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存储虚拟化的原理是什么


一、什么事虚拟存储器.其实现方式有哪些

是指通过集中管理的软硬件技术,将各类独立的物理存储设备集成转换为一个逻辑虚拟存储设备,供用户综合使用。这种虚拟逻辑存储设备的存储容量是各个集中管理的物理存储体的存储容量之和,访问带宽与各个物理存储体的访问带宽之和有些接近。

虚拟化存储拓扑有两种主要类型:对称和非对称。对称虚拟存储技术是指将虚拟存储控制设备、存储软件系统和交换设备整体集成并嵌入到网络数据传输路径中。非对称虚拟存储技术是指虚拟存储控制单元独立于数据传输。路。从虚拟化存储的实现原理来看,有两种方法:数据块虚拟化和虚拟文件系统。



扩展信息

基本虚拟内存地址转换虚拟内存的操作过程有全联想变换、直接变换和组联想变换三种。将逻辑空间页面转换到物理空间中的任何页面位置的方法称为全关联变换。将每个逻辑空间页只能转换为物理空间中的特定页的方法称为直接转换。

组关联转换是指组之间的直接转换,以及组内页面之间的全关联转换。交换规则用于决定替换主存的哪一部分,释放部分主存并将部分要传输的内容保存在辅助存储器中。常见的替换算法有四种:

1.随机算法:使用软件或硬件随机数生成器来确定替换的页面。

2.先进先出:先加载到主存的页面先被替换。

3.最近最少使用算法(LRU,LeastRecentlyUsed):替换最长时间未使用的页面。

4.最优算法:替换使用时间最长的页面。这是一个理想的算法,只能作为衡量其他算法优劣的基础。

参考来源:-虚拟内存

参考来源:-虚拟存储


二、虚拟存储器技术主要用于解决什么问题?简述虚拟存储器的基本工作原理。

虚拟内存技术主要解决计算机内存不足的问题。计算机上运行的所有程序都必须通过内存来运行。如果执行的程序占用大量内存,就会耗尽内存。

为了解决这个问题,Windows使用了虚拟内存技术,该技术会分配一部分硬盘空间用于内存使用。当内存耗尽时,电脑会自动调用硬盘充当内存,以缓解内存紧张。如果计算机没有足够的随机存取存储器(RAM)来运行程序或操作,Windows将使用虚拟内存来补偿。

工作原理

1.将中央处理器访问主存所用的逻辑地址分解为组号a和组内地址b,并将组号a的地址进行变换,即以逻辑组号a作为组号。索引来检查地址转换表以确定该组信息是否存储在主存中。

2.如果组号已经在主存中,则执行④;如果组号不在主存中,检查主存中是否有空闲区域。修改某个区域。将暂时未使用的一组信息转移到辅助存储器,以便可以将这组信息转移到主存储器。

3.从辅助存储器中读取所需的组并将其发送到主存的空闲区域,然后将空闲的物理组号a和逻辑组号a记录在地址转换表中。

4.读取地址转换表中逻辑组号a对应的物理组号a。

5.从物理组号a和组内的字节地址b获取物理地址。

6.根据物理地址从主存中访问必要的信息。


详细信息:

相关概念

1.实地址和虚拟地址

用户在编程时使用的地址称为虚拟地址或逻辑地址,其对应的存储空间称为虚拟内存空间或逻辑地址。。空间;计算机的物理内存访问地址称为实地址或物理地址,其对应的存储空间称为物理存储空间或主存空间。将程序的虚拟地址转换为真实地址的过程称为程序重定位。

2.虚拟内存访问过程

虚拟内存空间中的用户程序根据虚拟地址进行编程,并存储在辅助内存中。当程序运行时,地址翻译机制根据当时分配给程序的实际地址空间,将部分程序转移到实内存中。

每次访问内存时,首先判断虚拟地址对应的部分是否在实内存中:如果是,则进行地址转换,使用实地址访问主存储器;否则,按照一定的算法对辅助存储器进行访问。将存储器中的一部分程序编程到存储器中,然后以同样的方式访问主存储器。

3.异构系统

从虚拟内存的概念可以看出,对主辅助内存的访问机制与对主缓存的访问机制类似。这是由高速缓存、主存储器和辅助存储器组成的三层存储系统中的两层。高速缓存与主存之间、主存与辅助存之间分别有辅助硬件和辅助软硬件,负责地址转换和管理,使各级存储器形成三级有机存储系统。

参考来源:-虚拟内存