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虛擬存儲技術是擴充什麼技術

發布時間: 2023-03-21 08:44:19

A. 虛擬內存技術是將什麼作為主存使用實現了在什麼上擴充了主存容量

主存只有一個,即RAM,就是常說的內存。
虛擬內存,是將磁碟作為主存的臨時存儲空間,用於與主存的數據交互。
所有的緩存,虛擬內存無非是為了增加訪問速度。

CPU 有寄存器緩存,硬碟有硬碟緩存。 這些都是硬體上的支持。

虛擬內存,大多是軟體上的支持。常說的系統的虛擬內存是為了給系統訪問內存時的緩存。

還有像BT下載的時候也會先載入入緩存,再寫入硬碟,早先的BT是直接對硬碟讀寫,所以說,常用BT傷硬碟是對的。現在的BT軟體上的改進,加入緩存,先寫入緩存,再寫入硬碟。

就說這么多吧。

B. 什麼是虛擬存儲器和局部性原理

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進行擴充的一種存儲器系統。在虛擬存儲器系統中,作業無需全部裝入,只要裝入一部分就可運行。
引入虛擬存儲技術之後,可以:
1、提高內存利用率;(如:定義100*100大小的數組,可能只用到10*10個元素)
2、程序不再受現有物理內存空間的限制;編程變得更容易;
3、可以提高多道程序度,使更多的程序能夠進入內存運行。程序局部性原理:虛擬存儲管理的效率與程序局部性程序有很大關系。根據統計,進程運行時,在一段時間內,其程序的執行往往呈現出高度的局限性,包括時間局部性和空間局部性。
1、時間局部性:是指若一條指令被執行,則在不久的將來,它可能再被執行。
2、空間局部性:是指一旦一個存儲單元被訪問,那它附近的單元也將很快被訪問。

C. 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。

(3)虛擬存儲技術是擴充什麼技術擴展閱讀

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。

D. 虛擬存儲器的關鍵技術

請求調頁技術、野首置換頁技術。虛擬存儲器具有離散性、多次性、對換性、虛擬性的特點,技術包括請求調頁技或森術、置換頁技術。虛擬存儲器是指,具有調入功能和置換功能,能從邏輯上對內存衫脊畝的空間進行擴充的一種存儲器。

E. 真我gt擴展運存有用嗎

真我gt擴展運存是有用的,擴展運存可以使你的運行內存就會變得快,運行APP也會很快,所以說運行內存擴展還是真的有用的,可以提高手機的性能。

有限的內存容量遠遠不能滿足大程序以及共存於內存的多個程緩搜序的存儲要求,這就仿喊得藉助於一些存儲技術來實現內存的擴擾大歷充。

實現技術

虛擬存儲技術是實現內存擴充的主要手段,他把外存當作內存的直接延伸,從而將有限的實際內存簡稱實存與大容量的外存統一組織成一個遠大於實存的虛擬存儲器簡稱虛存,使用戶感覺到主存空間無限大。

當一個程序運行時,其全部信息裝入虛存空間,但實際上可把程序當作執行所涉及的那一部分信息存於內存,而其他部分則存於外存。

當所訪問的信息不在內存時,則由操作系統負責調入所需部分,當內存空間緊張,又由操作系統負責將內存中暫時不用的信息調至外存,以騰出空間來供必需之用。

虛擬存儲技術使每個用戶作業都對應有一個虛存,用戶編程時不必考慮實存的大小,也就是說一個虛擬存儲器就是一個作業的邏輯地址空間,虛存的容量與內存的容量沒有直接聯系,而是由處理機的地址線的位數來決定的。

F. 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。

(6)虛擬存儲技術是擴充什麼技術擴展閱讀:

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。

G. 什麼是虛擬存儲技術

1 虛擬存儲技術的產生
虛擬化技術並不是一件很新的技術,它的發展,應該說是隨著計算機技術的發展而發展起來的,最早是始於70年代。由於當時的存儲容量,特別是內存容量成本非常高、容量也很小,對於大型應用程序或多程序應用就受到了很大的限制。為了克服這樣的限制,人們就採用了虛擬存儲的技術,最典型的應用就是虛擬內存技術。隨著計算機技術以及相關信息處理技術的不斷發展,人們對存儲的需求越來越大。這樣的需求刺激了各種新技術的出現,比如磁碟性能越來越好、容量越來越大。但是在大量的大中型信息處理系統中,單個磁碟是不能滿足需要,這樣的情況下存儲虛擬化技術就發展起來了。在這個發展過程中也由幾個階段和幾種應用。首先是磁碟條帶集(RAID,可帶容錯)技術,將多個物理磁碟通過一定的邏輯關系集合起來,成為一個大容量的虛擬磁碟。而隨著數據量不斷增加和對數據可用性要求的不斷提高,又一種新的存儲技術應運而生,那就是存儲區域網路(SAN)技術。SAN的廣域化則旨在將存儲設備實現成為一種公用設施,任何人員、任何主機都可以隨時隨地獲取各自想要的數據。目前討論比較多的包括iSCSI、FC Over IP 等技術,由於一些相關的標准還沒有最終確定,但是存儲設備公用化、存儲網路廣域化是一個不可逆轉的潮流。

2 虛擬存儲的概念
所謂虛擬存儲,就是把多個存儲介質模塊(如硬碟、RAID)通過一定的手段集中管理起來,所有的存儲模塊在一個存儲池(Storage Pool)中得到統一管理,從主機和工作站的角度,看到就不是多個硬碟,而是一個分區或者卷,就好象是一個超大容量(如1T以上)的硬碟。這種可以將多種、多個存儲設備統一管理起來,為使用者提供大容量、高數據傳輸性能的存儲系統,就稱之為虛擬存儲。

H. 內存擴充之虛擬存儲技術

傳統存儲管理

特徵

時間局部性:如果執行了程序中的某條指令,那麼不久後這條指令很有可能再次執行;如果某個數據被訪問過,不久之後該數據很可能再次被訪問(因為程序中存在大量循環)
空間局部性:一旦程序訪問了某個存儲單元,在不久之後,其附近的存儲單元很有可能被訪問(因為很多數據在內存中是連續存放的,並且程序的指令也是順序地在內存中存放的

寄存器
高速緩存
內存
外存(如磁碟、磁帶等)

越往上容量越小,訪問速度越快,成本越高
越往下容量越大,訪問速度越慢,成本越低

高速緩存技術的思想:將近期會頻繁訪問到的數據放到更高速的存儲器中,暫時用不到的數據放在更低速存儲器中
快表機構就是將近期常訪問的頁表項副本放到更高速的cache中

基於局部性原理,在程序裝入時,可以將程序中很快就會用到的部分裝入內存,暫時用不到的部分留在外存,就可以讓程序開始執行
在程序執行過程中,當所訪問的信息不在內存時,由操作系統負責將所需信息從外存調入內存,然後繼續執行程序
若內存空間不夠,由操作系統將內存中暫時用不到的信息換出到外存

因此,在操作系統的管理下,在用戶看來似乎有一個比實際內存大得多的內存,這就是虛擬內存
操作系統虛擬性的一個體現,實際的物理內存大小沒有變,只是在邏輯上進行了擴充

虛擬內存的最大容量是由計算機的地址結構(CPU定址范圍)確定的
虛擬內存的實際容量 = min(內存外存容量之和,CPU定址范圍)

虛擬內存有以下三個主要特徵

虛擬內存技術,允許一個作業多次調入內存。如果採用連續分配方式,會不方便實現。因此,虛擬內存的實現需要建立在離散分配的內存管理方式基礎上

傳統的非連續分配存儲管理
基本分頁存儲管理
基本分段存儲管理
基本段頁式存儲管理

虛擬內存的實現
請求分頁存儲管理
請求分段存儲管理
請求段頁式存儲管理

主要區別:在程序執行過程中,當所訪問的信息不在內存時,由操作系統負責將所需信息從外存調入內存,然後繼續執行程序。若內存空間不夠,由操作系統負責將內存中暫時用不到的信息換出到外存
操作系統要提供請求調頁/段功能、頁面/段置換功能

請求分頁存儲管理和基本分頁存儲管理的主要區別

頁表機制
頁表項:內存塊號、狀態位、訪問欄位、修改位、外存地址,頁號時隱含的
內存塊號是頁面在內存中對應的頁框號,如果狀態位為0,則內存塊號為無
狀態位表示是否已被調入內存
訪問欄位記錄最近被訪問過幾次,或者上次訪問時間,由此操作系統能夠提供置換演算法
修改位記錄頁面被調入內存後是否被修改過,如果沒有,就不需要浪費時間寫回外存
外存地址是頁面在外存中的存放位置

缺頁中斷機構
在請求分頁系統中,每當要訪問的頁面不在內存時,便會產生一個缺頁中斷,然後由操作系統的缺頁中斷處理程序處理中斷(內中斷)
此時缺頁的進程阻塞,放入阻塞隊列,調頁完成後再將其喚醒,放回就緒隊列
如果內存中有空閑塊,則為進程分配一個空閑塊,將所缺頁面裝入該塊,並修改頁表中相應的頁表項
如果內存中沒有空閑塊,則由頁面置換演算法選擇一個頁面淘汰,若該頁面在內存期間被修改過,則要將其寫回外存,為修改過的頁面不用寫回外存
一條指令再執行期間可能產生多次缺頁中斷( A to B)

新增的步驟

頁面的換入、換出需要磁碟IO,會有較大的開銷,因此好的頁面置換演算法應該追求更少的缺頁率

缺頁中斷≠頁面置換
發生缺頁中斷會發生調頁,只有內存塊滿了才發生頁面置換

最佳置換演算法OPT:每次淘汰以後永不使用或最長時間內不再被訪問的頁面
理想化的演算法,很難實現

先進先出演算法FIFO:每次淘汰最先進入內存的頁面
實現:把調入內存的頁面根據調入的先後順序排成隊列,頁面置換時換出隊頭頁面,新調入的頁面排到隊尾
優點:實現簡單
缺點1:belady異常,為進程分配的物理塊數增大時,缺頁次數不減反增的異常現象。只有FIFO會產生belady異常。
缺點2:演算法與進程實際運行時的規律不適應,因為先調入的頁面有可能最經常被訪問,因此演算法性能差

最近最久未使用置換演算法LRU:淘汰最近最久未使用的頁面
實現方法:賦予每個頁面對應的頁表項中,用訪問欄位記錄該頁面自上次被訪問以來所經歷的時間t
優點:性能最接近OPT
缺點:實現困難、開銷大

時鍾置換演算法CLOCK/NRU

簡單NRU:為每一個頁表項設置一個訪問位,再將內存中的頁面都通過連接指針連成一個循環隊列,當某頁被訪問時,訪問位為1,只需檢查頁的訪問位。如果為0,就將該頁換出,否則將其改為0,暫不換出,繼續向後掃描,若第一輪掃描都是1,將這也頁面的訪問位改為0後,進行第二輪掃描,第二輪掃描中一定會有訪問位為0的頁面,將其換出。因此最多經過兩輪掃描

改進NRU:如果淘汰的頁面沒有被修改過,就不需要執行IO操作,只有淘汰的頁面被修改過時,才需要寫回外存。因此,同時考慮最近有無訪問和有無修改,在其他條件相同時,優先淘汰沒有修改過的頁面,避免IO操作
第一輪:找到第一個訪問位和修改位都為0的頁面進行替換,如果沒有找到進行下一輪掃描
第二輪:查找第一個訪問位為0,修改位為1的頁面進行替換,本輪將所有被掃描過的訪問位設置為0,如果沒有進行下一輪掃描
第三輪:查找0,0替換否則下一輪
第四輪:查找0,1替換
最多會進行四輪掃描

駐留集:請求分頁管理中給進程分配的物理塊的集合
在採用了虛擬存儲技術的系統中,駐留集大小一般小於進程的總大小
駐留集太小,導致缺頁頻繁,系統要花大量時間處理缺頁,實際用於進程推進的時間很少
駐留集太大,會導致多道程序並發度下降,資源利用率降低

固定分配:操作系統為每個進程分配一組固定數目的物理塊,在進程運行期間不再改變
可變分配:先為每個進程分配一定數目的物理塊,在進程運行期間,可根據情況作適當的增加或減少

局部置換:發生缺頁時只能選進程自己的物理地址塊進行置換
全局置換:可以將操作系統保留的空閑物理塊分配給缺頁進程,也可以將別的進程持有的物理塊置換到外存,再分配給缺頁進程

不存在固定分配全局置換的策略,因為全局置換意味著一個進程擁有的物理塊數量必然改變
其他三種組合存在

固定分配局部置換:系統為每個進程分配一定數量的物理塊,在整個運行期間都不改變。若進程在運行中發生缺頁,並且需要進行頁面置換,則只能從該進程在內存中的頁面中選出一頁換出,然後再調入需要的頁面
缺點:很難在剛開始就確定應為每個進程分配多少個物理地址塊才算合理(採用這種策略的系統可以根據進程大小、優先順序、或是根據程序員給出的參數來確定為一個進程分配的內存塊數

可變分配全局置換:剛開始會為進程分配一定數量的物理塊。操作系統會保持一個空閑物理塊隊列,當某進程發生缺頁時,從空閑物理塊中取出一塊分給該進程;若無空閑物理塊,則選擇一個未鎖定的頁面換出到外存,再將該物理塊分配給缺頁的進程。採用這種策略時,只要某進程發生缺頁,都將獲得新的物理塊,僅當空閑物理塊用完時,系統才選擇一個未鎖定的頁面調出。被選擇調出的頁面可能是系統中任何一個進程的頁面,因此這個被選中的進程擁有的物理塊會減少,缺頁率會增加
只要缺頁就給該進程分配新的物理塊

可變分配局部置換:剛開始會為每個進程分配一定數量的物理塊,當某進程發生缺頁時,只允許從該進程自己的物理塊中選出一個進行頁面置換。如果進程在運行過程中頻繁缺頁,系統會為該進程多分配幾個物理塊,直至該進程缺頁率趨於適當程度;反之,如果缺頁率太低,就是當減少分配給該進程的內存塊數
要根據發生缺頁的頻率來動態增加或減少進程的物理塊

何時調入頁面

從何處調入頁面
對換區:讀寫速度更快,採用連續分配方式
文件區:讀寫速度更慢,採用離散分配方式

抖動/顛簸現象:剛剛換出的頁面馬上要換入內存,剛剛換入的頁面馬上要換出外存,這種頻繁的頁面調度行為稱為抖動/顛簸
主要原因是進程頻繁訪問的頁面數目高於可用的物理塊數(分配給進程的物理塊不夠)

為進程分配物理塊太少會使進程發生抖動現象,為進程分配的物理塊太多會降低系統的並發度降低某些資源的利用率。因此提出了「工作集」的概念
工作集:在某段時間間隔里,進程實際訪問頁面的集合
駐留集:請求分頁存儲管理中給進程分配的內存塊的集合
駐留集不能小於工作集,否則進程運行過程中將頻繁缺頁

I. 什麼是虛擬存儲技術

所謂虛擬存儲,就是把內存與外存有機的結合起來使用,從而得到一個容量很大的「內存」,這就稱之為虛擬存儲。 可以說,存儲網路平台的綜合性能的優劣,將直接影響到整櫻老個系統的正常運行。

目前實現虛擬存儲技術的方式有:衫仿

1、在伺服器端的虛擬存儲。伺服器端一般是通過邏輯卷管理來實現虛擬存儲技術。邏輯卷管理為從物理存儲映射到邏輯上的卷提供了一個虛擬層。伺服器只需要處理邏輯卷,而不用管理存儲設備的物理參數。

2、在存儲子系統端的虛擬存儲。在存儲子系統端的虛擬存儲設備主要通過大規模的RAID子系統和多個I/O通道連接到伺服器上,智能控制器提供LUN訪問控制、緩脊塌升存和其他如數據復制等的管理功能。

3、網路設備端實施虛擬存儲。從技術上講,在網路端實施虛擬存儲的結構形式有對稱式與非對稱式虛擬存儲兩種。

J. 虛擬存儲器技術主要用於解決什麼問題簡述虛擬存儲器的基本工作原理。

虛擬存儲器技術主要解決電腦內存不夠的問題,電腦中所運行的程序均需經由內存執行,若執行的程序佔用內存很大或很多,則會導致內存消耗殆盡。

為解決該問題,Windows中運用了虛擬內存技術,即勻出一部分硬碟空間來充當內存使用。當內存耗盡時,電腦就會自動調用硬碟來充當內存,以緩解內存的緊張。若計算機運行程序或操作所需的隨機存儲器(RAM)不足時,則 Windows 會用虛擬存儲器進行補償。

工作原理

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。


(10)虛擬存儲技術是擴充什麼技術擴展閱讀:

相關概念

1、實地址與虛地址

用戶編製程序時使用的地址稱為虛地址或邏輯地址,其對應的存儲空間稱為虛存空間或邏輯地址空間;而計算機物理內存的訪問地址則稱為實地址或物理地址,其對應的存儲空間稱為物理存儲空間或主存空間。程序進行虛地址到實地址轉換的過程稱為程序的再定位。

2、虛擬內存的訪問過程

虛存空間的用戶程序按照虛地址編程並存放在輔存中。程序運行時,由地址變換機構依據當時分配給該程序的實地址空間把程序的一部分調入實存。

每次訪存時,首先判斷該虛地址所對應的部分是否在實存中:如果是,則進行地址轉換並用實地址訪問主存;否則,按照某種演算法將輔存中的部分程序調度進內存,再按同樣的方法訪問主存。

3、異構體系

從虛存的概念可以看出,主存-輔存的訪問機制與cache-主存的訪問機制是類似的。這是由cache存儲器、主存和輔存構成的三級存儲體系中的兩個層次。cache和主存之間以及主存和輔存之間分別有輔助硬體和輔助軟硬體負責地址變換與管理,以便各級存儲器能夠組成有機的三級存儲體系。