【前提知识点】
进程运行具有【局部性】
这里引用B站里昂学长的教材，很好理解：
- 【时间局部性】：短时间被多次用到的【指令、数据】
- 常见【循环语句(for\while)里的代码】、【循环语句(for\while)里的变量】.......
- 【空间局部性】：在内存里连续紧挨着的几个数据被顺序访问
- 常见【数组】、【顺序表】.......
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而前面我们辛辛苦苦学的一大堆内存管理方式.....全是传统存储方式我操！！
- 现在计算机都是靠【虚拟内存管理技术】
一、虚拟内存基本概念
1、虚拟内存技术定义
2、虚拟内存的特征
- 由【虚拟性】可得：【逻辑上虚拟内存容量 ＞ 实际内存容量】 ，可算得以下容量：
- 1）【进程 虚拟地址空间】
- 就等于：【CPU寻址范围】=【最大虚拟存储器(虚拟内存)容量】
- 计算公式：【2^系统位数】
- 是CPU能生成别的全部逻辑地址编号总数 ，只由【地址寄存器位数】决定：单个进程的虚拟逻辑空间范围
- 2）【虚拟存储器（虚拟内存）】
- 通常指【实际虚拟存储器(虚拟内存)容量 】
- 是整个计算机的虚拟内存大小
- 计算公式：【实际虚拟存储器(虚拟内存)容量 】= 【实际内存】+【实际外存】
- 若【CPU寻址范围】比【实际内存外存之和】还小，则取【CPU寻址范围】
- 切记：【实际虚拟存储器】大小必然小于【内外存之和】、小于【CPU寻址范围】，取最小的容量就是实际的虚拟内存的容量！！
【例题1】
【例题2】
【例题3】
（Belady现象、页面置换算法到后面会学，先只看后两个选项）
3、如何实现虚拟内存技术
这里用两个博主解释，基本就是讲一件事：
- 【虚拟内存技术】等于【传统离散内存分配】+【2新功能：（请求调页/段）、（页面置换）】
【里昂学长的文字版叙述】：（侧重只讲"虚拟页式"，不讲"虚拟段式"）
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【王道课件版本】：（概括包含 "虚拟页式" 和 "虚拟段式" ）
【总结】
【例题】
【背诵常识】
二、虚拟内存之【请求分页存储管理】
1、负责【地址映射】的硬件：MMU
2、负责【请求调页】和【页面置换】的3种硬件
1）请求页表机制
就是在传统的分页管理的【页表】基础上，增加了几个【新字段】
关于这4个字段，不同教材有不同的叫法，但是本质功能一样
严重提醒【里昂学长的错误图】：
- 首先，凡是跟里昂学长的，这个部分别听，不然就乱了！！
第一是人家还没学页面置换算法，你上来一个访问位让人学个鸡毛，然后各个字段的【别称】一大堆又不解释！！！
我结合【王道】和【里昂】和【课后题】的总结：
- 1、【虚拟（逻辑）页号】：
- 不多说了，要注意的是【请求分页页表】记录的是【虚拟页】，也就是一个进程【有几个虚拟页】就【有几个页表项】
- 2、【内存（物理）页号】：
- 对应物理内存哪个页框号
- 3、【状态位】：又叫【合法位】、【有效位】、【驻留位】
- 最重要！！！看上面名字就知道，他就是判断【该页面在不在内存】！！
- 以他来判断决定【这个页面是否 "缺页"】！！！
- 4、【修改位】：又叫【脏位】
- 判断该页面在内存里运行时【是否被修改了】
- 若修改了，则置换页面的时候需要写回外存，跟外存原本的这页内容保持一致
- 若没有修改，则置换页面的时候直接淘汰就行，反正内存、外存这个页都一样
- 5、【保护位】：又叫【保护码】
- 一开始就设定的【该页面的读写权限】
- 【只读】就不可修改（如存储常量的页面只可读）；【可读写】就可以写入修改
- 6、【访问位】：又叫【访问字段】、【引用位】
- 后续学到页面置换算法时，有个叫【CLOCK时钟置换算法】，会根据【访问位】来判断某个页面是不 "近期刚刚被访问过"
- 原理就是【访问位=1时，说明刚刚访问这个页面，暂时要用到它，不应该淘汰置换它】、【访问位=0时，说明近期没用到这个页面，可以置换淘汰它出去】
- 7、【外存地址】
- 最后别漏了这个，传统分页里没有页面置换的需求，所以只用知道各个页【在内存的位置】就行，但是虚拟请求分页涉及页面置换，必须要还得知道【外存地址】
- 【王道的笔记】：
【例题（加强记忆）】
2）缺页中断机构
3）地址变换机构
【例题】
【难点：TLB命中问题】
【难点：回顾多级页表】
在做着一章课后题的时候又遇到了多级页表，这是前面的知识点但是我已经全忘了，再次提醒加深记忆
- 1、二级页表：
- 记住有【页目录号】+【页号】+【页内偏移】
- 先算【页内偏移量】：由一个页面有多大/一个页表有多大，确定位数
- 再算【页号】：二级页表固定就是2位，不用算
- 最后【页目录号】：【总的逻辑地址位数】-【页内偏移】-【2位页号】就得出来了
- 所以要先算出前两个才能得出【页目录号】
2、多级目录：
因为不知道几级，所以没法确定【页号位数】，因此虚拟逻辑地址结构分为
【总的各级页号】+【页内偏移量】
- 依旧先算【页内偏移量】：由一个页面有多大/一个页表有多大，确定位数
- 再算【总的各级页号】：【总的逻辑地址位数】-【页内偏移】就得到了
- 然后算【1个页表有几个页表项】：已知【1个页表项大小】，【页表大小】/【页表项大小】就得出一个页表有几个页表项了
- 因为各级页表一样大，所以【总的各级页号】/【1个页表有几个页表项】=【有几级页表】
- 【多级页表例题】
