什么是虚拟存储技术,该技术的主要优点有哪些

虚拟存储是一种计算机存储技术，它通过操作系统将计算机的物理内存和磁盘空间结合起来，形成一个大型的虚拟内存池，使得对于程序的内存需求可以超过物理内存的限制。本文将从原理、优点以及应用三个角度来分析虚拟存储技术。

一、虚拟存储技术原理

虚拟存储的实现需要两个基本的硬件组件：CPU和存储器。当CPU读取内存时，读取的数据可能在内存中，也可能在外部设备例如硬盘中。对于前者，数据可以直接访问，而对于后者，必须从硬盘上载入数据到内存，然后再进行访问。由于存取磁盘数据的速度比存取内存要慢得多，因此，虚拟存储技术借助了一种称为“页面”的缓存机制来提高计算机的工作速度。

页面机制将物理内存划分成大小相等的小块，称为“页面”，同时，硬盘也被划分成与内存相同大小的块，称为“页面框”，从而形成一个页面框序列。当计算机运行程序时，操作系统会将程序的一部分读入物理内存中的页面框中，其余部分仍留在硬盘存储设备中等待需要时再次被调用。当程序需要访问已被存储器换出的页面时，操作系统会将其存储区域读入内存，替换掉原来的页面。

二、虚拟存储技术的优点

1. 有效利用内存资源：虚拟存储技术可以充分利用CPU物理内存，同时也可以访问硬盘上的空间，从而扩大了计算机的存储容量。这使得计算机可以支持更大的程序和更多的资源。

2. 提高程序的运行效率：虚拟存储技术可以使得程序在运行的时候，只有需要的部分被加载到物理内存中，而其它部分则存储在磁盘上。当需要访问其它部分时，系统会自动将其加载到内存中，使得程序运行速度更快。

3. 允许多个程序同时运行：虚拟存储技术可以让多个应用程序同时运行，在这种情况下，每个程序都被分配了一定的物理内存和虚拟内存，因此，即使其中一个程序需要更多的内存，也不会影响其它程序的运行。

4. 提高CPU的利用率：虚拟存储技术可以使CPU更充分的利用段，当程序调用硬盘中的数据时，系统会自动将其加载到物理内存中，而不需要CPU做额外的工作。

三、虚拟存储技术的应用

虚拟存储技术长期以来已广泛用于各种类型的系统中，包括Windows、Linux等操作系统和数据库管理系统。在这些系统中，虚拟存储技术可以大幅度提高系统的性能，同时也能够帮助系统更好地处理数据。

总而言之，虚拟存储技术可以让计算机更加高效地利用内存资源，提高了程序的运行效率和CPU的利用效率，使得多个程序可以同时运行且不会相互影响。这些优点使得虚拟存储技术在各种场合得到了广泛的应用。