讓我們一起來看看如何對虛擬內存進行設置吧。
2、虛擬內存的設置 對於虛擬內存主要設置兩點，即內存大小和分頁位置，內存大小就是設置虛擬內存最小為多少和最大為多少；而分頁位置則是設置虛擬內存應使用那個分區中的硬碟空間。對於內存大小的設置，如何得到最小值和最大值呢？你可以通過下面的方法獲得：選擇「開始→程序→附件→系統工具→系統監視器」（如果系統工具中沒有，可以通過「添加/刪除程序」中的Windows安裝程序進行安裝）打開系統監視器，然後選擇「編輯→添加項目」，在「類型」項中選擇「內存管理程序」，在右側的列表選擇「交換文件大小」。這樣隨著你的操作，會顯示出交換文件值的波動情況，你可以把經常要使用到的程序打開，然後對它們進行使用，這時查看一下系統監視器中的表現值，由於用戶每次使用電腦時的情況都不盡相同，因此，最好能夠通過較長時間對交換文件進行監視來找出最符合您的交換文件的數值，這樣才能保證系統性能穩定以及保持在最佳的狀態。 找出最合適的范圍值後，在設置虛擬內存時，用滑鼠右鍵點擊「我的電腦」，選擇「屬性」，彈出系統屬性窗口，選擇「性能」標簽，點擊下面「虛擬內存」按鈕，彈出虛擬內存設置窗口，點擊「用戶自己指定虛擬內存設置」單選按鈕，「硬碟」選較大剩餘空間的分區，然後在「最小值」和「最大值」文本框中輸入合適的范圍值。如果您感覺使用系統監視器來獲得最大和最小值有些麻煩的話，這里完全可以選擇「讓Windows管理虛擬內存設置」。 3、調整分頁位置 Windows 9x的虛擬內存分頁位置，其實就是保存在C盤根目錄下的一個虛擬內存文件（也稱為交換文件）Win386.swp，它的存放位置可以是任何一個分區，如果系統盤C容量有限，我們可以把Win386.swp調到別的分區中，方法是在記事本中打開System.ini（C:\\Windows下）文件，在[386Enh]小節中，將「PagingDrive=C:WindowsWin 386.swp」，改為其他分區的路徑，如將交換文件放在D:中，則改為「PagingDrive=D:Win386.swp」，如沒有上述語句可以直接鍵入即可。 而對於使用Windows 2000和Windows XP的，可以選擇「控制面板→系統→高級→性能」中的「設置→高級→更改」，打開虛擬內存設置窗口，在驅動器[卷標]中默認選擇的是系統所在的分區，如果想更改到其他分區中，首先要把原先的分區設置為無分頁文件，然後再選擇其他分區。
如果你的硬碟夠大，那就請你打開」控制面板「中的「系統」，在「性能」選項中打開「虛擬內存」，選擇第二項：用戶自己設定虛擬內存設置，指向一個較少用的硬碟，並把最大值和最小值都設定為一個固定值，大小為物理內存的2倍左右。這樣，虛擬存儲器在使用硬碟時，就不用遷就其忽大忽小的差別，而將固定的空間作為虛擬內存，加快存取速度。虛擬內存的設置最好在「磁碟碎片整理」之後進行，這樣虛擬內存就分不在一個連續的、無碎片文
如果你的硬碟夠大，那就請你打開」控制面板「中的「系統」，在「性能」選項中打開「虛擬內存」，選擇第二項：用戶自己設定虛擬內存設置，指向一個較少用的硬碟，並把最大值和最小值都設定為一個固定值，大小為物理內存的2倍左右。這樣，虛擬存儲器在使用硬碟時，就不用遷就其忽大忽小的差別，而將固定的空間作為虛擬內存，加快存取速度。虛擬內存的設置最好在「磁碟碎片整理」之後進行，這樣虛擬內存就分不在一個連續的、無碎片文件的空間上，可以更好的發揮作用。
虛擬內存使用技巧
對於虛擬內存如何設置的問題，微軟已經給我們提供了官方的解決辦法，對於一般情況下，我們推薦採用如下的設置方法：
(1)在Windows系統所在分區設置頁面文件，文件的大小由你對系統的設置決定。具體設置方法如下：打開"我的電腦"的"屬性"設置窗口，切換到"高級"選項卡，在"啟動和故障恢復"窗口的"寫入調試信息"欄，如果你採用的是"無"，則將頁面文件大小設置為2MB左右，如果採用"核心內存存儲"和"完全內存存儲"，則將頁面文件值設置得大一些，跟物理內存差不多就可以了。
小提示：對於系統分區是否設置頁面文件，這里有一個矛盾：如果設置，則系統有可能會頻繁讀取這部分頁面文件，從而加大系統盤所在磁軌的負荷，但如果不設置，當系統出現藍屏死機(特別是STOP錯誤)的時候，無法創建轉儲文件 (Memory.dmp)，從而無法進行程序調試和錯誤報告了。所以折中的辦法是在系統盤設置較小的頁面文件，只要夠用就行了。
(2)單獨建立一個空白分區，在該分區設置虛擬內存，其最小值設置為物理內存的1.5倍，最大值設置為物理內存的3倍，該分區專門用來存儲頁面文件，不要再存放其它任何文件。之所以單獨劃分一個分區用來設置虛擬內存，主要是基於兩點考慮：其一，由於該分區上沒有其它文件，這樣分區不會產生磁碟碎片，這樣能保證頁面文件的數據讀寫不受磁碟碎片的干擾；其二，按照Windows對內存的管理技術，Windows會優先使用不經常訪問的分區上的
頁面文件，這樣也減少了讀取系統盤里的頁面文件的機會，減輕了系統盤的壓力。
(3)其它硬碟分區不設置任何頁面文件。當然，如果你有多個硬碟，則可以為每個硬碟都創建一個頁面文件。當信息分布在多個頁面文件上時，硬碟控制器可以同時在多個硬碟上執行讀取和寫入操作。這樣系統性能將得到提高。
6. 考題，快：什麼是虛擬存儲器它主要解決什麼問題
擴大存儲容量。
虛擬存儲器即虛擬內存，虛擬內存是計算機系統內存管理的一種技術。針對物理地址的直接映射的許多弊端，計算機的設計中就採取了一個虛擬化設計，就是虛擬內存。CPU通過發出虛擬地址，虛擬地址再通過MMU翻譯成物理地址，最後獲得數據。
來源
虛擬存儲器源出於英國ATLAS計算機的一級存儲器概念。這種系統的主存為16千字的磁芯存儲器，但中央處理器可用20位邏輯地址對主存定址。到1970年，美國RCA公司研究成功虛擬存儲器系統。IBM公司於1972年在IBM370系統上全面採用了虛擬存儲技術。虛擬存儲器已成為計算機系統中非常重要的部分。
以上內容參考：網路-虛擬存儲器
7. 虛擬存儲器有哪些特徵其中最本質的特徵是什麼
虛擬存儲器有離散性，多次性，對換性和虛擬性這四個主要特徵：
1、離散性，是指內存分配時採用離散分配的方式。若採用連續分配方式，需要將作業裝入到連續的內存區域，這樣需要連續地一次性申請一部分內存空間，無法實現虛擬存儲功能，只有採用離散分配方式，才能為它申請內存空間，以避免浪費內存空間。
2、 多次性，多次性是指一個作業被分成多次調入內存運行。作業在運行時，只將當前運行的那部分程序和數據裝入內存，以後再陸續從外存將需要的部分調入內存。
3、 對換性，對換性是指允許在作業運行過程中換進換出。允許將暫時不用的程序和數據從內存調至外存的對換區，以後需要時再從外存調入到內存。
4、 虛擬性，虛擬性是指能夠從邏輯上擴充內存容量，使用戶所看到的內存容量遠大於實際的內存容量。
(7)虛擬的存儲器擴展閱讀：
虛擬存儲器是計算機系統內存管理的一種技術。它使得應用程序認為它擁有連續的可用的內存（一個連續完整的地址空間），而實際上，它通常是被分隔成多個物理內存碎片，還有部分暫時存儲在外部磁碟存儲器上，在需要時進行數據交換。
虛擬存儲器是由硬體和操作系統自動實現存儲信息調度和管理的。它的工作過程包括6個步驟：
①中央處理器訪問主存的邏輯地址分解成組號a和組內地址b，並對組號a進行地址變換，即將邏輯組號a作為索引，查地址變換表，以確定該組信息是否存放在主存內。
②如該組號已在主存內，則轉而執行④；如果該組號不在主存內，則檢查主存中是否有空閑區，如果沒有，便將某個暫時不用的組調出送往輔存，以便將這組信息調入主存。
③從輔存讀出所要的組，並送到主存空閑區，然後將那個空閑的物理組號a和邏輯組號a登錄在地址變換表中。
④從地址變換表讀出與邏輯組號a對應的物理組號a。
⑤從物理組號a和組內位元組地址b得到物理地址。
⑥根據物理地址從主存中存取必要的信息。
8. 什麼是虛擬存儲器
虛擬存儲器是指具有請求調入功能和置換功能，能從邏輯上對內存容量加以擴充的一種存儲器系統。
功能：基本分頁 + 「請求調頁」和「頁面置換」功能。
換入和換出基本單位都是長度固定的頁面。請求分頁技術的基本思想是：當一個進程的部分頁面在內存時就可調度它運行；在運行過程中若用到的頁面尚未在內存，則把它們動態換入內存。這樣，就減少了對換時間和所需內存數量，允許增加程序的道數。
請求分頁技術是在簡單分頁技術基礎上發展起來的，兩者根本區別是：請求分頁提供虛擬存儲器，而簡單分頁系統並未提供虛擬存儲器。
(8)虛擬的存儲器擴展閱讀
虛擬存儲器地址變換基本上有3種形虛擬存儲器工作過程式：全聯想變換、直接變換和組聯想變換。替換規則用來確定替換主存中哪一部分，以便騰空部分主存，存放來自輔存要調入的那部分內容。常見的替換演算法有4種：
①隨機演算法：用軟體或硬體隨機數產生器確定替換的頁面。
②先進先出：先調入主存的頁面先替換。
③近期最少使用演算法（LRU，Least Recently Used）：替換最長時間不用的頁面。
④最優演算法：替換最長時間以後才使用的頁面。這是理想化的演算法，只能作為衡量其他各種演算法優劣的標准。
虛擬存儲器的效率是系統性能評價的重要內容，它與主存容量、頁面大小、命中率，程序局部性和替換演算法等因素有關。