虚拟内存和按需分页

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虚拟内存和按需分页

概念

虚拟内存是一种计算机操作系统的技术,将磁盘空间当做物理内存使用,使得程序能够使用比实际物理内存更大的地址空间。按需分页是虚拟内存的一种技术,将程序的内存分为固定大小的页面,只有在需要时才将其载入物理内存。

虚拟内存的作用

虚拟内存的作用有以下几个方面:

  1. 扩大可用的内存空间。虚拟内存可以将磁盘的空间当做物理内存使用,扩大了可用的内存空间,使得程序能够使用比实际物理内存更大的地址空间。

  2. 将内存映射到磁盘上。虚拟内存可以将物理内存中的内容映射到磁盘上,这样可以释放物理内存,以便其他程序使用,同时也可以保护程序的内存不被其他程序篡改。

  3. 允许多个程序共享内存。虚拟内存可以将多个程序共享同一块内存,这样不仅可以节省内存空间,还可以提高程序的运行效率。

按需分页的原理

按需分页的原理是将程序的内存分成固定大小的页面,只有在需要时才将其载入物理内存。具体来说,当程序需要访问某个页面时,操作系统会先检查该页面是否已经在物理内存中,如果已经在,则直接访问该页面;如果不在,则将该页面从磁盘读取到物理内存中,然后再访问。

按需分页可以减少程序的内存占用,因为只有在需要时才会将页面载入物理内存,其他时候则保存在磁盘上。这样可以让多个程序共享物理内存,并且减少了程序的运行开销。

按需分页的优缺点

按需分页的优点有以下几个方面:

  1. 节省内存空间。按需分页可以让程序只占用必要的内存空间,其他页面保存在磁盘上,这样可以节省内存空间。

  2. 提高程序的运行效率。按需分页可以让多个程序共享物理内存,这样可以提高程序的运行效率。

  3. 加快程序的启动速度。按需分页可以让程序只载入必要的页面,这样可以加快程序的启动速度。

按需分页的缺点有以下几个方面:

  1. 增加了磁盘访问次数。按需分页需要将页面从磁盘读取到物理内存中,这样会增加磁盘访问次数。

  2. 增加了页面调度的复杂性。按需分页需要按照某种策略来选择哪些页面载入物理内存,哪些页面保存在磁盘上,这样会增加页面调度的复杂性。

按需分页的实现方式

按需分页的实现方式有以下几种:

  1. 固定分页。固定分页是将程序的内存分成一定大小的页面,这些页面的大小是固定的,不会发生变化。这种方式的优点是简单易行,但是会造成内存浪费。

  2. 变长分页。变长分页是将程序的内存分成不同大小的页面,这些页面的大小是根据需求动态变化的。这种方式可以避免内存浪费,但是会增加页面调度的复杂性。

  3. 段式分页。段式分页是将程序的内存分成多个段,每个段再分成固定大小的页面。这种方式可以避免内存浪费,并且可以提高程序的运行效率。

结论

虚拟内存和按需分页是计算机操作系统中重要的技术,可以扩大可用的内存空间,提高程序的运行效率,节省内存空间等。按需分页是虚拟内存的一种实现方式,可以让程序只占用必要的内存空间,其他页面保存在磁盘上,这样可以节省内存空间,但是会增加磁盘访问次数和页面调度的复杂性。按需分页的实现方式有固定分页、变长分页和段式分页。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-694340.html

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