虚拟存储有哪些基本特征

虚拟存储是操作系统中的一个重要概念，它是将主存储器和磁盘存储器组合使用，以达到更高的存储效率和更快的数据访问速度。虚拟存储具有以下基本特征。

1. 分页存储管理

分页存储是虚拟存储的核心管理方式。在分页存储管理中，物理内存被划分为若干个固定大小的页框，每个页框大小一致，通常为4KB或者8KB。虚拟地址空间也被划分为若干个固定大小的虚拟页，同样是4KB或者8KB。当进程访问内存时，虚拟地址会被分成页数和页内偏移量两部分，页数表示进程需要访问的虚拟页号，页内偏移量表示进程需要访问的虚拟页内偏移地址。通过页表映射，虚拟地址被转换为物理地址，再将数据写入或读取出物理内存。

2. 页面置换算法

当物理内存不足够时，需要使用页面置换算法从内存中选择一个页面替换出去，以便为新的页面腾出一个空间。常用的置换算法有先进先出算法（FIFO）、最近最少使用算法（LRU）和时钟算法等。FIFO算法将最早进入内存的页面替换出去，LRU算法则是优先替换最近最少使用的页面，时钟算法则是综合考虑页表页框状态和访问情况。

3. 页面预调度

为了提高内存访问效率，操作系统会进行页面预调度，即预先将一些常用或可能用到的页面调入内存中，以提高进程访问的速度。页面预调度策略需要根据进程访问的特点和系统负载情况来确定。

4. 外存资源管理

虚拟存储不仅涉及物理内存空间的管理，还需要对外存资源进行有效的管理。操作系统需要高效地使用磁盘空间，避免存储碎片等问题。同时，在操作系统发生故障时，需要将内存中的数据及时地保存到外存中，以避免数据的丢失。

5. 进程的共享和保护

不同的进程之间可能需要共享同一块资源，例如共享系统动态链接库、共享存储器等。虚拟存储必须能够保证进程之间的资源共享和进程访问控制，同时还需要能够提供有效的内存保护机制，防止进程越权访问内存或修改其他进程的数据。

虚拟存储是操作系统中的重要概念，它可以提供高效的存储管理和数据访问能力。虚拟存储的基本特征包括分页存储管理、页面置换算法、页面预调度、外存资源管理和进程的共享与保护。通过采用这些特征，操作系统可以更加高效地管理内存和外存资源，保证进程之间的资源共享和保护，从而提高系统的稳定性和安全性。