❶ 虚拟存储器有哪些特征其中最本质的特征是什么
虚拟存储器有离散性,多次性,对换性和虚拟性这四个主要特征:
1、离散性,是指内存分配时采用离散分配的方式。若采用连续分配方式,需要将作业装入到连续的内存区域,这样需要连续地一次性申请一部分内存空间,无法实现虚拟存储功能,只有采用离散分配方式,才能为它申请内存空间,以避免浪费内存空间。
2、 多次性,多次性是指一个作业被分成多次调入内存运行。作业在运行时,只将当前运行的那部分程序和数据装入内存,以后再陆续从外存将需要的部分调入内存。
3、 对换性,对换性是指允许在作业运行过程中换进换出。允许将暂时不用的程序和数据从内存调至外存的对换区,以后需要时再从外存调入到内存。
4、 虚拟性,虚拟性是指能够从逻辑上扩充内存容量,使用户所看到的内存容量远大于实际的内存容量。
(1)虚拟存储器有哪三个特征扩展阅读:
虚拟存储器是计算机系统内存管理的一种技术。它使得应用程序认为它拥有连续的可用的内存(一个连续完整的地址空间),而实际上,它通常是被分隔成多个物理内存碎片,还有部分暂时存储在外部磁盘存储器上,在需要时进行数据交换。
虚拟存储器是由硬件和操作系统自动实现存储信息调度和管理的。它的工作过程包括6个步骤:
①中央处理器访问主存的逻辑地址分解成组号a和组内地址b,并对组号a进行地址变换,即将逻辑组号a作为索引,查地址变换表,以确定该组信息是否存放在主存内。
②如该组号已在主存内,则转而执行④;如果该组号不在主存内,则检查主存中是否有空闲区,如果没有,便将某个暂时不用的组调出送往辅存,以便将这组信息调入主存。
③从辅存读出所要的组,并送到主存空闲区,然后将那个空闲的物理组号a和逻辑组号a登录在地址变换表中。
④从地址变换表读出与逻辑组号a对应的物理组号a。
⑤从物理组号a和组内字节地址b得到物理地址。
⑥根据物理地址从主存中存取必要的信息。
❷ 虚拟储存器有哪些基本特征
虚拟存储器的特征隐冲可以概括为以下四点。离散性:装入虚拟存储器的进程都是离散存放的,这是虚拟存储器的基础。多次性:一个作业被分成多次调入内存运行记载作业运行时没必要将其他装入,只需将当前要运行的那部分程序和数据装入内存,以后每当运行到上位,调入那部分程序实在将他调入。对换性:允许在作业的运行过程中进行换进,换出在进程运行期间允许将那些暂不使用的程序和数据从内存调置外存的兑换区。待以后需要时再将他们从外存掉至内存。虚拟性:只能够从逻辑上扩充内存容量,虚拟出一个较大的逻辑空间,使用户所看到的内存容量远大于实际内存容量。
虚拟存储器是计算机系统内存管理的一种技术。它使得应用程序认为它拥有连续的可用的贺码内存(一个连续完整的地址空间),而实际上,它通常是被分隔成多个物理内存碎片,还有部分暂时存储在外禅携哪部磁盘存储器上,在需要时进行数据交换。
❸ 虚拟存储器有哪些特征其中最本质的特征是什么
可参考下:
a. 虚拟存储器具有离散性,多次性,对换性和虚拟性的特征;
b. 其中最本质的特征是离散性,在此基础上又形成了多次性和对换性,所表现出来的最重要的特征是
---虚拟性.
c. 对于为实现请求分页存储管理方式的系统,除了需要一台具有一定容量的内存及外存的计算机外,还需要有页表机制,缺页中断机构以及地址变换机构;
d . 对于为实现请求分段存储管理方式的系统,除了需要一台具有一定容量的内存及外存的计算机外,还需要有段表机制,缺段中断机构以及地址变换机构;
❹ 虚拟存储器最显着的特点就是实现主存和辅存之间的动态调度。动态调度指的是
在CPU和主存之间增加一级速度快、但容量较小且每位价格较高的高速缓冲存储Cache)。借助于辅助软硬件,它与主存构成一个有机的整体,以弥补主存速度的不足。这个层次的工作主要由硬件实现。“主存-辅存”层次的目的是为了弥补主存容量的不足。它是在主存外面增加一个容量更大、每位价格更低、但速度更慢的存储器(称为辅存,一般是硬盘)。它们依靠辅助软硬件的作用,构成一个整体。“主存-辅存”层次常被用来实现虚拟存储器,向编程人员提供大量的程序空间。“Cache-主存”“主存-辅存”目的为了弥补主存速度的不足为了弥补主存容量的不足存储管理实现全部由专用硬件实现主要由软件实现访问速度的比值(第一级比第二级)大小几比一几百比一典型的块(页)几十个字节几百到几千个字节CPU对第二级的访问方式可直接访问均通过第一级失效时CPU是否切换不切换切换到其它进程
❺ 虚拟存储器的特征不包括
对立性。虚拟存储器在具有层次结构存储器的计算机系统中,自动实现部分装入和部分替旁贺换功能尺余。运困派没有对立性特征。虚拟存储器能从逻辑上为用户提供一个比物理贮存容量大得多,可寻址的“主存储器”。
❻ 计算机操作系统虚拟存储器的技术优点是什么
虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术。它的优点是使得应用程序认为它拥有连续的可用的内存(一个连续完整的地址空间)。而实际上,它通常是被分隔成多个物理内存碎片,还有部分暂时存储在外部磁盘存储器上,在需要时进行数据交换。
如有帮助请采纳,手机则点击右上角的满意,谢谢!!
❼ 操作系统(三)内存管理 3.2 虚拟内存管理
传统存储管理很多暂时用不到的数据也会长期占用内存,导致内存利用率不高,他们具有以下两个特征
高速缓冲技术的思想:将近期会频繁访问到的数据放到更高速的存储器中,暂时用不到的数据放在更低速存储器中。快表机构就是将近期常访问的页表项副本放到更高速的联想寄存器中,其依赖的就是局部性原理
时间局部性:如果执行了程序中的某条指令,那么不久后这条指令很有可能再次执行;如果某个数据被访问过,不久之后该数据很可能再次被访问。(因为程序中存在大量的循环)
空间局部性:一旦程序访问了某个存储单元,在不久之后,其附近的存储单元也很有可能被访问。(因为很多数据在内存中都是连续存放的,并且程序的指令也是顺序地在内存中存放的)
基于局部性原理,在程序装入时,可以将程序中很快会用到的部分装入内存,暂时用不到的部分留在外存,就可以让程序开始执行。在程序执行过程中,当所访问的信息不在内存时,由操作系统负责将所需信息从外存调入内存,然后继续执行程序。若内存空间不够,由操作系统负责将内存中暂时用不到的信息换出到外存。在操作系统的管理下,在用户看来似乎有一个比实际内存大得多的内存,这就是 虚拟内存 。虚拟内存是操作系统虚拟性的一个体现,实际的物理内存大小没有变,只是在逻辑上进行了扩充。
虚拟内存有以下三个主要特征:
虚拟内存技术,允许一个作业分多次调入内存。如果采用连续分配方式,会不方便实现。因此,虚拟内存的实现需要建立在离散分配的内存管理方式基础上。
虚拟内存的实现有以下三种方式
在程序执行过程中,当所访问的信息不在内存时,由操作系统负责将所需信息从外存调入内存,然后继续执行程序。 [1] 若内存空间不够,由操作系统负责将内存中暂时用不到的信息换出到外存。 [2]
请求分页系统建立在基本分页系统之上,为了支持虚拟存储器功能而增加了请求调页和页面置换功能
与基本分页管理相比,请求分页管理中,为了实现“请求调页”,操作系统需要知道每个页面是否已经调入内存;如果还没调入,那么也需要知道该页面在外存中存放的位置。当内存空间不够时,要实现“页面置换”,操作系统需要通过某些指标来决定到底换出哪个页面;有的页面没有被修改过,就不用再浪费时间写回外存。有的页面修改过,就需要将外存中的旧数据覆盖,因此,操作系统也需要记录各个页面是否被修改的信息。因此,请求页表项增加了四个字段
在请求分页系统中,每当要访问的页面不在内存时,便产生一个缺页中断,然后由操作系统的缺页中断处理程序处理中断。此时缺页的进程阻塞,放入阻塞队列,调页完成后再将其唤醒,放回就绪队列。如果内存中有空闲块,则为进程分配一个空闲块,将所缺页面装入该块,并修改页表中相应的页表项。
找到对应页表项后,若对应页面未调入内存,则产生缺页中断,之后由操作系统的缺页中断处理程序进行处理
快表中有的页面一定是在内存中的。若某个页面被换出外存,则快表中的相应表项也要删除,否则可能访问错误的页面
页面的换入、换出需要磁盘I/O,会有较大的开销,因此好的页面置换算法应该追求更少的缺页率
最佳置换算法(OPT,Optimal):每次选择淘汰的页面将是以后永不使用,或者在最长时间内不再被访问的页面,这样可以保证最低的缺页率。
最佳置换算法可以保证最低的缺页率,但实际上,只有在进程执行的过程中才能知道接下来会访问到的是哪个页面。操作系统无法提前预判页面访问序列。因此,最佳置换算法是无法实现的。
先进先出置换算法(FIFO):每次选择淘汰的页面是最早进入内存的页面。把调入内存的页面根据调入的先后顺序排成一个队列,需要换出页面时选择队头页面即可。队列的最大长度取决于系统为进程分配了多少个内存块。
只有FIFO算法会产生Belady异常 [3] 。另外,FIFO算法虽然实现简单,但是该算法与进程实际运行时的规律不适应,因为先进入的页面也有可能最经常被访问。因此,算法性能差
最近最久未使用置换算法(LRU,least recently used):每次淘汰的页面是最近最久未使用的页面。赋予每个页面对应的页表项中,用访问字段记录该页面自上次被访问以来所经历的时间t。当需要淘汰一个页面时,选择现有页面中t值最大的,即最近最久未使用的页面。
该算法的实现需要专门的硬件支持,虽然算法性能好,但是实现困难,开销大
时钟置换算法是一种性能和开销较均衡的算法,又称CLOCK算法,或最近未用算法(NRU,NotRecently Used)简单的CLOCK算法实现方法:为每个页面设置一个访问位,再将内存中的页面都通过链接指针链接成一个循环队列。当某页被访问时,其访问位置为1。当需要淘汰一个页面时,只需检查页的访问位。如果是0,就选择该页换出;如果是1,则将它置为0,暂不换出,继续检查下一个页面,若第一轮扫描中所有页面都是1,则将这些页面的访问位依次置为0后,再进行第二轮扫描(第二轮扫描中一定会有访问位为0的页面,因此简单的CLOCK算法选择一个淘汰页面最多会经过两轮扫描)
改进型的时钟置换算法:
简单的时钟置换算法仅考虑到一个页面最近是否被访问过。事实上,如果被淘汰的页面没有被修改过,就不需要执行I/O操作写回外存。只有被淘汰的页面被修改过时,才需要写回外存。因此,除了考虑一个页面最近有没有被访问过之外,操作系统还应考虑页面有没有被修改过。在其他条件都相同时,应优先淘汰没有修改过的页面,避免I/O操作。这就是改进型的时钟置换算法的思想。修改位=0,表示页面没有被修改过;修改位=1,表示页面被修改过。为方便讨论,用(访问位,修改位)的形式表示各页面状态。如(1,1)表示一个页面近期被访问过,且被修改过。
算法规则:将所有可能被置换的页面排成一个循环队列
由于第二轮已将所有帧的访问位设为0,因此经过第三轮、第四轮扫描一定会有一个帧被选中,因此改进型CLOCK置换算法选择一个淘汰页面最多会进行四轮扫描
对于分页式的虚拟内存,在进程准备执行时,不需要也不可能把-一个进程的所有页都读入主存。因此,操作系统必须决定读取多少页,即决定给特定的进程分配几个页框。
分配方式有
置换方式有
根据以上,现代操作系统通常采用三种策略:
预调页策略:根据局部性原理,一次调入若干个相邻的页面可能比一次调入一个页面更高效。但如果提前调入的页面中大多数都没被访问过,则又是低效的。因此可以预测不久之后可能访问到的页面,将它们预先调入内存,但目前预测成功率只有50%左右。故这种策略 主要用于进程的首次调入 ,由程序员指出应该先调入哪些部分。
请求调页策略:进程 在运行期间发现缺页时才将所缺页面调入内存 。由这种策略调入的页面一定会被访问到,但由于每次只能调入一页,而每次调页都要磁盘l/O操作,因此I/O开销较大。
请求分页系统中的外存分为两部分:用于存放文件的文件区和用于存放对换页面的对换区。对换区通常采用连续分配方式,而文件区采用离散分配方式,因此对换区的磁盘I/O速度比文件去的更快
刚刚换出的页面马上又要换入内存,刚刚换入的页面马上又要换出外存,这种频繁的页面调度行为称为抖动,或颠簸。产生抖动的主要原因是进程频繁访问的页面数目高于可用的物理块数(分配给进程的物理块不够)
工作集:指在某段时间间隔里,进程实际访问页面的集合。
操作系统会根据“窗口尺寸”来算出工作集。
工作集大小可能小于窗口尺寸,实际应用中,操作系统可以统计进程的工作集大小,根据工作集大小给进程分配若干内存块。 [4]
一般来说,驻留集大小不能小于工作集大小,否则进程运行过程中将频繁缺页。
❽ 虚拟存储器的基本原理是什么其容量主要受到什么限制
虚拟存储器的基本特征是:
①虚拟扩充,即不是物理上而是逻辑上扩充了内存容量;
②部分装入,即每个作业不是全部一次性地装入内存,而是只装入一部分;
③离散分配,即不必占用连续的内存空间,而是"见缝插针";
④多次对换,即所需的全部程序和数据要分成多次调入内存.
虚拟存储器的容量主要受到指令中表示地址的字长和外存的容量的限制.
❾ 虚拟存储器基于什么原理
虚拟存储器的概念
为解决内存小而作业大、作业多的矛盾, 以及执行过程中只是把当前运行需要的那部分程序和数据装入内存。 所以,操作系统把各级存储器统一管理起来。就是说, 应该把一个程序当前正在使用的部分放在内存, 而其余部分放在磁盘上,就启动执行它。操作系统根据程序执行时的要求和内存的实际使用情况, 随机地对每个程序进行换入/换出。
这样, 就给用户提供一个比正式的内存空间大的多的地址空间, 这就是虚拟存储器。所谓虚拟存储器是用户能作为可编址内存对待的存储空间, 在这种计算机系统中虚地址被映射成实地址。简单地说,虚拟存储器:是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。就是说, 虚拟存储器并不是实际的内存,它的大小比内存空间大的多; 用户感觉所能使用的“内存”非常大, 但这是操作系统对物理内存的扩充。
它的物质基础是:二级存储器结构、和动态地址转换(DAT)。
机构虚拟存储器的基本特征:
虚拟扩充。 虚拟存储器不是物理上扩充内存空间, 而是逻辑上扩充了内存容量。
部分装入。 每个作业不是全部一次的装入内存, 而是分成若干部分。
离散分配。 一个作业分成多个部分,没有全部装入内存。 即使装入内存的那些部分也不必占用连续的内存空间, 而是“见缝插针”。
多次对换。 在一个进程运行期间, 它所需的全部程序和数就要分成多次调入内存。
注意: 虚拟存储器的容量虽然提供了特大的地址空间, 用户在编程时一般不应考虑可用空间有多大。 但是, 虚拟存储器的容量不是无限大的。 它主要受两方面的限制:(1)机器指令中表示地址的二进制数是有限的;(2)外存的容量也是有限的。
更多:
http://www.fjtu.com.cn/fjnu/courseware/0333/course/_source/web/lesson/char2/j4.htm
❿ 虚拟存储器有哪些基本特征
虚拟存储器的基本特征有离散性、多次性、对换性和虚拟性。
离散性是其最基本的特征,在离散性的基础上又形成了多次性和对换性两个特征,而虚拟存储器能表冲拍现的最重要特征是虚拟性。系统如果想要实现请求分页存储管理,除了要求计算机具备一定内存和外存外,还要求计算机具备页表机制、缺页中断机构以及地址交换机构。如果系统想要实现请求分段存储管理,计算机除要有一定容量的内存和外存外,还要有段表机制,缺段中断机构以和地址变换机构。
内存在计算机中的作用很大,电脑中所有运行的程序都需要经过内存来执行迹判并,如果执行的程序很大或很多,就会导致内存消耗殆尽。为了解决这个问题,Windows中运用了虚拟内存技术,即拿出一部分硬盘空间来充当内存使用,当内存占用完时,电脑就会自动调用硬盘来充当内存,以缓解内存的紧张。
什么是虚拟存储器:
虚拟存储器(Virtual Memory):在具有层次结构存储器的计算机系统中,自动实现部分装入和部分替换功能,能从逻辑上为用户提供一个比物理贮存容量大得多,可寻址的“主存储器”。虚拟存储区的容量与物理主存大小无关,而受限于计算机的地址结构姿迹和可用磁盘容量。根据所用的存储器映像算法,虚拟存储器管理方式主要有段式、页式、和段页式三种。