计算机知识虚拟存储器思维导图

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计算机知识虚拟存储器思维导图

• 虚拟存储器
  • 定义：虚拟存储器是一种计算机内存管理技术，将存储器的组成部分划分为虚拟地址空间和物理地址空间，并进行映射
  • 示例：操作系统使用虚拟存储器来管理内存，为应用程序提供了一个连续、可扩展的内存空间
• 虚拟地址空间
  • 定义：虚拟地址空间是应用程序所看到的内存地址空间
  • 示例：32位操作系统中，虚拟地址空间范围是0x00000000到0xFFFFFFFF，共4GB
    • 示例：0x00000000到0x7FFFFFFF为用户空间，供应用程序使用
    • 示例：0x80000000到0xFFFFFFFF为内核空间，仅供操作系统使用
• 物理地址空间
  • 定义：物理地址空间是计算机实际的内存地址空间
  • 示例：32位操作系统中，物理地址空间范围是0x00000000到0xFFFFFFFF，共4GB
    • 示例：0x00000000到0x3FFFFFFF为主内存，用于存储应用程序数据和指令
    • 示例：0xC0000000到0xFFFFFFFF为设备地址空间，用于访问硬件设备寄存器
• 虚拟内存
  • 定义：虚拟内存是操作系统使用的一种技术，将部分虚拟地址空间映射到物理内存中
  • 示例：当应用程序访问虚拟地址时，操作系统将其映射到物理地址，并进行数据的读取或写入操作
    • 示例：虚拟内存允许应用程序使用比物理内存更大的内存空间
    • 示例：虚拟内存可以将未使用的数据从内存中换出到磁盘上，从而释放出空间
• 页面交换
  • 定义：页面交换是虚拟内存管理的一种技术，将部分内存页面从主存交换到磁盘上
  • 示例：当物理内存不足时，操作系统将不常用的页面交换到磁盘上，以便为更重要的数据腾出空间
    • 示例：交换过的页面可以在需要时再次被交换回主存
    • 示例：页面交换可以有效利用磁盘作为虚拟内存的扩展，提高系统的性能和稳定性
• 页面置换算法
  • 定义：页面置换算法是操作系统中用于决定哪些页面被选择交换出主存的策略
  • 示例
    • 示例：最佳置换算法(OPT)：选择未来最长时间不会被访问的页面进行置换
    • 示例：先进先出算法(FIFO)：选择最早进入主存的页面进行置换
    • 示例：最近最久未使用算法(LRU)：根据页面最近被访问的时间进行置换
• 虚拟存储器管理
  • 定义：虚拟存储器管理是操作系统中负责管理虚拟地址空间和物理地址空间映射关系的模块
  • 示例：虚拟存储器管理包括地址转换、页面分配、页面置换等功能
    • 示例：地址转换根据虚拟地址和页表进行映射，得到物理地址
    • 示例：页面分配负责将虚拟页面分配给物理内存，并记录映射关系
    • 示例：页面置换根据页面置换算法选择页面进行置换，维护映射关系的一致性