虛擬存儲器，又有人叫虛擬內存。很容易大家就會把它當做硬件看待。
所以我們先給虛擬存儲器定性。
虛擬存儲器是計算機系統內存管理的一種技術，它使得應用程序認為它擁有連續的可用的內存（一個連續完整的地址空間），而實際上，它通常是被分隔成多個物理內存碎片，還有部分暫時存儲在外部磁盤存儲器上，在需要時進行數據交換。
虛擬存儲器并不是硬件，而是一種技術。
那么它的作用是什么呢？上面的話說的很抽象。但是通俗講就是虛擬出一塊內存，簡直就是無中生有。我們知道主存的大小不大，而且比較貴。所以有的時候會出現內存不夠用的情況，這個時候虛擬內存就起作用了。它把硬盤上劃出了一塊地方，用障眼法告訴CPU，這是內存，你拿去用吧。
那這個時候我們就很好奇障眼法是怎么實現的呢？它是怎么騙CPU的呢？
這個時候我們先講講內存是怎么分配給程序的？
一般有兩種分配方式：
1.連續分配 2.非連續分配
1.連續分配管理（會出現碎片）：
①.單一連續分配
劃分成系統區和用戶區 只能用于單用戶單任務。
②.固定分區分配
劃分多分固定分區。 單個作業進入單個分區，會出現內部碎片。
③.動態分區分配
作業進入內存時才劃分，大小剛好適應，會出現外部碎片
那問題來了，我們第一輪可以直接就分，很簡單，但是有作業完成時釋放內存后，就不是規則了，該怎么分配呢？于是就有了一下幾種算法
a.首次適應算法（從頭到尾找，有合適的就動態劃分）
b.循環首次適應算法（不是每次都從頭開始，而是從上次分配結束的地方開始）
c.最佳適應算法（按從小到大順序，找到了就用）
d.最壞適應算法（按從大到小順序，找到了就用）
④.動態重定位分區分配
基本跟動態分區一致，區別就是在動態分區上加了一個緊湊的功能，在運用程序找不到足夠大的內存使用的時候，把內存緊湊后給應用使用。
2.非連續分配管理：
①基本分頁存儲管理方式
進程：頁；內存：頁框（塊）。
邏輯地址：頁號+頁偏移量
物理地址：內存上真正的地址
頁表：邏輯地址和物理地址的映射表

這個時候有一個問題，程序員關注的都是邏輯地址，那么CPU訪問一個邏輯地址需要訪問多次內存呢？

答案是兩次，第一次先訪問內存的頁表，找出對應的物理地址，再次訪問對應的物理地址。我們也知道cpu速度比內存速度快，所以訪問內存會降低cpu的利用率，那么怎么減少訪問內存的次數呢？

這個時候有一個概念：TLB 旁路翻譯緩存或者叫快表

作用是什么呢？TLB是在cpu上的緩存，只存放經常用到的頁表。那么我們訪問的邏輯地址能夠在cpu的TLB上找到對應的物理地址，那么我們只需要訪問一次內存就可以了 。那找不到怎么辦？
找不到這個時候就是另外的算法了。cpu會訪問內存，然后把這個頁表放到TLB里。這時候訪問內存的次數是2次。

頁的大小一般是固定的，是由系統決定的。一般是4K
②基本分段存儲管理方式
段：段內是連續的，不同段間不要求連續。
邏輯地址：段號和段內偏移量
跟頁不一樣的地方是：因為段的大小不一樣，頁的大小是一樣的。
所以 分頁的地址空間就相當于一個y=kx+b函數，兩個值就會對應一個物理地址。也就是說是一維的（一條直線）。
但是段就沒有這么一個K（k不同）,所以找一個地址空間，就相當于在一個平面上找，所以就是二維的。
段表
段可以共享。
③段頁式管理方式
頁式存儲管理能有效地提高內存利用率，而分段存儲管理能反映程序的邏輯結構并有利于段的共享。
分頁管理方式是從計算機的角度考慮設計的，以提高內存的利用率，提升計算機的性能, 且分頁通過硬件機制實現，對用戶完全透明；而分段管理方式的提出則是考慮了用戶和程序員，以滿足方便編程、信息保護和共享、動態增長及動態鏈接等多方面的需要。

段頁式：段里再分頁。
邏輯地址：段號 頁號和頁內偏移量

講完這么多，我們回來講講障眼法把。
這里的障眼法就算配非連續分配管理方式。
CPU要用到某一個內存空間時，看是否是在內存上，如果是在內存里，那么直接用。如果不是，而是在硬盤上，那么這個時候就需要把內存勻出一塊，然后把硬盤的數據放進去。然后CPU即能用了。
也許有人會問？那么要是一直都不在內存，那豈不是累死了，一直換。但是我們考慮到局部性原理進行交換，就能減少交換數量。

那把內存的哪部分跟硬盤數據交換呢？這個時候就有相關算法

頁面置換算法：
1.FIFO 2.LRU 3.LFU 4.CLOCK置換 5.第二次置換

總結

以上是生活随笔為你收集整理的41.虚拟存储器以及相关算法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。