1. 说明

• 1.在概念上，可以将主存存储器看作一个由若干个字节构成的存储空间，每个字节(称为一个存储单元)有一个地址编号，主存单元的该地址称为物理地址(Physical Address)。
• 2.当需要访问主存中的数据时，由 CPU给出要访问数据所在的存储单元地址，然后由主存的读写控制部件定位对应的存储单元，对其进行读(或写)操作来完成访问操作。
• 3.现代系统提供了一种对主存的抽象,称为虚拟存储( Vrtual Memory),使用虚拟地址( VntualAddress，由 CPU 生成)的概念来访问主存，使用专门的MMU(Memory Management Unit)将虚拟地址转换为物理地址后访问主存。
• 4.设主存容量为4GB，则其简化后的访问操作和内存模型如图所示。
  
• 5.虚拟存储器实际上是一种逻辑存储器，实质是对物理存储设备进行逻辑化的处理，并将统一的逻辑视图呈现给用户。
• 6.用户在使用时，操作的是虚拟设备，无需关心底层的物理环境，从而可以充分利用基于异构平台的存储空间，达到最优化的使用效率。

2. 定义

• 1.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换功能，从而为用户提供一个看似容量极大的内存储器。
• 2.这种存储区的容量并不受限于物理主存的大小，而是由计算机的地址结构和可用磁盘容量共同决定。

3. 工作原理

• 1.虚拟存储器的工作原理基于局部性原理，即程序在执行时，往往会在一段时间内集中访问内存的某个部分。
• 2.因此，系统只需将当前需要执行的代码和数据装入内存，其余部分则保留在磁盘上。
• 3.当程序需要访问不在内存中的数据时，系统会自动将这些数据从磁盘调入内存，并将内存中不再需要的数据调出到磁盘上，以腾出空间给新数据。

4. 管理方式

• 1.段式管理：将程序按照逻辑上相对独立的部分划分成若干段，每段拥有自己的名字和地址空间。系统为每段分配一个连续的存储空间，但各段之间在物理上不必连续。
• 2.页式管理：将程序和数据划分成固定大小的页，每页的大小由系统决定。系统为每页分配一个连续的存储空间，但各页之间在物理上同样不必连续。页式管理通过页表来实现从逻辑地址到物理地址的映射。
• 3.段页式管理：结合了段式和页式管理的优点，首先将程序分成若干段，然后每段再划分成若干页。这样既保留了段的逻辑独立性，又便于实现高效的内存管理。

5. 优点

• 1.扩大了程序可访问的存储空间：通过虚拟存储技术，程序可以访问的存储空间不再受限于物理内存的大小，从而可以运行更大的程序或同时运行更多的程序。
• 2.便于实施多任务的保护和隔离：在虚拟存储环境中，每个任务或程序都有自己独立的地址空间，从而实现了任务之间的保护和隔离。
• 3.便于操作系统实现内存管理：虚拟存储技术为操作系统提供了更灵活的内存管理手段，使得系统能够更有效地利用内存资源。

6. 例题

6.1 例题1

• 1.题目

1.常用的虚拟存储器由(A)两级存储器组成
A.主存-辅存
B.主存-网盘
C.Cache-主存
D.Cache-硬盘

• 2.分析

1.虚拟存储器是为了给用户提供更大的随机存储空间而采用的一种存储技术。
2.它将内存和外存结合使用，速度接近于主存，成本与辅存相近。
3.虚拟存储器由主存和辅存组成。