操作系统虚拟内存和地址映射
1.简单说明一下虚拟内存？
在程序装入的时候，可以将程序中很快会用到的部分先装入内存，暂时用不到的部分放在外存，就可以让程序开始执行。
在程序执行过程中，如果需要用到的信息不在内存中，由操作系统负责将所需信息从外村调入内存，然后继续执行程序。
若内存空间不够，由操作系统负责将内存中暂存用不到的信息换出到外存。
在操作系统的管理下，会让用户感觉自己的内存空间很大，这就是虚拟内存。
虚拟内存是操作性虚拟性的一个体现，它只是在逻辑上对内存进行了填充。
虚拟内存的三个特性：
（1）多次性。无需在作业运行时一次性全部装入内存，允许多次被调用。
（2）对换性。在作业运行时，无需一直常驻内存，而是允许在作业运行时将作业换入换出。
（3）虚拟性。从逻辑上进行了内存填充。
2.地址映射：
操作系统会提供一种机制，将不同进程的虚拟地址和内存中的物理地址映射起来。
两种地址：我们程序所使用的地址空间是虚拟内存地址；
实际存在硬件里面的空间地址叫做物理内存地址。
操作系统是如何管理虚拟地址与物理地址之间的关系的？
（1）内存分段：
程序由若干个逻辑分段组成，如代码段，栈段等，每个段有不同的属性，因此可以采用内存分段。
分段机制下的虚拟地址由两部分组成：段号（其实还有其他，不用知道）和段内偏移量。因此虚拟地址是通过段表与物理地址进行映射的。
优点：段内都是连续的内存空间
缺点：内存碎片（需要连续的内存空间）+内存交换效率低（解决内存碎片问题，需要内存交换，如果需要交换的空间过大，效率低下）。
（2）内存分页：
分页将虚拟和物理内存空间切成很多固定大小的尺寸。这个尺寸我们称为页。
分页机制下的虚拟地址由两部分组成：页号和页内偏移量，虚拟地址是通过页表与物理地址进行映射的。
优点:解决了分段内存碎片和内存交换效率低的问题。
缺点：需要很大的空间来存储页表。
（3）多级分页：
多级分页为了解决单级分页带来的弊端。
主要是通过多个页表来实现虚拟地址和物理地址的映射。
缺点：需要多级查找，时间开销大。
（4）段页式内存管理：
将程序 先分段，再段内分页。
这种机制下虚拟地址由段号、段内页号和页内偏移量三部分组成，虚拟地址是通过段表和段页表与物理地址进行映射的。
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