虚拟存储器管理：页式、段式与段页式

本文主要介绍了计算机存储系统中的虚拟存储器管理方式，包括页式管理、段式管理和段页式管理，并概述了存储系统的结构和基本概念。 在计算机存储系统中，虚拟存储器是一种重要的技术，它允许程序使用比实际主存更大的地址空间。虚拟存储器的管理方式主要有三种： 1. **页式管理**：在这种方式下，主存和辅助存储器（如硬盘）都被划分为固定大小的页。程序也被分割成与这些页面相同大小的部分，称为虚页。每个程序都有一个页表，记录着虚页与主存中对应的实际页面（实页）的映射关系。当CPU需要访问某个虚页时，会通过页表找到对应的实页在主存中的位置。 2. **段式管理**：与页式管理不同，段式管理将程序按照逻辑结构划分成段，每个段代表程序的一个逻辑部分，如函数、变量等。段的大小可以不同，每个段都有自己的地址空间。同样存在一个段表，用于记录段号和主存中的实际地址。 3. **段页式管理**：这是结合了页式和段式管理的方式，程序被分成逻辑段，而每个段内部再按页划分。这样既有逻辑上的分段，又有物理上的分页。因此，系统会有两个表，一个是段表，另一个是页表，通过这两张表来确定数据在内存中的确切位置。 存储系统包括主存储器、高速缓冲存储器、虚拟存储器和辅助存储器。主存储器，也称为RAM，是CPU可以直接访问的快速存储，用于存放当前正在执行的程序和数据。它的性能直接影响计算机的整体性能。由于主存速度较快但容量有限，所以使用高速缓冲存储器（如Cache）来缓存最近频繁访问的数据，进一步提高访问速度。当主存不足以容纳所有程序时，虚拟存储器通过将部分数据交换到辅助存储器（如硬盘）来扩展可用内存。 基本概念中，存储器分为主存和辅存，主存用于临时存储程序和数据，辅存用于长期存储。存储器的性能指标包括存储容量（即能存储的二进制位数）、存储字长（一个存储单元能存储的二进制位数）、存储带宽（单位时间内存储器能处理的信息量）和存取时间（从请求数据到数据读出或写入所需的时间）。 虚拟存储器的管理方式是提高计算机系统效率的关键技术之一，而理解存储系统的基本概念对于优化系统性能至关重要。