虛擬記憶體

虛擬記憶體是一種儲存方案，為使用者提供了一個擁有非常大的主記憶體的幻覺。 這是通過將輔助儲存器的一部分作為主記憶體儲器來完成的。

在這種方案中，使用者可以載入比可用主記憶體更大的進程，因為存在記憶體可用於載入進程的錯覺。

作業系統不是在主記憶體中載入一個大進程，而是在主記憶體中載入多個進程的不同部分。

通過這樣做，多程式的程度將會增加，因此CPU利用率也會增加。

虛擬記憶體如何工作？

在現代語言中，虛擬記憶體近來變得非常普遍。 在這種方案中，無論何時需要將一些頁面載入到主記憶體儲器中用於執行，並且儲存器對於那些許多頁面不可用，那麼在這種情況下，而不是停止頁面進入主記憶體儲器，OS搜尋 最近最少使用的RAM區域或未被參照的RAM區域，並將其複製到輔助儲存器中以為主記憶體儲器中的新頁面留出空間。

由於所有這些過程都是自動發生的，因此它使電腦感覺像是擁有無限的RAM。

按需分頁

按需分頁(Demand Paging)是虛擬記憶體管理的一種流行方法。 在需求分頁中，最少使用的進程頁面儲存在輔助儲存器中。

當需求發生或發生頁面錯誤時，頁面會被複製到主記憶體儲器。 有各種頁面替換演算法用於確定將被替換的頁面。 稍後我們將詳細討論它們。

虛擬記憶體管理系統的快照

假設2個進程，P1和P2，每個包含4個頁面。 每個頁面大小是1 KB。 主記憶體儲器包含8個每個1 KB的影格。 作業系統駐留在前兩個分割區中。 在第三個分割區中，P1的第1頁被儲存，而其他影格也被顯示為在主記憶體儲器中填充了不同的進程頁面。

兩個頁面的頁表都是1 KB大小，因此每個頁面可以放在一個框架中。 這兩個進程的頁表包含影象中也顯示的各種資訊。

CPU包含一個暫存器，其中包含頁表的基址，在P1的情況下為5，在P2的情況下為7。 當涉及存取實際的相應條目時，該頁表基地址將被新增到邏輯地址的頁碼。

虛擬記憶體的優點

• 多程式的程度將會增加。
• 使用者可以用較少的真實RAM執行大型應用程式。
• 不需要購買更多的記憶體RAM。

虛擬記憶體的缺點

• 由於交換需要時間，系統變慢。
• 切換應用程式需要更多時間。
• 使用者將有較小的硬碟空間供其使用。