虛擬內存

虛擬內存是一種計算機內存管理技術，它允許程序使用比實際可用物理內存更大的地址空間。它可以提高系統(tǒng)性能，允許多個程序同時運行，并且使得程序員能夠以比較簡單的方式編寫程序。

1.什么是虛擬內存

虛擬內存是一種抽象概念，它將進程所需要的部分數(shù)據(jù)保存在物理內存中，而將其余部分放在磁盤上。當進程需要訪問被存儲在磁盤上的數(shù)據(jù)時，操作系統(tǒng)會將其加載到物理內存中并返回給該進程。

2.虛擬內存的工作原理

虛擬內存通過在物理內存和磁盤之間建立虛擬地址映射來實現(xiàn)。操作系統(tǒng)為每個進程創(chuàng)建一個虛擬地址空間，該空間由連續(xù)的虛擬地址組成。這些虛擬地址映射到物理地址或磁盤上的頁面，這些頁面稱為頁面文件。

當進程需要訪問一個虛擬地址時，CPU將發(fā)出一個地址轉換請求，該請求由硬件轉換為物理地址。如果所需頁面存在于物理內存中，CPU將直接使用該地址。否則，操作系統(tǒng)將從磁盤上加載所需的頁面并更新虛擬地址映射。

3.虛擬內存的關鍵問題

虛擬內存的實現(xiàn)涉及一些重要問題。

• 頁面置換：當物理內存不足時，操作系統(tǒng)需要將其中一些頁面移到磁盤上以為新頁面騰出空間。
• 頁面調度：由于在物理內存和磁盤之間傳輸頁面會產(chǎn)生較大開銷，因此需要一個高效的算法來決定哪些頁面應該被交換到磁盤上。
• 負載控制：虛擬內存可以允許多個程序同時運行，但是這樣會增加整個系統(tǒng)的內存負荷。因此需要一種機制來限制虛擬內存的使用，確保每個進程都能得到足夠的內存。