2.2 大型主机的虚拟存储技术
2.2.1 z/OS使用的物理存储
从概念上来说,大型主机和所有其他计算机系统一样都有两种类型的物理存储器。一类
是大型主机处理器自身的物理存储,这种称为处理器存储器或实存,通常认为它是大型主机
的内存;第二类是大型主机外围的物理存储,包括直接访问的存储设备,譬如硬盘驱动器和
磁带驱动器。这种存储称为辅助存储器。
这两种类型存储器的主要区别与它们被访问的方式有关,即实存的访问与处理器是同
步的。就是说,在数据从实存中取出之前处理器必须等待。而辅助存储器是异步访问方
式。处理器通过输入/输出请求访问辅助存储器,在进行I/O操作时,处理器空闲可以执行
其它的无关任务。
和个人计算机的内存一样,大型主机实存和处理器本身紧密地整合在一起。相反,大
型主机辅助存储器位于慢速的(相对实存而言)外部硬盘和磁带上。因为实存与处理器整合
的更加紧密,所以处理器访问实存数据的时间要比访问辅助存储器数据的时间少得多。然
而,辅助存储器有一个重要优点,即当等待I/O请求完成前处理器可以执行其它任务。
2.2.2 虚拟存储器和大型主机的其他概念
z/OS使用两种类型的物理存储(实存和外存)来实现另外一种存储—虚拟存储。在z/OS
中,每个用户都访问虚拟存储,而不是物理存储。
当处理大量的任务时,虚拟存储器的一个非常重要的能力就是可以同时和大量的并发
用户交互。为了实现虚拟存储器,z/OS需要足够大的实存和能存放几十亿字节数据的辅助
存储器。z/OS使用系统表和特殊设置(位设置)来关联磁盘和实存中数据的位置,并且留意
每个用户或程序的身份和授权。z/OS使用多个存储管理部件来管理虚拟存储器。本节主要
描述处理过程中的关键点。
2.2.2.1 虚拟存储的概念
虚拟存储意味着每个运行的程序可以认为它访问的是由体系结构地址模式定义的所有
实存,唯一的限制是存储器地址的位个数。这种使用大量存储空间的能力是很重要的,因为
程序可能很长和很复杂,同时程序的代码和所需数据都必需在实存中以便处理器访问。
z/OS支持64位的地址,这允许一个程序寻址高达18,446,744,073,709,600,000字节
(16EX)的存储空间。在实际中,大型主机一般会装配比这个少得多的实存。实存的大小取
决于计算机的型号和系统配置。
为了使每个用户执行时感觉在计算机系统中真有这样大的实存,z/OS只把每个程序的
活动部分存放于实存中,而把其余的代码和数据保存在辅助存储器的特殊文件中,这种辅
助存储通常由一些高速的直接访问存储设备(DASDs)组成。
虚拟存储器实际就是实存和辅助存储器的结合,z/OS使用系统表和位设置来关联辅助存
储空间和实存空间,并监控对每个程序的认证和授权。这个过程在2.3小节的“虚拟存储概