5-1 虚拟内存：起因

内存越来越不够用，理想中的存储器是更大，更快，更便宜的非易失存储器。 

为了有效管理物理内存，采用了分段，分页，也许在这个基础上可以达到更大更快的理想情况，但数据随着掉电会丢失，硬件还达不到。

仍然希望将不经常访问的数据放在硬盘中，对硬件和OS要求很高。

对系统内存不够用采取的措施： （1） 早期，微软的DOS，内存仅640K，程序大—–手动覆盖（overlay），把需要的指令和数据保存在内存中 （2） 程序多，自动交换技术（swapping），暂时不能执行的程序送到外存，代价大 

（3） 以更小的页粒度单位在有限的内存中装入更多更大的程序，采用自动的虚拟存储技术

5-2 怎么更好地利用内存：覆盖技术

背景：早期，DOS，硬件只有640kb的内存，软件几十k，大的上兆。 Turbo Pascal 的overlay系统单元支持程序员控制的覆盖技术

目标：小内存中运行较大程序，常用于多道程序系统，与分区存储管理配合使用。

原理：按自身逻辑把程序分成几个功能上相对独立的模块，不会同时执行的模块可以共享同一块内存区域，按时间先后运行（分时）。

TIPS： 必要的代码和数据常驻内存，optional的不常用的在其余模块中实现，放外村，需要时放内存，不存在调用关系的模块不必同时载入内存，可以相互覆盖，共用一个分区。 

例子：A,B,C,D,E这5个函数占用空间及调用关系如左图，如B,C之间不会相互调用因此可以共用一个分区。

还可以A占一个分区20 k，B,E,F共用一个分区50k，C,D用一个：30k，总共只用100k

缺点： （1） 设计开销，程序员要划分模块和确定覆盖关系，编程复杂度增加了 

（2） 覆盖模块从外存装入内存，实际是以时间来换空间。

5-3 怎么更好地利用内存：交换技术

背景：UNIX，让OS管理而不是程序员管理，以运行的程序为单位

目标：多道程序在内存中时，让正在运行的程序或需要运行的程序有更多的内存资源。

方法：可将暂时不能运行的程序送到外存以获得空闲内存空间，操作系统在内存管理单元MMU帮助下把一个进程的整个地址空间的内容保存到外存中（换出swap out），而将外存中的某个进程的地址空间读入到内存中（换入swap in）。其大小为整个程序的地址空间（比较大，几十几百个页）。

何时交换？ 硬盘操作很慢，一动系统就要等，所以要当内存空间确实不够，或者有不够的危险时换出

交换区的大小？ 极端下是内存中只留一个程序，其余都在交换区。必须够大以存放所有用户进程的所有内存映像的拷贝；必须能对这些内存映像直接存取；

swap in重定位：再次换入的内存地址一定要在原来位置上吗？ 不一定，可能已被占用，要正确寻址，需要动态地址映射，虚拟地址一样，物理地址不一样。

覆盖、交换的比较： 目的是一样的。 覆盖是发生在一个运行中的程序内部没有调用关系的模块之间，代价是程序员手动指定和划分逻辑覆盖结构；交换是内存中程序与管理程序或OS之间发生的，以进程作为交换的单位，需要把进程的整个地址空间都换进换出，对程序员是透明的，开销相对较大。

5-4、5 虚存技术

覆盖和交换都有缺点。

为了实现虚存，要利用程序的局部性原理（principle of locality）

程序在执行过程的一个较短时期，所执行的指令的地址，指令的操作数地址都局限于一定区域。

小空间，高效

原理表明理论上虚存可以实现。程序只有一小部分在内存上，大部分在硬盘上，os在MMU帮助下完成。

E.G：编程对缺页率的影响： 一个二维数组a[i][j]，C默认的先行后列排列法，每一行放在一个页面中。 甲是