为什么要虚拟存储
我们直到，内存虽然快但是容量小，且价格高。所以我们出于理想化，就会对内存产生更高的需求，比如我们希望有一种容量更大，速度更快，价格更偏移的非易失性的存储器。
实际中的存储器的层次结构：
覆盖和交换
覆盖技术：在较小的可用内存中允许较大的进程。
方法：依据程序逻辑结构，将程序划分为若干功能相对独立的模块，将不会同时执行的模块共享同一块内存区域。
也就是说，将常用的部分装入内存中，使它们常驻内存，将不常用的部分放在其他模块中，待需要时在装入内存中。
不存在调用关系的模块可相互覆盖，公用同一块内存区域。
举例说明：
第一次，A可以被装入第一个分区。 B和D分别被装入第二，三个覆盖区。然后B和D换出去，将C和E换进来，最后将F交换进来。总共占用110k。
可能会有不同的调用方法。会造成更少的内存。
交换技术：增加正在允许或需要运行的程序的内存。
实现：可将暂时不能运行的程序放到外存。
换入换出的基本单位：整个进程的程序地址单位
换出：把一个进程的整个地址空间保存到外存。
换入：将外存中某进程的地址空间读入到内存。
交换时机：只当内存空间不够或有不够的可能时换出。
交换区大小：存放所有用户进程的所有内存映像的
程序换入时的重定位：采用动态地址映射的方法。
覆盖于交换的比较：
覆盖：
- 只能发生在没有调用关系的模块间
- 程序员须给出模块间的逻辑覆盖结构
- 发生在运行程序的内部模块间。
交换：
- 以进程为单位
- 不需要模块间的逻辑覆盖结构
- 发生在内存进程间
局部性原理
只把部分程序放到内存中，从而运行比物理内存大的程序。
由操作系统自动完成，无需程序员的干涉。
实现进程在内存与外存之间的交换，从而获得更多的空闲内存分空间。
局部性原理：
程序在执行过程中的一个较短时期，所执行的指令地址和指令的操作数地址，分别局限于一定区域。
- 时间局部性
-一条指令的一次执行和下次执行，一个数据的一次访问和下次访问都集中在一个较短时期内。 - 空间局部性
-当前指令和邻近的几条指令，当前访问的数据和邻近的几个数据都集中在以恶搞较小区域内。 - 分支局部性
-一条跳转指令的两次执行，很可能调到相同的内存位置。
意义：如果能对局部性进行推测，就可以将那些最常用的部分放入内存，从而加快速度。说明了虚拟存储的可行性。
虚拟存储
思路：将那些不常用的内存块放入外存中。
原理：加载时，只将当前指令执行需要的部分页面加载 至内存。
但是，在某些指令执行时，需要的指令或数据不在数据中，就会产生中断，称为缺页中断。那么处理器就会通知操作系统，将相应的页或段调入内存。为了提高效率，就将内存中暂时不用的页面或段保存到外存。
虚拟存储的基本特征：
- 不连续：物理内存分配不连续；虚拟地址空间不连续。
- 大用户空间：提供给用户的虚拟内存可大于实际的物理内存。
- 部分交换：虚拟存储只对部分虚拟地址空间进行调入和调出。
虚拟存储主要依赖于两方面技术的支持，首先，硬件的支持，需要页式或段式的地址转换机制。其次是，操作系统的支持，需要管理何时调入调出页面或段。
虚拟页式存储
在页式存储管理的基础上，增加请求页面置换算法。
思路：当用户程序需要装载内存运行时，只装入部分页面，然后启动程序运行。
进程在运行中发现有需要的代码或数据不在内存中，则像操作系统发出缺页异常请求。
操作系统接受到该缺页异常请求，将外存中相应的页面导入内存。
缺页异常
缺页中断的处理流程：
虚拟页式存储管理的性能：
有效存储访问时间：EAT=访存时间*（1-p）+缺页异常处理时间+缺页率p