操作系統(tǒng)作業(yè)(虛擬存儲(chǔ)器與磁盤緩存)

1、-作者xxxx-日期xxxx操作系統(tǒng)作業(yè)(虛擬存儲(chǔ)器與磁盤緩存)【精品文檔】操作系統(tǒng)虛擬存儲(chǔ)器與磁盤緩存1. 問題描述虛擬存儲(chǔ)器技術(shù)犧牲了內(nèi)存訪問速度，換取了可用內(nèi)存容量的增加；磁盤高速緩存以內(nèi)存容量的犧牲換取了I/O性能的提升。一個(gè)以時(shí)間換空間，一個(gè)以空間換時(shí)間，這兩種看似矛盾的技術(shù)為什么可以并存？2. 解答在操作系統(tǒng)中，各種存儲(chǔ)器管理方式都有一個(gè)共同點(diǎn)，就是他們都要求將一個(gè)作業(yè)全部裝入內(nèi)存后方能運(yùn)行，所以就會(huì)出現(xiàn)有的作業(yè)很大，其所要求的內(nèi)存空間超過了內(nèi)存總?cè)萘浚鳂I(yè)不能全部裝入內(nèi)存，致使該作業(yè)無法運(yùn)行或者出現(xiàn)有大量作業(yè)要求運(yùn)行，但由于內(nèi)存容量不足以容納所有這些作業(yè)，只能將少數(shù)的作業(yè)裝入內(nèi)存

2、讓他們先運(yùn)行，而將其他大量的作業(yè)留在外存上等待，而這種情況的原因都是由于內(nèi)存容量不夠大，所以要增加內(nèi)存容量，要是從物理上增加內(nèi)存容量，成本太大。而虛擬內(nèi)存則是在邏輯上擴(kuò)充了內(nèi)存容量.在具有層次結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)部分裝入和部分替換功能，能從邏輯上為用戶提供一個(gè)比物理貯存容量大得多，可尋址的“主存儲(chǔ)器”。虛擬存儲(chǔ)區(qū)的容量與物理主存大小無關(guān)，而受限于計(jì)算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)和可用磁盤容量。虛擬內(nèi)存在計(jì)算機(jī)中的作用很大，電腦中所有運(yùn)行的程序都需要經(jīng)過內(nèi)存來執(zhí)行，如果執(zhí)行的程序很大或很多，就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存消耗殆盡。為了解決這個(gè)問題，Windows中運(yùn)用了虛擬內(nèi)存技術(shù)，即拿出一部分硬盤空間來充當(dāng)內(nèi)存使

3、用，當(dāng)內(nèi)存占用完時(shí)，電腦就會(huì)自動(dòng)調(diào)用硬盤來充當(dāng)內(nèi)存，以緩解內(nèi)存的緊張。這樣,在有效緩解了內(nèi)存緊張的同時(shí),也控制了成本.而在文件系統(tǒng)中，對(duì)文件的訪問速度至關(guān)重要，為了提高對(duì)文件的訪問速度，可以提高磁盤的I/O的速度，能夠?qū)⑽募械臄?shù)據(jù)快速地從磁盤傳送到內(nèi)存中，或者相反。但是目前，磁盤的I/O的速度遠(yuǎn)低于內(nèi)存的訪問速度，所以采用磁盤高速緩存技術(shù)硬盤上集成了高速緩存的芯片（內(nèi)存），來提高硬盤的運(yùn)行速度。磁盤高速緩存是指利用內(nèi)存中的存儲(chǔ)空間，來暫存從磁盤中讀出的一系列盤塊中的信息。因此，這里的高速緩存是一組在邏輯上屬于磁盤，而物理上是駐留在內(nèi)存中的盤塊。高速緩存在內(nèi)存中可分成兩種形式。第一種是在內(nèi)存中

4、開辟一個(gè)單獨(dú)的存儲(chǔ)空間來作為磁盤高速緩存，其大小是固定的，不會(huì)受應(yīng)用程序多少的影響；第二種是把所有未利用的內(nèi)存空間變?yōu)橐粋€(gè)緩沖池，供請(qǐng)求分頁系統(tǒng)和磁盤I/O時(shí)(作為磁盤高速緩存)共享。此時(shí)高速緩存的大小，顯然不再是固定的。當(dāng)磁盤I/O的頻繁程度較高時(shí)，該緩沖池可能包含更多的內(nèi)存空間；而在應(yīng)用程序運(yùn)行得較多時(shí)，該緩沖池可能只剩下較少的內(nèi)存空間。兩個(gè)方式看似矛盾，但其實(shí)并不矛盾。兩種方式解決的是不同的問題。虛擬存儲(chǔ)技術(shù)解決的是內(nèi)存容量問題，當(dāng)內(nèi)存不足時(shí)，通過硬盤空間對(duì)內(nèi)存進(jìn)行補(bǔ)充，緩解內(nèi)存的緊張，使作業(yè)或者進(jìn)程可以正常運(yùn)行。而磁盤高速緩存技術(shù)則是在需要的時(shí)候提高磁盤的I/O速度，從而提高對(duì)文件的訪問