计算机组成原理总目录
虚拟存储器
虚拟存储器主要解决的是用于解决存储数据的容量问题
例如在电脑的辅存磁盘中存放了几百GB甚至几TB的数据，包括几十个上百个程序
但我们在实际运行时，并不需要使用到所有的数据，而只需要用到其中一个或者两个程序
这是我们就可以将要用到数据读取到更快的主存中进行运行，提高程序的运行速度同时，如果一个程序的大小超过了主存的大小，主存内的数据就会发生替换，使得主存的空间看起来很大，这也就是其虚拟的特性原理
1. 分页
当我们需要将大小为4KB的程序A加载到主存时，会发现有可能找不到【可用且连续】的4KB空间，而这时就需要对数据进行分页处理 （该过程是由操作系统完成）
- 分页：如下图中我们将程序划分为1KB为一【页】，这样我们就无需去找连续的4KB空间，而是分散地将每一页加载到主存中
2. 页表
在进行分页后，我们能充分的利用主存中的零碎空间将程序A装入主存，但我们接下来该如何读取程序A呢？
逻辑地址（虚地址）：程序员所看到的虚拟地址，也称为绝对地址
物理地址（实地址）：数据在主存中的实际地址，也称为相对地址
因为程序员写程序时所使用的都是逻辑地址，与实际的物理地址不一致
故我们需要一个表来记录逻辑页号与物理页号之间的联系，不仅如此页表还包括其他的信息
- 脏位：用于写入时是否需要写回辅存
- 有效位：表示页面是否已被调入主存中
- 访问位：用于页面的替换算法（与Cache相关替换算法类似）
- 辅存块号：数据在辅存中的位置
- 主存块号：逻辑页号所放在主存中的位置
- 逻辑页号：程序员所访问的逻辑位置
3. 页式存储的地址变换
在建立好页表后，我们就可以根据逻辑地址来读取程序A的数据在主存中的实际位置，流程如下
- 第一步，获取逻辑地址中的页号
- 第二步，获取页表的地址寄存器存放的页表地址
- 第三步，在页表中根据页号查找物理页号
- 第四步，将得到的物理页号拼接页内地址，从而得到最终的物理地址
4. 快表
因为页表实际上也是存储在主存上的，所以为了能更快的提高查表速度，故引入了快表机制
其原理和Cache相同，利用局部性原理，将频繁查找到的页表记录存储在查询速度更快的快表中，减少访问主存的次数
需要注意Cache和快表的不同之处
- Cache：当我们直接访问主存的物理地址时，我们会通过访问Cache来减少访存次数
- 快表：当我们访问的是程序的逻辑地址（而非物理地址），则我们需要将【逻辑地址转为物理地址】这一过程，而快表的作用就是用来减少这个转化过程的访存次数
- 逻辑地址在转化为了物理地址后，就该轮到Cache发挥作用的时候了
其次，Cache与主存之间的工作是由硬件自动完成的
而主存与辅存之间的地址转换是由硬件和操作系统共同完成的
