操作系统作业操作系统——虚拟存储器与磁盘缓存1
1.问题描述
虚拟存储器技术牺牲了内存访问速度，换取了可用内存容量的增加；磁盘高速缓存以内存容量的牺牲换取了I/O性能的提升。

一个以时间换空间，一个以空间换时间，这两种看似矛盾的技术为什么可以并存？
2.解答
在操作系统中，各种存储器管理方式都有一个共同点，就是他们都要求将一个作业全部装入内存后方能运行，所以就会出现有的作业很大，其所要求的内存空间超过了内存总容量，作业不能全部装入内存，致使该作业无法运行或者出现有大量作业要求运行，但由于内存容量不足以容纳所有这些作业，只能将少数的作业装入内存让他们先运行，而将其他大量的作业留在外存上等待，而这种情况的原因都是由于内存容量不够大，所以要增加内存容量，要是从物理上增加内存容量，成本太大。

而虚拟内存则是在逻辑上扩充了内存容量.
在具有层次结构存储器的计算机系统中，自动实现部分装入和部分替换功能，能从逻辑上为用户提供一个比物理贮存容量大得多，可寻址的“主存储器”。

虚拟存储区的容量与物理主存大小无关，而受限于计算机的地址结构和可用磁盘容量。

虚拟内存在计算机中的作用很大，电脑中所有运行的程序都需要经过内存来执行，如果执行的程序很大或很多，就会导致内存消耗殆尽。

为了解决这个问题，Windows中运用了虚拟内存技术，即拿出一部分硬盘空间来充当内存使用，当内存占用完时，电脑就会自动调用硬盘来充当内存，以缓解内存的紧张。

这样,在有效缓解了内存紧张的同时,也控制了成本.
而在文件系统中，对文件的访问速度至关重要，为了提高对文件的访问速度，可以提高磁盘的I/O的速度，能够将文件中的数据快速地从磁盘传送到内存中，或者相反。

但是目前，磁盘的I/O的速度远低于内存的访问速度，所以采用磁盘高速缓存技术硬盘上集成了高速缓存的芯片（内存），来提高硬盘的运行速度。

磁盘高速缓存是指利用内存中的存储空间，来暂存从磁盘中读出的一系列盘
块中的信息。

因此，这里的高速缓存是一组在逻辑上属于磁盘，而物理上是驻留在内存中的盘块。

高速缓存在内存中可分成两种形式。

第一种是在内存中开辟一个单独的存储空间来作为磁盘高速缓存，其大小是固定的，不会受应用程序多少的影响；第二种是把所有未利用的内存空间变为一个缓冲池，供请求分页系统和磁盘I/O时(作为磁盘高速缓存)共享。

此时高速缓存的大小，显然不再是固定的。

当磁盘I/O的频繁程度较高时，该缓冲池可能包含更多的内存空间；而在应用程序运行得较多时，该缓冲池可能只剩下较少的内存空间。

两个方式看似矛盾，但其实并不矛盾。

两种方式解决的是不同的问题。

虚拟存储技术解决的是内存容量问题，当内存不足时，通过硬盘空间对内存进行补充，缓解内存的紧张，使作业或者进程可以正常运行。

而磁盘高速缓存技术则是在需要的时候提高磁盘的I/O速度，从而提高对文件的访问速度。

两种方式解决的是不同的问题，在不同时刻，需要解决的问题是不同的，侧重点也是不同的。

因此，这两者是可以共存的。