虚拟存储器有哪些基本特征

虚拟存储器是计算机系统中一种非常重要的技术，它允许程序访问比主存储器更大的内存空间，提高了系统的性能，同时降低了存储成本。虚拟存储器有以下几个基本特征：

1. 分页与分段

虚拟存储器通常采用分页或分段技术来管理存储器。分页是将存储器按固定大小的块分割，每个大小相等的页面都可以单独进行地址映射。分段是将存储器按逻辑段划分，每个段的长度和地址都可以不同。分段与分页各有优劣，具体使用哪种方式取决于系统的硬件结构和应用场景。

2. 局部性原理

虚拟存储器的局部性原理是指，程序往往倾向于频繁访问某些特定的数据或指令。因此，虚拟存储器会把最近使用的数据或指令放置在更快的存储介质中，以提高访问速度。这种局部性原理可以分为时间局部性和空间局部性两种。

时间局部性是指，在一段时间内，程序往往会重复使用某些数据或指令。因此，虚拟存储器会把这些数据或指令缓存到最近使用过的页面中。当程序下一次使用这些数据或指令时，可以直接从缓存中读取，避免了在较慢的存储介质中读取的时间开销。

空间局部性是指，程序往往会访问离上一次访问的数据或指令很近的数据或指令。因此，虚拟存储器会将这些数据或指令放置在相邻的页面中。当程序下一次访问这些数据或指令时，可以直接访问相邻的页面，减少了在不同页面之间跳跃的时间开销。

3. 页面置换算法

当程序需要访问不在物理内存中的数据或指令时，虚拟存储器会把物理内存中的某些页面换出到较慢的存储介质中，以腾出空间来存储新的页面。页面置换算法是决定哪些页面被换出的一种算法，它的目标是最大化系统性能和利用率。

常用的页面置换算法包括最近最少使用算法(LRU)、先进先出算法(FIFO)和时钟算法(CLOCK)等。不同的算法在不同的应用场景下具有不同的表现，需要根据具体应用场景来选择合适的算法。

综上所述，虚拟存储器是一种允许程序访问比主存储器更大的内存空间的技术，具有分页与分段、局部性原理和页面置换算法等基本特征。它对提高系统性能、降低存储成本具有重要意义，是现代计算机系统不可或缺的部分。