操作系统中虚拟内存和缓存内存之间的差异

作者: Laura McKinney
创建日期: 2 四月 2021
更新日期: 11 可能 2024
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【操作系统】内存管理——虚拟内存
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内容


内存是用于临时或永久存储信息的硬件设备。在本文中,我讨论了虚拟内存和缓存之间的差异。一种 高速缓存存储器 是一种高速存储器,用于减少数据访问时间。另一方面, 虚拟内存 这不完全是物理内存,它是一种扩展主内存容量超出其限制的技术。

虚拟内存和缓存内存之间的主要区别在于 虚拟内存 允许用户执行大于主存储器的程序,而 高速缓存存储器 允许更快地访问最近使用的数据。我们将借助下面显示的比较表讨论更多差异。

  1. 比较表
  2. 定义
  3. 关键差异
  4. 结论

比较表

比较基础虚拟内存快取记忆体
基本的虚拟内存为用户扩展了主内存的容量。高速缓存可以加快CPU的数据访问速度。
性质虚拟内存是一种技术。高速缓存是一个存储单元。
功能 虚拟内存允许执行大于主内存的程序。高速缓存存储器存储最近使用过的原始数据的副本。
内存管理虚拟内存由操作系统管理。缓存由硬件完全管理。
尺寸 虚拟内存远大于缓存的内存。高速缓存内存已限制大小。
制图虚拟内存需要映射结构以将虚拟地址映射到物理地址。高速缓存中不需要映射结构。

虚拟内存的定义

虚拟内存 并非完全是计算机的物理内存,而是 技术 允许执行 大程序 那可能 完全放在主存储器中。它使程序员能够执行大于主存储器的程序。


现在让我们了解虚拟内存如何工作?该程序具有其虚拟内存地址,该地址分为多个 页数。主存储器也分为多个 页数。现在,我们可以看到程序的虚拟地址大于可用的主内存。因此,内存映射用于将虚拟地址映射到主内存。

页面0、1、2被映射到主内存中,并且主内存已满。现在,当虚拟内存的第3页要求主内存中的空间时,最早放置的页面(即第0页)将被转移到硬盘上并撤出主内存中第3页的位置,然后过程继续进行。如果再次需要页面0,则将当时最旧的页面再次转移到硬盘上,以放置页面0。

如果两个程序需要相同的数据,并将它们放在主存储器中,则内存映射单元允许两个程序共享主存储器中的相同地址空间。 共享数据 被储存了。这使得 分享 文件容易。

虚拟内存的好处是:

  • 程序不再受主内存限制。
  • 虚拟内存增加了多重编程的程度。
  • 提高CPU利用率。
  • 较少的I / O单元将需要加载或交换内存中的程序。

但是有一个 退税 虚拟内存,将程序的更多页面放入硬盘 性能 与从主存储器访问数据相比,从硬盘访问数据需要更多时间。


缓存的定义

与虚拟内存不同, 快取 是一个 储存设备 实施于 处理器 本身。它带有最近访问过的原始数据的副本。原始数据可以放置在主存储器或辅助存储器中。缓存内存 系紧 数据的访问速度,但是如何?让我们来了解。

可以说CPU的访问速度是 有限 的访问速度 主记忆。每当处理器要执行程序时,程序都会从​​主内存中获取程序。如果 复印件 该程序的已经 当下 在里面 快取 在处理器上实现。该过程将能够更快地访问该数据,这将导致更快的执行。

  1. 虚拟内存 延伸 实际上为用户提供的主存储器容量。但是,高速缓冲存储器可以访问数据 快点 用于CPU。
  2. 缓存是内存 存储单元 而由于虚拟内存是 技术.
  3. 虚拟内存使程序能够执行 大一点 而不是主存储器。 副本 最近使用的原始数据。
  4. 虚拟内存管理由 操作系统。另一方面,缓存内存管理是由 硬件.
  5. 虚拟内存远 大一点 比缓存的内存大。
  6. 虚拟内存技术要求 映射结构 映射虚拟地址到物理地址,而缓存 才不是 需要任何映射结构。

结论:

虚拟内存是一种为用户虚拟扩展主内存容量的技术。缓存是一个存储单元,用于存储最近访问的数据,从而使CPU能够更快地访问它。