1、虛擬存儲器,3.7虛擬存儲器,說明： 該部分內(nèi)容將在操作系統(tǒng)課程中用完整一章詳細介紹，本課僅簡單引入。,3.7虛擬存儲器,1. 先看什么是實地址與虛地址 用戶編制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(nèi)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。,3.7虛擬存儲器,程序運行或者數(shù)據(jù)處理需要將相關信息流從輔助存儲器調(diào)入內(nèi)存 問題是： 如果信息流容量大于內(nèi)存容量怎么處理？ 多用戶的多任務共享內(nèi)存時，怎樣編制分配內(nèi)存？ 解決辦法： 編程時不考慮實地址，運行時只

2、調(diào)入正在運行或將要運行的信息流。,3.7虛擬存儲器,2. 虛存訪問過程： 虛存空間用戶程序按照虛地址編程并存放于輔存之中。 動態(tài)運行時，判斷：虛地址對應部分是否在內(nèi)存？ 若在：地址轉換 不在：從輔存中調(diào)入,3.7虛擬存儲器,存在兩種情況： 虛地址空間遠大于實地址空間： 提高存儲容量，小內(nèi)存載入大程序。 虛地址空間遠小于實地址空間： 多用戶、多任務，地址變換。 虛存機制功能： 應用程序可以透明地使用整個虛存空間 主存命中率高時，虛存訪問時間接近主存,3.7虛擬存儲器,虛存是概念模型，不是實物 對系統(tǒng)程序不透明 對應用程序透明 虛存能有效提高存儲體系性能,Cache,主存,輔存,Cache-主存訪

3、問機制,主存-輔存 訪問機制,3.7虛擬存儲器,3. 兩種機制的異同： 出發(fā)點相同：提高存儲系統(tǒng)性能 原理相同：局部性原理 側重點不同： 前者：速度差異； 后者：容量、分配、保護等 數(shù)據(jù)通路不通： 前者：有直接通路； 后者：只能訪主存,3.7虛擬存儲器,透明性不同： 前者：由硬件完成，均透明； 后者：硬件軟件完成，僅對用戶程序透明 未命中損失不同： 前者：未命中時間損失小 后者：未命中時間損失大,3.7虛擬存儲器,4.虛存機制要解決的關鍵問題 調(diào)度問題：哪些程序、數(shù)據(jù)調(diào)入主存？ 地址映射問題：內(nèi)外地址變換 替換問題：哪些被覆蓋或者調(diào)出 更新問題：主存、輔存內(nèi)容一致性,3.7虛擬存儲器,不同的虛

4、擬存儲器機制 頁式虛擬存儲器 段式虛擬存儲器 段頁式虛擬存儲器 不同的替換算法： FIFO LRU LFU,3.8奔騰系列機的虛存組織,略,本 章 小 結,對存儲器的要求是容量大、速度快、成本低。 為了解決了這三方面的矛盾，計算機采用多級存儲體系結構，即cache、主存和外存。 內(nèi)存儲器的技術指標有存儲容量、存取時間、存儲周期、存儲器帶寬。 SRAM、DRAM及ROM的相關特性。,本 章 小 結,為提高內(nèi)存使用效率有三種解決方法： 研究新的內(nèi)存材料技術 使用并行技術： 雙端口存儲器（空間并行） 多模塊交叉存儲器（時間并行） 使用多層次存儲體系 Cache 命中率計算 映射（全相聯(lián)、直接映射、組相聯(lián)） 塊替換方法、寫操作策略、多層Cache 虛存,本章作業(yè),P111 1、8、9、10、14、15 勘誤：第8題，“若連續(xù)讀出8字，求” 勘誤：第14題，“容易