虚拟存储器的实现方法

---- 在虚拟存储器中，允许将一个作业分多次调入内存。如果采用连续分配方式时，应将作业装入一个连续的内存区域中。

为此，需事先为它一次性地申请足够的内存空间，以便将整个作业先后分多次装入内存。

这不仅会使相当一部分内存空间都处于暂时或“永久”的空闲状态，造成内存资源的严重浪费，而且也无法从逻辑上扩大内存容量。

因此，虚拟存储器的实现，都毫无例外地建立在离散分配的存储管理方式的基础上。

目前，所有的虚拟存储器都是采用下述方式之一实现的。

1、分页请求系统

-- 这是在基本分页系统的基础上，增加了请求调页功能和页面置换功能所形成的页式虚拟存储系统。

它允许只装入少数页面的程序（及数据），便启动运行。

以后再通过调页功能及页面置换功能，陆续地把即将要运行的页面调入内存，同时把暂不运行的页面换出到外存上。置换时以页面为单位。

为了能实现请求调页和置换功能，系统必须提供必要的硬件支持和相应的软件。

1）硬件支持--主要的硬件支持有：

---- 请求分页的页表机制，它是在纯分页的页表机制上增加若干项而形成的，作为请求分页的数据结构。

---- 缺页中断机构，即每当用户程序要访问的页面尚未调入内存时，便产生一缺页中断，以请求OS将所缺的页调入内存。

---- 地址变换机构，它同样是在纯分页地址变换机构的基础上发展形成的。

2）实现请求分页的软件

这里包括有用于实现请求调页的软件和实现页面置换的软件。它们在硬件的支持下，将程序正在运行时所需的页面（尚未在内存中的）

调入内存，再将内存中暂时不用的页面从内存置换到磁盘上。

2、请求分段系统

-- 这是在基本分段系统的基础上，增加了请求调段及分段置换功能后形成的段式虚拟存储系统。

它允许只装入少数段（而非所有的段）的用户程序和数据，即可启动运行。

以后再通过调段功能和段的置换功能将暂不运行的段调出，同时调入即将运行的段。置换是以段为单位进行的。

-- 为了实现请求分段，系统同样需要必要的硬件支持。一般需要下列支持：

---- 请求分段的段表机制。这是在纯分段的段表机制基础上增加若干项而形成的。

---- 缺段中断机构。每当用户程序所要访问的段尚未调入内存时，产生一个缺段中断，请求OS将所缺的段调入内存。

---- 地址变换机构。

与请求调页相似，实现请求调段和段的置换功能也需得到相应的软件支持。

3、虚拟存储器的特征

---- 多次性

多次性是指一个作业被分成多次调入内存运行，即在作业运行时没有必要将其全部装入，只需将当前要运行的那部分程序和数据装入内存即可。

以后每当要运行到尚未调入的那部分程序时，再将它调入。多次性是虚拟存储器最重要的特征。

---- 对换性

对换性是指允许在作业的运行过程中进行换进、换出。即在进程运行期间，允许将那些暂不使用的程序和数据，从内存调至外存的对换区（换出）

等到以后需要时再将它们从外存调至内存（换进）。甚至还允许将暂不运行的进程调至外存，待它们重又具备运行条件时再调入内存。

---- 虚拟性

虚拟性是指能够从逻辑上扩充内存容量，使用户所看到的内存容量远大于实际内存容量。

虚拟性是以多次性和对换性为基础的。或者说仅当系统允许将作业分多次调入内存，并能将内存中暂时不运行的程序和数据换至外存时，才有可能

实现虚拟存储器，而多次性和对换性又必须建立在离散分配的基础上。