操作系统中的虚拟存储器是现代计算机系统中不可或缺的一部分，它为应用程序提供了一个比实际物理内存大得多的逻辑地址空间，使得程序可以超过实际内存大小进行编译和运行。本章的练习题涵盖了虚拟存储器的基础概念、工作原理以及相关计算，对于考研和期末复习都非常有帮助。以下将对虚拟存储器的一些核心知识点进行详细解释：
1. **分页存储管理**：分页是将内存分为固定大小的块，称为页框，而程序则被分割成同样大小的页。这种划分便于内存管理和地址转换。
2. **页表**：每个进程都有一个页表，用于记录其逻辑页号到物理页框号的映射关系。页表的存在使得CPU能通过地址转换找到实际的物理内存位置。
3. **地址映射**：虚拟地址到物理地址的转换通常由硬件的页表机制完成，涉及到页表项（PTE）、页偏移量和全局页号等概念。
4. **缺页中断**：当访问的页面不在物理内存中时，会触发缺页中断。操作系统会根据页替换算法（如LRU、FIFO等）选择一个页面替换出去，并将缺失的页面加载进来。
5. **页替换算法**：不同的算法有不同的优缺点，如LRU（最近最少使用）考虑了页面的使用频率，而FIFO（先进先出）则简单地基于页面进入内存的时间。
6. **内存分配策略**：有首次适配、最佳适配和最差适配等策略，用于决定空闲内存块如何分配给进程。
7. **工作集理论**：用于理解进程在一段时间内的内存需求，有助于优化页替换策略。
8. **内存碎片**：连续的内存空间被分割成不连续的小块，导致效率降低，可能需要通过整理内存或采用不同的内存管理策略来解决。
9. **虚拟内存与物理内存的区别**：虚拟内存是逻辑地址空间，而物理内存是实际硬件内存；虚拟内存可以大于物理内存，借助磁盘作为辅助存储。
10. **请求分页系统**：允许程序在执行过程中按需加载页面，而不是一次性全部加载，这显著减少了内存需求。
11. **对换（Swapping）**：当内存资源紧张时，可以将整个进程或部分页面从内存换出到磁盘，腾出空间给其他进程使用。
12. **页保护和权限**：页表中可以设置权限位，限制对某些页面的读写访问，以确保数据安全。
13. **多级页表**：对于大地址空间，单级页表可能导致页表占用过多内存，因此采用多级页表来节省空间。
14. **内存抖动（Thrashing）**：当系统频繁地进行页面替换，进程大部分时间都在等待页面加载，性能急剧下降。
15. **TLB（Translation Lookaside Buffer）**：缓存最近使用的页表项，加速地址转换过程。
通过深入理解和掌握以上知识点，不仅能解决虚拟存储器相关的练习题，也能为考研和期末考试做好充分准备，提升对操作系统的理解和应用能力。
