请求分页系统与虚拟存储器扩展：第四章详解

虚拟存储器实现方式是操作系统中重要的概念，特别是在第四章存储器管理中占据核心地位。其目标是解决大作业或并发作业在内存容量有限的情况下如何高效运行的问题。主要实现方式是基于离散分配的存储管理方式，其中最具代表性的是请求分页系统。 在请求分页系统中，作业被分割成多个独立的页面，只有当需要运行的部分才会被调入内存，而不是一次性全部加载。这种机制允许系统仅装入必要的页面，提高了内存的利用率。请求调页功能使得即使作业超过内存容量，也可以逐步加载所需的代码和数据，而页面置换功能则负责在内存空间不足时，将暂时不使用的页面转移到外存，腾出空间给即将使用的页面。 常规存储器管理方式有两大特点：一是一次性，即作业必须在运行前完全加载内存；二是驻留性，一旦加载，作业就一直保持在内存中，直到任务结束。然而，程序执行的局部性原理指出，大部分操作集中在相对较小的区域，这为虚拟存储提供了依据。程序的顺序执行、过程调用的嵌套深度、循环结构和数据结构的操作都表现出时间和空间上的局部性，意味着系统可以通过利用这些特性，仅加载当前活跃的代码和数据。 虚拟存储器的定义明确指出了其具备请求调入和置换功能，它能够通过逻辑扩展内存容量，提供接近内存速度的运行效率，同时保持较低的每位成本，类似于内存的高效性和外存的经济性。虚拟存储技术是一种性能优越的解决方案，它显著改善了系统的内存管理，使得大规模和并发作业的处理成为可能，对于现代操作系统而言，是不可或缺的一部分。