当前课程知识点：操作系统 > 第八讲 虚拟存储概念 > 8.4 虚拟存储概念 > 8.4 虚拟存储概念
接下来我们介绍虚拟存储的基本概念
那在这里头呢我们前面已经说清楚了
交换和覆盖这两种技术所存在的问题
然后我们也说到了程序访问的时候
它的局部性特征
有了这个特征之后我们有可能来实现
一个虚拟存储系统
那么在这里呢虚拟存储呢
它的直观思路很简单
就是把不常用的部分 内存块 放到外存当中
那有了这一条我们就可以做到这件事情了
那具体的做法呢是这样的
程序在开始执行的时候
你需要把你的代码和数据加载到内存当中来
原来的加载呢是把整个进程的
地址空间内容全部加载进来
那现在变成什么呢
加载的时候只是将当前指令执行
所需要的部分这些页
或者是段加载到内存当中来
那这是起头的时候
然后在执行的过程当中因为你只加载了一部分
在指令执行过程当中有可能就是访问到
某一个指令或者访问到某一个数据的时候
这时候不占内存
这就是我们这里说的出现缺页或者是缺段
好 这时候怎么办呢
这个时候硬件处理器通知操作系统
将相应的页面或者段调入到内存里头
然后重新执行这条指令
那这是装载和执行过程当中
那如果说仅有这两条的话
就是刚开始装一部分 后面缺哪个装哪个
这样到最后结果是我们所有的全都装内存里头了
好 为了提高它的效率
操作系统呢会再多一件事
你需要监控进程地址空间里
在内存里的这些它的使用情况
把暂时不用的页面或段保存到外存当中去
这时候有个问题是说
我怎么知道哪些是暂时不用的
好 这就是我们后面讨论置换算法的时候
需要讨论的内容 好 这个基本原理呢
基本上我分成这样三条就足够了
那具体说起来呢
根据分块的大小我们还前面有
非连续物理内存分配的时候
讲到过有页式和段式
那在这里呢我们说到装入
或者说换出的部分是页面或者是段
那到这儿呢在前面只要有往外换
那就变成了加上虚拟
这时候我们就有虚拟页式和
虚拟段式这两种情况
好 有了这两种情况之后
那我们这个基本的概念就有了
好 那 我们说如果我们在这里
做成这种情况它会是一个什么效果
这我们前面也说过
根据目标我想建造一个抽象的地址空间
里头不管是在内存里头还是在外存里头
它是一个虚拟的地址空间
它实际上会映射到物理内存或者是磁盘
那这个时候呢我们可以得到什么特征
不连续 你的物理页面分配可以不连续
那这是我们前面非连续存储分配的特征
第二个呢虚拟地址空间也可以不连续
好 然后呢在这基础上
我们说由于我可以把一部分放到外存里头去
那这时候我就可以提供更大的用户空间
我可以执行我的进程大于你物理内存的情况下
我仍然可以在我的系统上执行
同时交换技术是把整个进程地址空间全换出去
这时候我可以把一部分换出去
从而使得我可用的空间更大
好 把这两条搁到一起之后
实际上就是虚拟存储改进了原来的覆盖和交换
两种技术的往前发展
那到这儿呢 我们就可以实现虚拟存储了
那我们具体说起来呢我们这里
需要什么样的支持技术
硬件需要地址转换
这个地址转换在我们前面讲的
非连续存储里头呢已经说过了
那我们在那基础上就需要
加上一个我如何能够知道它
不在内存里而在外存里头
这是硬件机构要做的事情
而操作系统呢就要来换入换出这件事情
是不能由硬件来做的 要由操作系统来做
到底我哪些装进来
哪些换出去是在你执行指令的过程当中
出现了异常我才来做这件事情
那具体装入的页面或者段是哪一个呢
是由你操作系统里头的监控来实现的
我知道哪些页面的使用情况
从而呢完成这样一点
好 这是我们说到的虚拟存储的基本做法
那后面我们会具体下来介绍说
虚拟页式它在里头到底怎么做的
-0.1 Piazza讨论区
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-0.2 在线实验平台
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-0.2在线实验平台
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-1.1 课程概述
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-第一讲 操作系统概述--练习
-1.2 教学安排
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-1.3 什么是操作系统
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-1.4 为什么学习操作系统，如何学习操作系统
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-1.5 操作系统实例
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-1.6 操作系统的演变
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-1.7 操作系统结构
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-2.1 前言和国内外现状
-2.2 OS实验目标
-2.3 8个OS实验概述
-2.4 实验环境搭建
-2.5 x86-32硬件介绍
-2.6 ucore部分编程技巧
-2.7 演示实验操作过程
--Q6
--Q7
--Q10
-3.1 BIOS
--3.1 BIOS
-3.2 系统启动流程
-3.3 中断、异常和系统调用比较
-第三讲 启动、中断、异常和系统调用--3.3 中断、异常和系统调用比较
-3.4 系统调用
--3.4 系统调用
-第三讲 启动、中断、异常和系统调用--3.4 系统调用
-3.5 系统调用示例
-3.6 ucore+系统调用代码
-4.1 启动顺序
--4.1 启动顺序
-4.2 C函数调用的实现
-4.3 GCC内联汇编
-4.4 x86中断处理过程
-4.5 练习一
--4.5 练习一
-4.6 练习二
--4.6 练习二
-4.7 练习三
--4.7 练习三
-4.8 练习四 练习五
-4.9 练习六
--4.9 练习六
-5.1 计算机体系结构和内存层次
-5.2 地址空间和地址生成
-5.3 连续内存分配
-5.4 碎片整理
--5.4 碎片整理
-5.5 伙伴系统
--5.5 伙伴系统
-第五讲 物理内存管理: 连续内存分配--5.6 练习
-6.1 非连续内存分配的需求背景
-6.2 段式存储管理
-- 6.2 段式存储管理
-6.3 页式存储管理
-6.4 页表概述
--6.4 页表概述
-6.5 快表和多级页表
-6.6 反置页表
--6.6 反置页表
-6.7 段页式存储管理
-第六讲 物理内存管理: 非连续内存分配--6.8 练习
-7.1 了解x86保护模式中的特权级
-第七讲 实验二 物理内存管理--7.1 了解x86保护模式中的特权级
-7.2 了解特权级切换过程
-第七讲 实验二 物理内存管理--7.2 了解特权级切换过程
-7.3 了解段/页表
-第七讲 实验二 物理内存管理--7.3 了解段/页表
-7.4 了解UCORE建立段/页表
-第七讲 实验二 物理内存管理--7.4 了解UCORE建立段/页表
-7.5 演示lab2实验环节
-8.1 虚拟存储的需求背景
-8.2 覆盖和交换
-8.3 局部性原理
-8.4 虚拟存储概念
-8.5 虚拟页式存储
-8.6 缺页异常
--8.6 缺页异常
-9.1 页面置换算法的概念
-9.2 最优算法、先进先出算法和最近最久未使用算法
-第九讲 页面置换算法--9.2 最优算法、先进先出算法和最近最久未使用算法
-9.3 时钟置换算法和最不常用算法
-第九讲 页面置换算法--9.3 时钟置换算法和最不常用算法
-9.4 Belady现象和局部置换算法比较
-第九讲 页面置换算法--9.4 Belady现象和局部置换算法比较
-9.5 工作集置换算法
-第九讲 页面置换算法--9.5 工作集置换算法
-9.6 缺页率置换算法
-第九讲 页面置换算法--9.6 缺页率置换算法
-9.7 抖动和负载控制
-10.1 实验目标：虚存管理
-第十讲 实验三 虚拟内存管理--10.1 实验目标：虚存管理
-10.2 回顾历史和了解当下
-第十讲 实验三 虚拟内存管理--10.2 回顾历史和了解当下
-10.3 处理流程、关键数据结构和功能
-第十讲 实验三 虚拟内存管理--10.3 处理流程、关键数据结构和功能
-10.4 页访问异常
-第十讲 实验三 虚拟内存管理--10.4 页访问异常
-10.5 页换入换出机制
-第十讲 实验三 虚拟内存管理--10.5 页换入换出机制
-11.1 进程的概念
-第十一讲 进程和线程--11.1 进程的概念
-11.2 进程控制块
-第十一讲 进程和线程--11.2 进程控制块
-11.3 进程状态
-第十一讲 进程和线程--11.3 进程状态
-11.4 三状态进程模型
-11.5 挂起进程模型
-第十一讲 进程和线程--11.5 挂起进程模型
-11.6 线程的概念
-第十一讲 进程和线程--11.6 线程的概念
-11.7 用户线程
-第十一讲 进程和线程--11.7 用户线程
-11.8 内核线程
-第十一讲 进程和线程--11.8 内核线程
-12.1 进程切换
-第十二讲 进程控制--12.1 进程切换
-12.2 进程创建
-第十二讲 进程控制--12.2 进程创建
-12.3 进程加载
-第十二讲 进程控制--12.3 进程加载
-12.4 进程等待与退出
-第十二讲 进程控制--12.4 进程等待与退出
-13.1 总体介绍
-13.2 关键数据结构
-13.3 执行流程
-13.4 实际操作
-14.1 总体介绍
-14.2 进程的内存布局
-14.3 执行ELF格式的二进制代码-do_execve的实现
--14.3 执行ELF格式的二进制代码-do_execve的实现
-14.4 执行ELF格式的二进制代码-load_icode的实现
--14.4 执行ELF格式的二进制代码-load_icode的实现
-14.5 进程复制
-14.6 内存管理的copy-on-write机制
-15.1 处理机调度概念
-第十五讲 处理机调度--15.1 处理机调度概念
-15.2 调度准则
-15.3 先来先服务、短进程优先和最高响应比优先调度算法
--15.3 先来先服务、短进程优先和最高响应比优先调度算法
-第十五讲 处理机调度--15.3 先来先服务、短进程优先和最高响应比优先调度算法
-15.4 时间片轮转、多级反馈队列、公平共享调度算法和ucore调度框架
--15.4 时间片轮转、多级反馈队列、公平共享调度算法和ucore调度框架
-第十五讲 处理机调度--15.4 时间片轮转、多级反馈队列、公平共享调度算法和uc
-15.5 实时调度和多处理器调度
-第十五讲 处理机调度--15.5 实时调度和多处理器调度
-15.6 优先级反置
-第十五讲 处理机调度--15.6 优先级反置
-16.1 总体介绍和调度过程
-16.2 调度算法支撑框架
-16.3 时间片轮转调度算法
-16.4 Stride调度算法
-17.1 背景
--17.1 背景
-17.2 现实生活中的同步问题
-第十七讲 同步互斥--17.2 现实生活中的同步问题
-17.3 临界区和禁用硬件中断同步方法
-第十七讲 同步互斥--17.3 临界区和禁用硬件中断同步方法
-17.4 基于软件的同步方法
-第十七讲 同步互斥--17.4 基于软件的同步方法
-17.5 高级抽象的同步方法
-第十七讲 同步互斥--17.5 高级抽象的同步方法
-18.1 信号量
--18.1 信号量
-第十八讲 信号量与管程--18.1 信号量
-18.2 信号量使用
-第十八讲 信号量与管程--18.2 信号量使用
-18.3 管程
--18.3 管程
-第十八讲 信号量与管程--18.3 管程
-18.4 哲学家就餐问题
-18.5 读者-写者问题
-19.1 总体介绍
-19.2 底层支撑
-第十九讲 实验七 同步互斥--19.2 底层支撑
-19.3 信号量设计实现
-第十九讲 实验七 同步互斥--19.3 信号量设计实现
-19.4 管程和条件变量设计实现
-第十九讲 实验七 同步互斥--19.4 管程和条件变量设计实现
-19.5 哲学家就餐问题
-20.1 死锁概念
-第二十讲 死锁和进程通信--20.1 死锁概念
-20.2 死锁处理方法
-第二十讲 死锁和进程通信--20.2 死锁处理方法
-20.3 银行家算法
-第二十讲 死锁和进程通信--20.3 银行家算法
-20.4 死锁检测
-第二十讲 死锁和进程通信--20.4 死锁检测
-20.5 进程通信概念
-第二十讲 死锁和进程通信--20.5 进程通信概念
-20.6 信号和管道
-第二十讲 死锁和进程通信--20.6 信号和管道
-20.7 消息队列和共享内存
-第二十讲 死锁和进程通信--20.7 消息队列和共享内存
-21.1 文件系统和文件
-第二十一讲 文件系统--21.1 文件系统和文件
-21.2 文件描述符
-第二十一讲 文件系统--21.2 文件描述符
-21.3 目录、文件别名和文件系统种类
-第二十一讲 文件系统--21.3 目录、文件别名和文件系统种类
-21.4 虚拟文件系统
-第二十一讲 文件系统--21.4 虚拟文件系统
-21.5 文件缓存和打开文件
-第二十一讲 文件系统--21.5 文件缓存和打开文件
-21.6 文件分配
-第二十一讲 文件系统--21.6 文件分配
-21.7 空闲空间管理和冗余磁盘阵列RAID
-第二十一讲 文件系统--21.7 空闲空间管理和冗余磁盘阵列RAID
-22.1 总体介绍
-第二十二讲 实验八 文件系统--22.1 总体介绍
-22.2 ucore 文件系统架构
-第二十二讲 实验八 文件系统--22.2 ucore 文件系统架构
-22.3 Simple File System分析
-第二十二讲 实验八 文件系统--22.3 Simple File System分析
-22.4 Virtual File System分析
-第二十二讲 实验八 文件系统--22.4 Virtual File System分
-22.5 I/O设备接口分析
-第二十二讲 实验八 文件系统--22.5 I/O设备接口分析
-22.6 执行流程分析
-23.1 I/O特点
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-第二十三讲 I/O子系统--23.1 I/O特点
-23.2 I/O结构
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-第二十三讲 I/O子系统--23.2 I/O结构
-23.3 I/O数据传输
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-第二十三讲 I/O子系统--23.3 I/O数据传输
-23.4 磁盘调度
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-第二十三讲 I/O子系统--23.4 磁盘调度
-23.5 磁盘缓存
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-第二十三讲 I/O子系统--23.5 磁盘缓存
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