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我一直在学习这些主题并阅读了许多文章和书籍,但他们都缺乏一些补充信息,让我更加困惑.所以在这里,我想在我提出问题时解释我所知道的.希望这个主题对我这样的人有用.如果有必要,我还想学习我的知识和更正的有效性.

虚拟内存

有些文章说"虚拟内存是硬盘的一些空间,模拟物理内存,这样我们就可以拥有比实际更多的内存." 其他一些文章说"虚拟内存是物理内存(RAM)的组合,硬盘的一部分就像物理内存和页面表."然而它们是不同的东西,我不明白为什么有这样的不同解释.

让我们来看第二个解释,因为维基百科也是如何描述虚拟内存的.此时虚拟地址是有意义的,因为我们直接使用虚拟内存中的地址而不是物理内存.

顺便说一句,我的Mac说我有8GB的物理内存和8GB的虚拟内存.在这种情况下,VM是否包含物理内存,还是HD用作内存的空间量？我的程序有16GB内存吗？

问题1:

Intel i5具有36位地址总线,这意味着您可以寻址64GB内存.假设我在我的电脑上安装了4GB RAM.但是,我的程序可能不知道所安装内存的大小,因为它将在具有不同内存大小的许多不同系统上使用.这就是虚拟内存变得方便的地方.它抽象出安装的内存的实际大小.

但是,当我的程序想要访问内存地址0xFFFFFFFFF时会发生什么？我只安装了4GB,也许还有一些高清内存空间.

我对这个问题有两个理论:

1.由于页面表由操作系统维护,操作系统对该地址进行解码,找出哪个页面并检查页面表中的页面,看看它们是否有与之关联的物理地址(有效和无效标志),如果是然后转到虚拟地址中定义的物理内存+偏移量中的页面入口点的物理地址并带来该值.否则会发生页面错误,操作系统在辅助存储中查找该页面,获取它并将其放入内存并更新页面表.

2.它抛出OutOfMemory类型的异常,表示我没有任何给定地址可以解决的内存.

第一个理论的缺点是当程序想要使用64GB内存时会发生什么？然后我们需要有60GB的高清内存空间,因为我们只有4GB.但是,在屏幕截图下面MAC告诉我,只有8GB的虚拟内存.

问题2:

进程如何放入虚拟内存？我的意思是每个进程都有可用的0x0 - 0xFFFFFFFFF虚拟内存空间,或者只有一个虚拟内存地址空间可以放置所有进程吗？

如果每个进程都假定它们具有可用的所有内存,则内存如下所示:

如果只有一个虚拟内存概念,那么它将如下所示:

页表

因此,页表是位于物理地址和虚拟地址之间的数据结构.它是一个关联数组(或类似字典),对于每个页面(键),都有一个物理地址关联(值).

OS使用MMU(内存管理单元)执行从虚拟地址到物理地址的转换.

问题3:

是否有一个巨大的巨型页面表,其中包含每个进程的所有页面,或者每个进程都有自己的页面表？

分页

分页是一种内存管理方法.虚拟内存和物理内存由内存管理单元分为页面(固定和相同大小的块).当您在内存和辅助存储之间交换页面时,此技术非常有用,以便您可以在它们之间交换页面.例如,您的程序请求位于地址中的数据.但是,程序使用的地址是虚拟地址,MMU使用页表对其进行转换.在此期间,MMU检查页表是否在页表中存在所请求的内容,如果不是,则OS从辅助存储器获取它并更新页表.

问题4:

假设一个进程从一个地址请求数据,该地址被转换为已经有一些数据的物理地址.如何知道数据不属于请求者进程,应该替换为辅助存储中的数据？

例如,有脏位用于是否将该页面写回硬盘,但我不认为这是决定所有者进程的原因.