存儲(chǔ)管理是操作系統(tǒng)的重要職能之中的一個(gè)，主要任務(wù)是對(duì)內(nèi)存空間進(jìn)行分配與回收。

因?yàn)橛?jì)算機(jī)內(nèi)存容量有限（如今一般都是32位或64位系統(tǒng)），而外存儲(chǔ)設(shè)備的容量增長(zhǎng)速度很快，比如移動(dòng)硬盤(pán)已經(jīng)到了T的級(jí)別，這時(shí)假設(shè)要訪問(wèn)這塊兒移動(dòng)硬盤(pán)內(nèi)的大數(shù)據(jù)，我們的計(jì)算機(jī)就有點(diǎn)力不從心了。

。。故在此基礎(chǔ)上發(fā)展了虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)。

?

虛存理念：利用有限資源盡可能的運(yùn)行大程序。對(duì)用戶(hù)程序和內(nèi)存進(jìn)行分塊，將用戶(hù)程序一塊塊拿到內(nèi)存中來(lái)，一個(gè)運(yùn)行完后釋放內(nèi)存，下一個(gè)繼續(xù)運(yùn)行。

?

虛擬存儲(chǔ)通過(guò)將執(zhí)行進(jìn)程訪問(wèn)的地址（邏輯地址、虛擬地址）與主存的物理地址（實(shí)際地址）分開(kāi)，從而使得提供大于物理地址的邏輯地址空間成為可能。

?

虛存管理的組織結(jié)構(gòu)例如以下圖示

????

1.頁(yè)式存儲(chǔ)組織

????

???????

????系統(tǒng)劃分,邏輯地址=頁(yè)號(hào)+頁(yè)內(nèi)地址。

????基本思想：內(nèi)存分為固定大小的頁(yè)。

??? 基本原理：將各進(jìn)程的虛擬空間劃分為若干個(gè)長(zhǎng)度相等的頁(yè)，把內(nèi)存空間以與頁(yè)相等的大小劃分為大小相等的片或頁(yè)面。採(cǎi)用請(qǐng)求調(diào)頁(yè)或預(yù)調(diào)頁(yè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)內(nèi)外存統(tǒng)一管理。

例：

????????已知程序邏輯地址為14位且前三位為011，頁(yè)面大小2K，採(cǎi)用頁(yè)式存儲(chǔ)。

??? 已知邏輯地址14位，每一個(gè)頁(yè)面2K=2^11，所以頁(yè)內(nèi)地址11位，頁(yè)號(hào)為3位。

又前三位為011變?yōu)槭M(jìn)制為3，相應(yīng)的物理塊號(hào)為b。地址變換步驟例如以下圖所看到的

???????

??????

??? 長(zhǎng)處：利用率高，產(chǎn)生的內(nèi)存碎片小，內(nèi)存間分配及管理簡(jiǎn)單。

??? 缺點(diǎn)：要有對(duì)應(yīng)的硬件支持，添加了系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)。

請(qǐng)求調(diào)頁(yè)的算法選擇不當(dāng)，有可能產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象。

2.段式存儲(chǔ)組織

????

從用戶(hù)角度劃分，邏輯地址=段號(hào)+段內(nèi)地址。

基本思想：程序按邏輯單位分成基本獨(dú)立的段。

基本原理：系統(tǒng)為每個(gè)作業(yè)建立一個(gè)段表。其內(nèi)容包含段號(hào)與內(nèi)存起始地址的相應(yīng)關(guān)系、段長(zhǎng)和狀態(tài)等。

???

??? 地址變換過(guò)程與頁(yè)式變換同理，例如以下圖所看到的

?????

長(zhǎng)處：便于多道程序共享內(nèi)存，便于對(duì)存儲(chǔ)器的保護(hù)，各段程序改動(dòng)互不影響

缺點(diǎn)：內(nèi)存利用率低。內(nèi)存碎片浪費(fèi)大。

?????

3.段頁(yè)式存儲(chǔ)組織

???

邏輯地址=基號(hào)+段號(hào)+頁(yè)號(hào)+頁(yè)內(nèi)地址

一個(gè)段表+一組頁(yè)表。

段頁(yè)式存儲(chǔ)組織是段式存儲(chǔ)組織和頁(yè)式存儲(chǔ)組織的組合。這樣能夠充分利用兩者的長(zhǎng)處，實(shí)存等分為頁(yè)。程序按邏輯模塊分成段。當(dāng)中，基號(hào)作為用戶(hù)標(biāo)志號(hào)存在。

????

地址變換過(guò)程公式：

????（（（x）+s）+p）*2^n +d

當(dāng)中，X表示基號(hào)，（x）表示基寄存器中地址為x的單元的內(nèi)容。S為段號(hào)。P表示頁(yè)號(hào)，d表示頁(yè)內(nèi)地址。n表示頁(yè)內(nèi)地址的位數(shù)。

?長(zhǎng)處：空間浪費(fèi)小，存儲(chǔ)共享easy、存儲(chǔ)保護(hù)easy、能動(dòng)態(tài)連接。

缺點(diǎn)：因?yàn)檐浖奶砑印?fù)雜性和開(kāi)銷(xiāo)添加。須要的硬件以及占用的內(nèi)存添加，運(yùn)行速度大大下降。

?

頁(yè)面置換算法（從要運(yùn)行的元素自身開(kāi)始算起）

在開(kāi)始頁(yè)面置換之前，要了解一個(gè)概念，頁(yè)面置換是相對(duì)缺頁(yè)現(xiàn)象來(lái)講的。缺頁(yè)，簡(jiǎn)單的來(lái)理解，就是因?yàn)閷?shí)際主存是小于虛存的。因此可能會(huì)發(fā)生主存中已滿(mǎn)，而要使用的頁(yè)不在主存中，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)缺頁(yè)現(xiàn)象。

?

??????最優(yōu)算法

?????????????查看后面的序列，最后被使用的元素被替換掉

??????隨機(jī)算法

?????????????隨機(jī)淘汰，沒(méi)有一定的約束性。

??????先進(jìn)先出

?????????????最先進(jìn)入主存的元素先被淘汰。

??????近期最少使用算法

?????????????查看前面的序列，最后被訪問(wèn)的元素被替換掉

例

??????

初始keyword??	2	4	6	5	3	4	2
最優(yōu)置換	2	2	2	2	2	2	2
?	?	4	4	4	4	4	4
?	?	?	6	5	3	3	3
缺頁(yè)（*）	*	*	*	*	*	?	?

?解析：

??? 主存初始加入頁(yè)2,4,6，直接依次放入就可以，可是都會(huì)出現(xiàn)缺頁(yè)現(xiàn)象。

加入頁(yè)5。主存中沒(méi)有5。所以會(huì)出現(xiàn)缺頁(yè)現(xiàn)象，依據(jù)最優(yōu)置換的規(guī)定，5后面又依次出現(xiàn)了3，4,2所以6被替換掉。

加入頁(yè)3。主存中沒(méi)有3。出現(xiàn)缺頁(yè)現(xiàn)象。3后面出現(xiàn)了4和2,5被替換掉

加入頁(yè)4。主存中2,4,3包括3。沒(méi)有缺頁(yè)現(xiàn)象。不用進(jìn)行最優(yōu)置換。

初始keyword??	2	4	6	5	3	4	2
先進(jìn)先出	2	2	2	5	2	2	2
?	?	4	4	4	3	3	3
?	?	?	6	6	6	4	4
缺頁(yè)（*）	*	*	*	*	*	*	?

解析：

主存初始加入頁(yè)2,4,6，直接依次放入就可以。可是都會(huì)出現(xiàn)缺頁(yè)現(xiàn)象。

加入頁(yè)5，主存中沒(méi)有5，所以會(huì)出現(xiàn)缺頁(yè)現(xiàn)象，依據(jù)先進(jìn)先出的規(guī)定。主存中已有頁(yè)出現(xiàn)順序?yàn)?/span>2,4,6，所以2被替換掉

加入頁(yè)3，主存中沒(méi)有3。出現(xiàn)缺頁(yè)現(xiàn)象。主存中已有頁(yè)出現(xiàn)順序?yàn)?/span>4,6,5，所以4被替換掉

加入頁(yè)4，主存中沒(méi)有4。出現(xiàn)缺頁(yè)現(xiàn)象。主存中已有頁(yè)出現(xiàn)順序?yàn)?/span>6,2,3，所以6被替換掉

加入頁(yè)2，主存中有2。沒(méi)有缺頁(yè)現(xiàn)象。

總結(jié)：

沒(méi)有學(xué)不會(huì)的知識(shí)，僅僅有不愿意學(xué)的知識(shí)。再簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)，不學(xué)習(xí)不總結(jié)。也掌握不好；再難的知識(shí)點(diǎn)，僅僅要想學(xué)、愿意學(xué)、會(huì)學(xué)，那么也能夠掌握。

點(diǎn)滴積累吧！



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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的软考总结——虚存管理的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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