3.3 虚拟内存

1. 为什么需要虚拟内存

为了解决物理内存不够用的问题。 比如我们有一个16GB游戏，但是物理内存只有4GB，这个怎么运行起来

传统的存储管理有两个问题：

• 作业必须一次性全部调入内存
• 作业在运行期间必须常驻内存

说白了就是内存利用率不高，很多用不到的数据也会长期占用内存

2. 什么是虚拟内存

段页式存储+局部性原理+缺页中断+页面置换

• 把内存+磁盘的空间编址形成进程的逻辑地址空间，把内存编址形成物理地址空间。进程逻辑地址按段拆分，段内则按页拆分，物理地址按页拆分，以页面为单位把进程的页面装进物理内存中的页面中
• 根据局部性原理，操作系统只把程序的部分指令和数据（当前执行的指令和数据以及周围的指令和数据）加载到内存中，其他依旧存放在辅存中；
• 当访问的指令和数据不在内存中时，由操作系统执行缺页中断，把这部分指令和数据加载到内存中来；
• 当内存不够用的时候，由操作系统执行页面置换，把内存中用不到的指令和数据放回辅存

2.1. 虚拟内存的底层原理

2.1.1. 段页式存储管理

段页式存储.md

2.1.2. 局部性原理

• 时间局部性：被引用过的存储器位置可能会被再次引用
• 空间局部性：被引用过的存储器位置附近的数据很有可能将被引用

根据这个原理，程序运行时无需全部装入内存，装载部分（当前运行的指令及其周围的指令）即可

2.1.3. 缺页中断

当访问的指令和数据不在内存中时，由操作系统执行缺页中断，把这部分指令和数据加载到内存中来

2.1.4. 页面置换

页面置换.md

3. Linux swap

4. Windows

5. 参考

• 如何理解虚拟地址空间？ - 知乎
• 浅谈进程地址空间与虚拟存储空间_虚拟地址,物理地址,进程地址空间_秋叶原 && Mike || 麦克-CSDN博客
• 搞定操作系统面试，看这篇就够了（二） - 掘金