存儲器有很多具體的類別，比如說高速緩沖存儲器、隨機存取存儲器、只讀存儲器、半導體存儲器等等。為增進大家對存儲器的認識，本文將對虛擬存儲器、虛擬存儲器對換技術、虛擬存儲器限制予以介紹。如果你對虛擬存儲器具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、什么是虛擬存儲器

虛擬存儲器(Virtual Memory)：在具有層次結構存儲器的計算機系統(tǒng)中，自動實現(xiàn)部分裝入和部分替換功能，能從邏輯上為用戶提供一個比物理貯存容量大得多，可尋址的“主存儲器”。虛擬存儲區(qū)的容量與物理主存大小無關，而受限于計算機的地址結構和可用磁盤容量。根據(jù)所用的存儲器映像算法，虛擬存儲器管理方式主要有段式、頁式、和段頁式三種。

虛擬存儲器(VirtualMemory)是用戶能作為可編址內存對待的虛擬存儲空間，它使用戶邏輯存儲器與物理存儲器分離，是操作系統(tǒng)給用戶提供的一個比真實內存空間大得多的地址空間。就是說，虛擬存儲器并不是實際的內存，它的大小比內存空間大得多;用戶感覺所能使用的“內存”非常大，這是操作系統(tǒng)對邏輯內存的擴充。

實現(xiàn)虛擬存儲技術的物質基礎是二級存儲器結構和動態(tài)地址轉換機構。經過操作系統(tǒng)的改造，將內存和外存有機地聯(lián)系在一起，在用戶面前呈現(xiàn)一個足以滿足編程需要的特大內存空間。

虛擬存儲器實質上是把用戶地址空間和實際的存儲空間區(qū)分開來，當作兩個不同的概念。動態(tài)地址轉換機構在程序運行時把邏輯地址轉換成物理地址，以實現(xiàn)動態(tài)定位。

二、引入虛擬存儲器的好處

①用戶編制程序時不必考慮內存容量的限制，只要按照實際問題的需要來確定合適的算法和數(shù)據(jù)結構就可簡化程序設計的任務。

②由于每個進程只有一部分裝入內存，因而占用內存空間較少，在一定容量的內存中就可同時裝入更多的進程，也相應增加了CPU的利用率和系統(tǒng)的吞吐量。

為了給用戶(特別是大作業(yè)用戶)提供方便，操作系統(tǒng)應把各級存儲器統(tǒng)一管理起來。就是說，應該把一個程序當前正在使用的部分放在內存中，而其余部分放在磁盤上，在這種情況下啟動進程執(zhí)行。操作系統(tǒng)根據(jù)程序執(zhí)行時的要求和內存的實際使用情況，使用對換技術隨機地對每個程序進行換入/換出。

三、虛擬存儲器對換技術

對換技術也稱作交換技術。它的實現(xiàn)方式就類似于日常生活中幾個單位租用一個會議廳那樣，甲單位租用時間到了，就退出會議廳，由乙單位使用;乙單位到時后，也退出去，由丙單位使用，等等。如甲單位還需使用，就再租用，由管理者安排占用時間。

多道程序環(huán)境中也采用對換技術。此時，內存中保留多個進程。當內存空間不足以容納要求進入內存的進程時，系統(tǒng)就把內存中暫時不能運行的進程(包括程序和數(shù)據(jù))換出到外存上，騰出內存空間，把具備運行條件的進程從外存換到內存中。在UNIX/Linux系統(tǒng)中對內存的管理就利用了這種多道程序的對換技術。

四、虛擬存儲器限制

應注意，虛擬存儲器雖然給用戶提供了特大地址空間，用戶在編程時一般不必考慮可用空間有多大，但虛擬存儲器的容量不是無限大的。它主要受到兩方面的限制：

①指令中表示地址的字長。機器指令中表示地址的二進制位數(shù)是有限的，如果地址單元以字節(jié)編址，且表示地址的字長是16位，則可以表示的地址空間最大是64KB。如果表示地址的字長是32位，則可以表示的地址空間最大是4GB。

②外存的容量。從實現(xiàn)觀點來看，用戶的程序和數(shù)據(jù)都必須完整地保存在外存(如硬盤)中。然而，外存容量、傳送速度和使用頻率等方面都受到物理因素的限制。就是說，磁盤的容量有限，并非真正“無窮大”，其傳送速度也不是“無限快”，所以，虛擬空間不可能無限大。

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