虚拟内存技术的基本概念（局部性原理，特征，实现)

1.传统存储管理方式的特征、缺点

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。

1.一次性:

作业必须一次性全部装入内存后才能开始运行。
这会造成两个问题:
①作业很大时，不能全部装入内存，导致大作业无法运行;
②当大量作业要求运行时，由于内存无法容纳所有作业，因此只有少量作业能运行，导致多道程序并发度下降。

2.驻留性:

一旦作业被装入内存，就会一直驻留在内存中，直至作业运行结束。
事实上，在一个时间段内，只需要访问作业的一小部分数据即可正常运行，这就导致了内存中会驻留大量的、暂时用不到的数据，浪费了宝贵的内存资源。

2.局部性原理

1.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)

2.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)

3.高速缓存技术

使用频繁的数据放到更高速的存储器中。

3.虚拟内存的定义和特征

1.定义

• 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

2.特征

• 多次性：无需在作业运行时一次性全部装入内存，而是允许被分成多次调入内存。
• 对换性：在作业运行时无需一直常驻内存，而是允许在作业运行过程中，将作业换入、换出。
• 虚拟性：从逻辑上扩充了内存的容量，使用户看到的内存容量，远大于实际的容量。

4.如何实现虚拟内存技术

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。

1.与传统技术的区别

• 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。（操作系统要提供请求调页（或请求调段）功能）
• 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。（操作系统要提供页面置换(或段置换）的功能)

2.实现

虚拟技术与传统方式相同，对应三种存储管理方式：

• 请求分页存储管理
• 请求分段存储管理
• 请求段页式存储管理